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Access Agilent 电子期刊(2014 年 9 月)

使用 Agilent MP-AES 和便携式 FTIR 更快地进行多元素润滑油检测

作者:Wayne Collins
安捷伦全球营销部

工厂维护策略常常依赖于实验室定量检测结果来确定所需的维护措施和维护时机。一般来说,会从每个设备上采集润滑油样品并将其送到实验室进行评估。实验室结果返回后就能做出决定以采取适当措施。遗憾的是,等待实验室结果可能会花上数小时、数天甚至数周,而在这期间,润滑油的状况可能会进一步恶化。同时处理工作订单也会造成进一步的延误。现在,实验室外光谱分析的新技术可让您对润滑油进行现场评估。

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图 1. 酚类抗氧化剂官能团谱带随时间而衰弱的 FTIR 光谱叠加图。最强的谱带(蓝色)为新的 ISO 32 汽轮机油的谱带,最弱的吸收(浅绿色)来自于已经开始氧化的汽轮机油

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图 2. 胺类抗氧化剂官能团的吸收随时间而衰弱的 FTIR 光谱叠加图。最强的吸收(红色)来自新 ISO 32 汽轮机油的胺类抗氧化剂,而最弱的谱带(蓝色和绿色)来自抗氧化剂被消耗的汽轮机油

使用 Agilent 5500t FTIR 分析仪对汽轮机油进行快速现场检测

汽轮机油中的酚类和胺类抗氧化剂都是防腐剂,可防止油类氧化,形成有害的漆类沉积物。一旦抗氧化剂消耗完,氧化过程的速度会呈指数增长,这可能导致润滑剂失效,造成机器严重损坏。

这些汽轮机油中的抗氧化剂在红外光谱特定区域有很强的吸收带,因此 ASTM 国际标准组织倾向于使用傅立叶变换红外光谱 (FTIR) 来测定这些化合物。图 1 给出了汽轮机油中一种酚类抗氧化剂的主要红外谱带以及抗氧化剂消耗时,谱带如何随时间推移而变化。类似地,图 2 展现了胺类抗氧化剂随着汽轮机油的老化而不断减少。这些“指纹谱带”是这两种氧化剂的特征官能团,Agilent 5500t FTIR 分析仪可利用它们进行定量分析。

FTIR 的测量速度快于基于电极的抗氧化剂监测设备,而且它使用了直观的红色、黄色或绿色状态监测仪显示结果,最大限度降低了对操作者技能的依赖。同样重要的是,FTIR 能够现场测定抗氧化剂含量水平,这意味着与将样品送至传统油分析实验室进行非现场分析相比,结果的获取更为方便、频繁、快速。有关本应用的更多信息,请参阅安捷伦应用简报 5990-7801EN

使用 Agilent MP-AES 准确快速
测定润滑油中的金属

人们还会对润滑油中的金属进行监测,这些金属来自于轴承以及机器其他部件的自然磨损,可以作为何时需要卸下这些部件进行维修,以避免发生严重故障的指标。尽管火焰原子吸收光谱 (FAAS) 被广泛用于测定油中的磨损金属,许多实验室已采用了速度更快的多元素技术,例如安捷伦微波等离子体原子发射光谱 (MP-AES)表 1 显示了 MP-AES 的测定结果与润滑油磨损金属 NIST SRM1085b 样品中各个元素的标准值有着良好的一致性,证明了使用 MP-AES 的分析方法的有效性。图 3 给出了 Cu 的谱图。

元素及波长 (nm)

测定值 (mg/kg)

标准值 (mg/kg)

回收率 (%)

Fe 259.940

314.7 ± 0.3

301.2 ± 5.0

104

Mn 259.372

289.9 ± 0.2

300.7 ± 2.0

96

Cd 226.502

290.9 ± 2.9

302.9 ± 5.1

96

Cr 276.653

305.2 ± 0.1

302.9 ± 3.9

101

Si 251.611

295.7 ± 1.9

300.2 ± 5.0

99

Ni 305.081

291.6 ± 0.1

295.9 ± 7.4

99

Cu 327.395

300.9 ± 0.1

295.6 ± 8.5

102

Ag 328.068

308 ± 0.2

304.6 ± 8.9

101

Pb 283.305

296.1 ± 0.1

297.7 ± 6.8

99

V 310.229

287.6 ± 0.1

297.8 ± 4.6

97

Ti 323.452

293.9 ± 0.1

301.1 ± 2.9

98

Sn 303.411

295.3 ± 0.3

299.4 ± 4.8

99

Mo 319.398

296.9 ± 0.1

300.6 ± 3.2

99

Al 396.152

291.7 ± 0.2

300.4 ± 9.3

97

Na 589.592

297.4 ± 0.1

305.2 ± 7.0

97

表 1. 使用 Agilent MP-AES 分析 NIST SRM 1085b 时的测定值与标准值

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图 3. 5 ppm 的 Cu 327.95 nm 信号展示了 Agilent MP-AES 的卓越灵敏度

完善的安捷伦光谱解决方案产品组合

上述仅仅是安捷伦光谱解决方案的两个简单示例。安捷伦全面的产品系列可为各种应用领域(如:环境食品安全与农业能源与化工材料测试和研究地球化学半导体分析)提供强大可靠的解决方案。

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图 1.

酚类抗氧化剂官能团谱带随时间而衰弱的 FTIR 光谱叠加图。最强的谱带(蓝色)为新 ISO 32 汽轮机油的谱带,最弱的吸收(浅绿色)来自于已经开始氧化的汽轮机油。

图 2.

胺类抗氧化剂官能团的吸收随时间而衰弱的 FTIR 光谱叠加图。最强的吸收(红色)来自新 ISO 32 汽轮机油的胺类抗氧化剂,而最弱的谱带(蓝色和绿色)来自抗氧化剂被消耗的汽轮机油。

图 3.

5 ppm 的 Cu 327.95 nm 信号展示了 Agilent MP-AES 的卓越灵敏度。