ICS 75.100 SH E 34 中华人民共和国石油化工行业标准 NB/SH/T0931—2016 在用石油基和烃基润滑油氧化状态监测 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）趋势分析法 Standard test method for condition monitoring of oxidation in in-service petroleum and hydrocarbon based lubricants by trend analysis using Fourier transform infrared (FT-IR) spectrometry 2016-12-05发布 2017-05-01实施 国家能源局 发布 NB/SH/T0931—2016 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准修改采用美国材料与试验协会标准ASTMD7414-09《在用石油基和烃基润滑油氧化状态监 测傅里叶变换红外光谱（FT-IR）趋势分析法》。 本标准与ASTMD7414-09的主要差异如下： 引用标准采用我国现行的国家标准和行业标准。 删除了引用标准E131。 本标准将ASTM编排格式修改为符合我国标准的编排格式，并在语言文字上进行了编辑性修改： 删除了3.1中“本试验方法中相关的红外光谱术语定义请参阅E131”的叙述。 增加11.2注。 本标准由中国石油化工集团公司提出。 本标准由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会润滑油换油指标分技术委员会（SAC/TC280/ SC6）归口。 本标准起草单位：中国石化润滑油有限公司上海研究院。 本标准参加起草单位：中国石油天然气股份有限公司兰州润滑油研究开发中心。 本标准主要起草人：丁义丽、陈璐、吕文继、郎需进。 本标准首次发布。 NB/SH/T0931-2016 在用石油基和烃基润滑油氧化状态监测 傅里叶变换红外光谱（FT-IR)趋势分析法 警告：本标准涉及某些与标准使用有关的安全问题，但是无意对所有安全问题都提出建议。因此， 用户在使用本标准之前应建立适当的安全和保护措施，并制定相关的管理制度。 1 范围 1.1本标准适用于测定在用石油基和烃基润滑油的氧化值，如柴油机曲轴箱、发动机、液压、齿轮和 压缩机润滑油，以及其他有氧化倾向的润滑油。本标准适用于测定在用石油基和烃基润滑油的氧化值， 如柴油机曲轴箱、发动机、液压、齿轮和压缩机润滑油，以及其他有氧化倾向的润滑油。 1.2本标准利用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）监测设备正常运行中所使用的石油基和烃基润滑油中 不断产生的氧化产物。石油基和烃基润滑油与空气中的氧气反应，产生一系列的氧化产物，包括醛， 酮，酯和羧酸。本标准提供了一种快速、简单的光谱检查方法，监控在用石油基和烃基润滑油氧化状 态，帮助诊断设备运行工况。 1.3本标准按照NB/SH/T0911对在用石油基和烃基润滑油的红外光谱数据进行采集。本标准中氧化 值的测量可使用直接趋势分析法和差谱（光谱差减）趋势分析法。 1.4本标准基于在用石油基和烃基润滑油与氧化有关的吸收光谱的变化趋势，警告值或界限值可以通 过设定固定最小值或变化率来实现。 1.4.1直接趋势分析采用吸收光谱数值，单位为吸光度/0.100mm。 1.4.2差谱趋势分析采用在用油的谱图减去参比油的谱图所得差谱的数值，单位为吸光度/cm。 1.4.3无论直接趋势分析还是差谱趋势分析，都必须根据相同或相似设备的历史经验、循环比对试验 结果、数据统计结果或其他能反映氧化值变化与设备性能之间关系的方法，来设定需要维护保养的 限值。 注：本标准不推荐任何机械设备的正常、警告、预警或报警限值，该限值应由机械设备生产商和维护团队建立或指 导建立。 1.5本标准适用于石油基和烃基润滑油，不适用于酯基（包括多元醇酯或磷酸酯）润滑油。 1.6本标准采用国际单位制SI]单位。 注：例外，波数的单位是cm。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本 文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 CB/T4945石油产品和润滑剂酸值和碱值测定法（颜色指示剂法） GB/T7304石油产品和润滑剂酸值测量法（电位滴定法） GB/T11137 深色石油产品运动黏度测定法（逆流法）和动力黏度的计算法 GB/T17476使用过的润滑油中添加剂元素、磨损金属和污染物以及基础油中某些元素测量法 （电感耦合等离子体发射光谱法） SH/T0251石油产品碱值测量法（高氯酸电位滴定法） NB/SH/T0931—2016 7仪器 7.1傅里叶变换红外光谱仪 过滤器（可选）和自动进样系统（可选），符合NB/SH/T 0911 要求。 7.2 FT-IR光谱采集 据NB/SH/T0911要求设定FT-IR光谱采集参数 8取样 按照NB/SH/T09 采集在用油和参比油样品（仅差谱趋势分析时需要 仪器的准备和维 照M 9. 1 按 /T0911中相关条款的规定 中洗样品池 管路和过滤器。 9. 2 H/T0911规定测定样品池的光程 作步骤 10 10. B/SH/T0911 规定程序采集背景光谱 10. 2 势分析：按照 NB/SH/T0911规定程序采集参比油的吸收光谱。 10. B/SH/T0911 见定程序采集在用油的吸收光谱 数据 按照 NB/SH/T 0911 的规定步骤，将所有数据的光程标准化为0. 100 mm。 10. 理： 11 花 11. 1 +算 值 送 11. 1. （直接趋势 分析）：利月 用直接 趋势法计算 所采用自的测量面积利基线点见表1。 图1举 说明了 柴油机曲轴 箱油光谱中 氢化值 测定所用的 面积。 11.1.2 方法B 差谱趋势 分析）：利用 用差谱趋势法计算 氧化 所采用的测量峰高和基线点见表1。 图2举例 油机曲轴 油差谱图中 中氧化值测定的活 皮长范围 在用石油 基和烃基润滑油氧化值的测量参数 表1 基线点/cm-" 测量范围/cm 方法A（直接趋势分析） 面积测量，1800~1670 2200~1900 和650~550最小吸收波长点 方法B（差谱趋势分机） 高点 单点基线，190 1800 CHINA NB/SH/T0931-2016 氧化值 2000 1600 1400 1800 Wavenumber(cm-l) 图1 柴油机曲轴箱油氧化值直接趋势分析（方法A）的测量 .0 0.9 氧化值： 最大峰高 0.8 1800cm-l~1660cm-l 0.7 0.6 0.5 单点基线 0.4 1950cm-l 0.3 0.2 2000 1900 1800 1700 1600 1500 Wavenumber(cm-") 图2曲轴箱油氧化值差谱趋势分析（方法B）的测量 11.2样品残留 为了防止样品间交叉污染和确保样品残留量降到最低，用少量的下一个样品或易挥发溶剂冲洗前 一个样品。冲洗效果可以通过以下方式评估：依次分析一个低水平氧化值油样A（L,）和一个高水平 氧化值的在用油样B（H）后，再次分析低水平氧化值的油样A（L），按下计算残留百分含量 （PC），PC值应小于5%。 NB/SH/T0931—2016 T-T PC= (1) H, 式中： L,、H，和L,——按表1条件和规定顺序测定油样所得的氧化值。 注：一般采用石油醚等溶剂清洗样品池后再采用以上操作步骤和公式进行样品冲洗效果评估。 12报告 12.1方法A（直接趋势分析）：测量值以吸光度/0.100mm为单位报告。 12.2方法B（差谱趋势分析）：测量值以吸光度/cm为单位报告，计算方法如下： A=A×100. (2) 式中： A——氧化值，吸光度/cm； A。——氧化值，吸光度/0.100mm 12.3趋势：尽管其他指标可能指示需要早换油，理论上，氧化值应该与新油进行比较，并标绘氧化 值随时间的变化曲线，以便直观的观察其相对变化，确定何时换油。取样及报告的时间间隔应根据设 备类型和该参数相关的历史经验来确定。 12.4统计分析和界限值：对于数据的统计分析和设定界限值，请参考标准NB/SH/T0853附录C“分 布图和统计学分析”。 12.5润滑油配方的影响：不同的润滑油配方会对氧化值产生影响，不同配方的润滑油的测量值无法 进行比较。所得结果应与新油做对比，或与历史数据作对比，看变化情况。 13米 精密度和偏差 13.1精密度：本标准的精密度未通过实验室间研究确定。对重复性的初步检查表明，同一实验室同 一个操作者采用同一方法使用同一设备仪器在较短的时间间隔内，在正确操作方法前提下，获得的重 复性结果不应超过以下数值（95%置信水平）： 重复性=0.68吸光度单位/0.100mm（直接趋势分析） 重复性=0.70吸光度单位/cm（差谱趋势分析） 13.2偏差：本标准方法无偏差。因为氧化值只能用本标准方法进行测定，没有其他可用的参考方法 和参考值。 14关键词 状态监测；差谱趋势分析；直接趋势分析；傅里叶变换红外光谱；FT-IR；烃基润滑油；在用油； 红外；IR；润滑油；氧化值。