ICS 75.100 SH E 30 中华人民共和国石油化工行业标准 NB/SH/T 0998—2019 在用石油基和烃基润滑油硝化状态监测 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）趋势分析法 Standard test method for condition monitoring of nitration in in-service petroleum and hydrocarbon-based lubricants by trend analysis using fourier transform infrared(FT-IR) spectrometry 2019-11-04发布 2020-05-01实施 国家能源局 发布 NB/SH/T0998—2019 前言 本标准按照GB/T1.1一2009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ASTMD7624-18《在用石油基和烃基润滑油硝化状态监 测傅里叶变换红外光谱（FT-IR）趋势分析法》。 本标准与ASTMD7624-18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11.4注。 本标准由中国石油化工集团有限公司提出。 本标准由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会在用润滑油液应用及监控分技术委员会（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：中国石化润滑油有限公司合成油脂分公司、中国石油天然气股份有限公司 兰州润滑油研究开发中心、中国石油天然气股份有限公司大连润滑油研究开发中心。 本标准主要起草人：丁义丽、章仁毅、吕文继。 本标准参与起草人：李春秀、郎需进、谢平平、丁冬梅。 本标准为首次发布。 NB/SH/T0998—2019 在用石油基和烃基润滑油硝化状态监测 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本标准适用于监测发动机油的硝化状态，以及在燃烧过程中或者其他途径产生硝化物的润滑油的 硝化状态。 1.2本标准利用傅里叶变换红外（FT-IR）光谱监测设备正常运行中所使用的石油基和烃基润滑油中 不断产生的硝化产物。由于废气的再循环和发动机窜气，燃烧副产物与发动机油反应，使得油中的硝 化物水平（硝化值）逐渐升高。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 基润滑油硝化状态，帮助诊断设备运行工况。 提供了硝化状态监测数据的直接趋势分析法和差谱（光谱差减）趋势分析法。 1.4本标准的基础是在用石油基和烃基润滑油与硝化有关的吸收光谱的变化趋势。对于直接趋势分 析，用吸收光谱所记录的数值进行分析，报告的单位为100xAbs/0.100mm（相当于Abs/cm）。对于差 谱趋势分析，用差谱得到的数值进行分析（差谱是由在用油的谱图减去参比油的谱图获得），数值报告 警示或报警值。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硝化值变化与设备性能关系的方法，来确定需要维护保养 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，不含其他计量单位。 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。 GB/T11133石油产品、润滑油和添加剂中水含量的测定卡尔费休库伦滴定法 GB/T11137深色石油产品运动粘度测定法（逆流法）和动力粘度计算法 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定法 （电感耦合等离子体发射光谱法） SH/T0251石油产品碱值测定法（高氯酸电位滴定法） NB/SH/T0853在用润滑油状态监测法傅里叶变换红外（FT-IR）光谱趋势分析法 1 NB/SH/T0998—2019 NB/SH/T0907 在用石油产品和烃基润滑油中磷酸盐（酯）抗磨剂状态监测试验法傅里叶变换红 外光谱法 NB/SH/T0911一2015在用油状态监测用傅里叶变换红外（FT-IR）光谱仪的设置和操作规程 NB/SH/T0931 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 NB/SH/T0935 在用石油基和烃基润滑油磺化状态监测傅里叶变换红外光谱（FT-IR）趋势分 析法 3术语和定义 3.1机械状态machineryhealth 机械的零部件、部件和 整机的运行状况的定性表述。用于表明保养和摸 操作建议或操作要求，以确 定机械是否继续运行，或制定维护 立即维修 4方法概要 和烃基润滑油的 用油FT-IR光谱采集根据NB/ 本标准采用FT-IR光谱 SH/T0911一2015规定的直接趋势分析或差谱趋势分析方法获取，采用峰高表达润滑油的硝化值。 5意义和应用 在发动机燃烧过程中，润滑油与气态的硝化物发生反应时，会产生大量的硝化产物。润滑油的硝 化产物可能引起黏度增加、 、酸值增加和不溶 物的形成，导致活塞环黏结和过滤器堵塞。因此，硝化值 监测成为判断整个机械状态的重要参数，并 应结合其他试验方法所得结果 进行考察，如磨损金属元素 分析（GB/T17476），物理性能（CB/T111 B7,CB/T11133,SH/T0251) 以及红外光谱法测定的氧 化值（NB/SH/T0931）、磺 黄化值（NB/SH/T0935）添加剂的损耗（NB/SH/T0907），分解产物和外 也是评价油液状态的参数。 来污染物（NB/SH/T0853） 6干扰因素 6.1 高含量的水会干扰硝化值的测量 6.2 共轭酮类、醒类、不饱和羧酸盐（由酸与高碱性油添加剂反应形成） 也是干扰源。 6. 3 一些芳香族化合物也会对测量有影响 7仪器 7. 1 傅里叶变换红外光谱仪，配样品池、过滤器（可选）和自动进样系统（可选），符合NB/SH/T 0911—2015中第5章要求。 7.2 FT-IR光谱采集参数 依据NB/SH/T0911—2015中第6章要求设定FT-IR光谱采集参数。 8样品 8. 1 按照NB/SH/T0911一2015中第7章采集在用油和参比油样品（仅差谱趋势分析时需要）。 2 NB/SH/T0998—2019 9 仪器的准备 9. 1 按照NB/SH/T0911—2015中8.1条和8.2条的规定冲洗样品池、管路和过滤器。 9.2 按照NB/SH/T0911—2015中8.3条规定测定样品池的光程。 10 操作步骤 10. 1 按照NB/SH/T0911+ 一2015中91条规定程序采集背景光谱。 10. 2 NB/SH/T0911-2015中9.2条规定程序采集参比油的光谱。 差谱趋势分析：按照 10. 3 按照NB/SH/T0911 2015中9.3条规定程序采集在用油的光谱 10.4 数据处理：按照NB B/SH/T0911-2015中10.2条的规定步骤， 子所有数据的光程标准化为 0.100mm。 11 硝化值计算 11.1 方法A（直接趋势分析） 要趋势法计算硝化 制量峰高和基线点见表1。 11.2 方法B（差谱趋势分 析）：利用在用油的谱图减去参比油的谱图获 得差谱图计算硝化值。所采 用的测量峰高和基线点见表 图1举例说明了柴油机油差谱图中硝化值测 定的波长范围。 表1 在用石油基和烃基润滑油硝化值的测量参数 方法 测量范围，cm 基线点，cm²1 方法A（直接趋势分析） 直接 图163 最大峰高点 1640和1620~1595最小吸收点 165 方法B（差谱趋势分析） 图 1630最大峰高点 1655- 1640和1620~1595最小吸收点 硝化值 最大峰高1630 0.5 0.4 0.3 V 0.2 0.1 2000 1900 1800 1700 1600 1500 波数，cm-1 图1 柴油机油硝化值差谱趋势分析（方法B）的测量 11.3 结果计算 3 NB/SH/T0998—2019 11.3. 1 方法A（直接趋势分析）：测量值以Abs/cm为单位报告，计算方法如下： A=A.×100.... (1) 11.3.2 方法B（差谱趋势分析）：测量值以Abs/cm为单位报告，计算方法如下： A =A, × 100 (2) 式中： A——硝化值，Abs/cm； A。——直接谱图硝化值，Abs/0.100mm； A,——差谱谱图硝化值，Abs/0.100mm。 11.4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硝化值油样A（L） 和一个高水平硝化值的在用油样B（H,）后，再次分析低水平硝化值的油样A（L），按下式计算残留 百分含量（PC)。 ×100. (3) H, 式中： L1、H，和Lz—按表1条件和规定顺序测定油样所得的硝化值