Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY 1681—2014
金属加工油（液）中有机挥发物（VOC）
含量的测定 热重法 Standard test method for votatile organic compound(VOC)
of metalworking fluids by thermogravimetric analyzer(TGA) method
2014一08一22 发布
2014一10一01实施
中国石油天然气集团公司
发布 Q/SY 1681—2014
目 次
前言
范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
1
方法概要 5 干扰 6 仪器与设备 7 取样 8 校正 9
4
试验步骤 10 计算 11 报告 12 精密度和偏差参考文献 Q/SY 1681—2014
前創言
本标准按照GB/T 1.1一2009《标准化工作导则第 1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准使用重新起草法修改采用 ASTM E1868－10《用热重仪测定干燥失重的方法》。本标准与 ASTM E1868－10 的技术差异及原因如下：
ASTM E1868－10适用于固体、液体、混合物或者在试验温度下主要成分稳定的混合物，本标准适用于金属加工油（液）类润滑油产品；本标准将 ASTM E1868－10 第 2章中的参考标准修改为规范性引用文件，加人了相应的我国国家标准和行业标准，并删除了部分与本标准无关的引用标准；删除了 ASTM E1868－10第5 章“意义与用途”；将 ASTM E1868－10 中 6.1关于取样的注意事项放入本标准 7.2中; -将ASTME1868－10中 7.1.1“电子天平的校验”放人本标准第8章“校正”中; 删除了 ASTM E1868－10 中 7.1.11.2，11.10，11.11; 删除了ASTM E1868 － 10 中与弓引用标准相关的注 9、注 22、注 25、注 26; 删除了ASTM E1868－10 注16，因本标准只应用于金属加工油（液），故删除关于试验参数的优化；第8章“校正”中关于热重仪的温度校正、质量校正、电子天平的质量校正中增加了“或者
一
遵从仪器制造商的操作手册”；删除了 ASTM E1868－10 表 1、表 2; 删除了 ASTM E1868－10 中与表 1 相关的注 18; 删除了 ASTME1868－10 中 11.12，本标准试验参数是唯一的，无需注明; 删除了ASTME1868－10 中 11.13，14.2与试验方法 B相关的内容; 一ASTM E1868－10 的11.15，11.6中根据公式计算的内容放人本标准第10章“计算”; 删除了 ASTM E1868－10 的12.1中的公式（1)；删除了 ASTME1868－10中 14.1.2.2再现性要求; -删除了 ASTM E1868－10 中与引用标准相关的 14.1.2.3; 删除了 ASTM E1868－10 第15 章“关键词”。 本标准由中国石油天然气股份有限公司销售分公司提出。 本标准由中国石油天然气集团公司标准化委员会石油产品销售及润滑剂专业标准化技术委员会
归口。
本标准起草单位：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：陆沁莹、孙成杰、魏朝良、刘红辉、逢翠翠。
Ⅱ Q/SY 1681—2014
金属加工油（液）中有机挥发物（VOC）含量的测定
热重法
警告：本标准的使用可能涉及到某些有危险性的材料、操作和设备，但是无意对与此有关的所有
安全问题都提出建议。用户在使用本标准之前有责任制定相应的安全和防护措施，并确定相关规章制度的适用性。
1范围
本标准规定了用热重分析仪测定金属加工油（液）、直接接触类润滑油等产品在特定温度环境和时间环境内所有挥发物含量的方法
本标准适用于金属加工油（液）、直接接触类润滑油等产品中的挥发物（V）和有机挥发物（VOC）组分含量的测定。
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/T 11133液体石油产品水含量测定法（卡尔·费休法) SH/T 0604原油和石油产品密度测定法（U 型振动管法） ASTM E1582热重分析法用温标的校准规程（Practice for calibration of temperature scale for
thermogravimetry)
ASTM E1860实测时间校准热分析仪的试验方法（Test method for elapsed time calibration of thermal analyzers)
ASTM E2040热重分析仪质量数标度校准的试验方法（Test method for mass scale calibration of thermogravimetric analyzers)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
热重分析thermogravimetric analysis 在特定的气氛条件和温度程序下测量物质的质量作为温度或者时间的函数的一种技术。
4方法概要
在连续加热条件下，持续测量已知质量样品的质量作为时间的函数。在预定测量程序结束时记录样品质量损失与初始质量的百分比。通过测定样品的密度和水含量，计算样品的挥发物（V）、有机挥发物（VOC）的含量。
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5干扰
5.1本标准测定的是在特定试验条件下样品的总失重量，如果样品中存在不止一种挥发组分，结果反映的就是所有挥发组分的总和。 5.2试验的恒温温度如果设置过高，最终的失重结果会包含样品母体的部分组分。 5.3当计算 VOC 时，必须采用 GB/T 11133 的规定正确测量水分含量。
6仪器与设备
6.1热重分析仪：能够持续记录样品质量对于温度和时间的函数的设备。热重分析仪由以下几部分组成：
-电子天平：最大量程至少为 100mg，感量为 10μg 或更小。 加热炉：能够在25℃～1000℃的温度范围内进行控温，加热速率≥5℃／min，误差为±2℃。 温度传感器：指示样品或加热炉的温度，或者同时记录，误差为土0.1℃。温度传感器放置的位置应尽可能接近试验样品并且不干扰样品的质量测量，或者遵从设备制造商的要求来放置。在试验与校正过程中，温度传感器要保持在同一位置。
一样品气体流量控制装置：能够提供干燥的惰性气体（通常是高纯氮气），流量在50mL/min
～100mL/min 范围，误差为±5mL/min。 一温度测量系统：在25℃～1000℃之间能连续记录样品温度，误差在±0.1℃
计时器：能够连续记录时间直至 20h，计时误差在1%或者 0.1min 内，以误差最大的为界限。该计时器的性能用 ASTM E1860 来验证。 -控制系统：能够控制加热炉以最低5℃/min的升温速率从25℃升到1000℃，升温速率误差为±0.1℃/min，并能在一定温度下恒温，恒温误差在±2℃之内。
一数据采集系统：能够采集、存储、显示热重分析仪测量信号或计算信号，或者两者兼有。热
重分析仪的测量信号包括质量、温度和时间。 一一数据分析装置：能够连续运算并显示样品质量与初始质量的百分比的数据。
控制装置：能在操作者选择一段恒温时间达到后自动终止试验。
6.2样品埚：必须是浅的，并且有合适的形状，由白金制成，能容纳至少 10mg 样品。 6.3排气系统：能够除掉实验室中上述系统排出的可能有毒的吹扫气体。 6.4惰性气体：高纯氮气，纯度为99.99%。 6.5微量取样管或者注射器：15μL±1μL。
7取样
7.1通常所分析的样品一般为“已接收”状态，所以在分析之前应对样品进行热处理或者机械处理（例如碾磨或者筛分），处理过程应在报告中予以注明。因为研磨过程会产生热量从而导致样品中挥发物质的释放。 7.2由于分析所用的试样量很小，所以试样必须是均匀和有代表性的，因此在分析之前对样品进行充分混合和搅拌。 7.3如果试验是从室温开始的，在试验前应使样品在封装容器内平衡到室温。
注：含有固体颗粒的样品要提前过滤。
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8校正
8.1根据 ASTM E1582，用 1℃/min 的速率和相变温度接近于试验程序中恒温温度的物质来校正设备的温度信号或者遵从仪器制造商的操作手册。仪器制造商操作手册中的校正应符合ASTM E1582 的要求。 8.2根据ASTME2040来校正仪器的质量信号和电子天平的质量信号，或者遵从仪器制造商的操作手册。仪器制造商操作手册中的校正应符合 ASTM E2040 的要求。 8.3定期分析标准物质（已知质量损失特性的物质）来检验设备和操作的有效性。将分析的标准物质曲线与标准曲线进行对比，其质量测定结果的差异小于1%，温度测定结果的差异小于1%。 8.4根据 ASTM E1860校正仪器的时间信号 8.5每周校正质量信号，每3个月校正温度信号，每6个月校正时间信号。
9试验步骤
9.1进行基线校正。 9.2设置加热炉的流量参数。加热炉的总流量必须为50mL/min，天平保护气体流量与样品试验气体流量的分配比为 10mL/min：40mL/min 或者 20mL/min：30mL/min。天平保护气体和样品试验气体均应为高纯氮气。 9.3冷却加热炉内的温度到室温。要求室温为25℃或者更低。
注：冷却加热炉内温度至25℃在某些设备上是耗时的，为了提高效率，某些试验的初始温度可以高一些。因为
挥发物的量是对于温度的函数，初始温度高时要小心试验。对于高挥发物质，如果初始温度过高，在试验程序的初期，样品的损失量将会较大。
9.4在加热炉内挂上空的样品埚，正常关闭炉子，归零天平以使空样品的质量为零。 9.5打开加热炉，露出空样品。 9.6小心放置10μL土1μL样品于样品埚中，不要使用自动进样器，样品必须均匀分布于样品埚内。
注：小心放置以确保样品隔绝空气。 9.7关闭加热炉并记录样品的初始质量。如果设备能够直接提供记录质量百分比，调整其读数为 100% 。
注：因为试验样品在室温有一定的挥发，所以样品放到炉内时会有一定量的质量损失，在这类试验中按照9.6 和
9.7小心操作，尽可能接近实际。
9.8启动温度控制程序：起始加热温度为25℃±2℃，以25℃/min的加热速率将样品加热到81℃的恒温温度；当达到恒温温度81℃时，试验进入恒温程序，从初始加热到恒温程序结束的整个试验时间是 110min。 9.9在启动温度控制程序的同时记录样品的质量、温度以及消耗的时间。
警告：加热某些物质时会释放出有毒的或者腐蚀性废水或者两者皆有，这些物质会对人体或者设备产生危害。 9.10记录样品在试验结束时的质量或质量百分比，这个值是最终质量或最终质量百分比。
10 计算
10.1挥发物
根据公式（1）计算液体样品的挥发物（V）的量，用克每升（g/L）表示。
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