ICS 75. 100 E 30
SH
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
2020-05-01实施
2019-11-04 发布
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。
1 NB/SH/T09982019
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。 1.3本标准按照NB/SH/T0911一2015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），数值报告的单位为100xAbs/0.100mm（相当于Abs/cm）。可以设定单次测定值的下限或测定值的变化速率作为警示或报警值。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 CB/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/T 0931 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/T 0935 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，或制定维护计
立即维修。
4方法概要
在用油FT-IR光谱采集根据NB/
本标准采用FT-IR光谱监 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。
和烃基润滑油的石
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 态的重要参数，并店 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. GB/T11133,SH/T0251 以及红外光谱法测定的氧化值（NB/SH/T0931）、磺化值（NB/SH/T0935）、添加剂的损耗（NB/SH/T0907），分解产物和外来污染物（NB/SH/T0853） 也是评价油 由液状态的参数。
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/T0911一2015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/T0911一2015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9.1条规定程序采集背景光谱。 10. 2 差谱趋势分析：按照 NB/SH/T0911-2015中9.2条规定程序采集参比油的光谱。 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 舒所有数据的光程标准化为 0.100 mm
11 硝化值计算
11. 1 方法A（直接趋势分析）： 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。
接趋势法计算硝化值
测量峰高和基线点见表1。
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 直接谐 图1630最大峰高点差谐谱 图1630最大峰高点
基线点，cm-1
方法A（直接趋势分析）方法B（差谱趋势分析）
1640和1620~1595最小吸收点 1655- 1640和1620~1595最小吸收点
1655
硝化值最大峰高1630
0.9
0.8
0.6
0.5 0.4 0.3 0.2 E 0.1
2000 1900 1800 1700 1600 1500
波数，cm
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/T 0998—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：
(1)
A=Aa×100...
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：
:(2)
A=A ×100
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）。
PC =3 Lz L, × 100 .*
(3)
H,
式中： LI、H，和Lz——按表1条件和规定顺序测定油样所得的硝化值，PC值应小于5%。 注：一般采用高挥发性有机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趋势：尽管其他指标可能指示需要早换油，理论上，硝化值应该与新油进行比较，并标绘硝化值随时间的变化曲线，以便直观地观察其相对变化，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。 12.2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”。 12.3润滑油配方的影响：不同的润滑油配方会对硝化值产生影响，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精密度和偏差
13.1精密度：按下述规定判断实验结果的可靠性（95%的置信水平）。 13.1.1重复性：同一操作者，在同一实验室，用同一台仪器，对同一试样进行两次测定，无论是直接趋势分析还是差谱趋势分析，所得到的两个结果之差不应超过下列要求。
r=0.1783X+ 0.0758
式中：
一两个连续试验结果的算术平均值。
X-
13.1.2再现性：不同操作者，在不同的实验室，对同一试样进行测定，无论是直接趋势分析还是差谱趋势分析，所得到的两个结果之差不应超过下列要求。
R=0. 0987X+ 0.2796
式中： X-一两个独立、单一试验结果的算术平均值。
13.2偏差：本标准方法无偏差。因为硝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。 4 NB/SH/T0998—2019
关键词
14
14. 1 在用油状态监测；趋势分析；傅里叶变换红外光谱；烃基润滑油；硝化值。
5 61
-8660 L/HS/HN
中华人民共和国
石 油化工行业标 准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
NB/SH/T0998—2019
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