ICS75.100 E34
SH
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 信
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cm1
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
SH/T0688 石油产品和润滑剂碱值测定法（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（ET-IR）光谱趋势分析法 NB/SH/T0907 在用石油产品和空 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/T0935 在用 触产品和烃基润滑油磺化状态的监校 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）趋势分析法
F
油妆态监测用傅里叶变换红外光谱仪的设置和操作规程
NB/SH/T091 ASTMD630 开卡 家费歇尔库仑滴定法测定石油产品、润滑油和添加剂中水分的式验方法
3术语和定义
本标 维中在用在用油状态监测的相关术语定义参阅NB/SH/T0911 机械状态
eryhealth 部件和整机的运行状况自 的定性表述 用于表达维修和操作的建议或要求，以确定或制定维修计划，或立即维修
机 成的家机械是 继续
4 方
冰 用FT-IR光谱监测在用石油基和烃基润滑油的氧化程度。 年用油FT-IR 光谱采集根据
小o 规定的直接趋势分析或差谐趋势分析方法获取，采用峰蜂高 巧或峰面积表 达润滑油的氧工兴和清 空气中的氧气发生反应时， 大量的氧化产物，如醛 酮、酯和羧酸 这些产 物都
NB/ 化值
5
立
2
是含 熊的物 通过FT-1R测定1800 滑油 化度 润滑油的氧化产物可能 引起黏度增加（造 成油品变稠）、 值增加（引起酸性腐蚀 和
1670cm 围内炭基基团 引起的特征明 收，来衡 量润
广
成（导致过） 虑器堵塞， 油膜结焦和阀门摩 损）。 因此、氧化 值监测成为 判断整个 机械状
油泥方态一项 重要分教 并应考虑 商其他试验 方法所 得结果相 吉合， 如原子发射 光谱和原 吸收光谱 的磨损金属分 GBAT 17476）结 黏度利 水分 (CB/TI 37,AS STMD6304 碱值 H/T025 SH/T
及红外光谊 法测定 的硝化值 SH/T0893）、磺化 (NB/
7304, GBT4945
0688) SH/T0933 添加剂的损耗 SH/T090 解产物和外来 染物（SH/T 0853) 也是评价温液状态的因素。
首
6干扰因素
6.1多种类型的复 合剂特别是那些含有酯和羧酸的复合剂，如某些黏度指数改进剂、降凝剂、防锈
剂可能会对氧化值的测定来识 差，此外，油品中混有合成酯类基础油，会产生非常高的氧化值。在测定过程中需要对比新滤的 的通势化来鉴别在用油中是否存在这些干扰。某些油中，由于所含添加剂和合成酯类基础油对氧化值的贡献大，不能可靠地测定氧化值。 6.2含水量和烟过高也会干扰氧化值的测量。
2 NB/SH/T0931—2016
7仪器
7.1傅里叶变换红外光谱仪 0911要求。 7.2FT-IR光谱采集
（可选）和自动进样系统（可选），符合NB/SH/T
据NB/SH/T0911要求设定FT-IR光谱采集参数
8取样
PRES
按照NB/SH/T09V 采集在用油和参比油样品（仅差谱趋势分析时需
9 仪器的准备和维护 9.1 照MS T0911中相关条款的规定 中洗样品池 管路和过滤器。 9. 2
R
C
SH/T0911规定测定样品池的光程。
7
10 作步
10. 10. 护照 B/SH/T0911 现定程序采集在用油的吸收光谱 10. 数据 理： 按照NB/SH/T0911的规定步骤，将所有数据的光程标准化为0.100m中
10.2 美馆 势分析：按照 规定程序采集背景光谱
B/SH/T0911
N
NB/SH/T0911规定程序采集参比油的吸收光谐
C
11
11. 11.1. 图1举 悦明了 柴油机曲轴箱油光谱中 瓦化值 测定所用白 面积。 11.1.2 打法B 差谱趋势 分析）：利月 用差谱趋势法计 氧化 所采用 的测量峰高和基线点见表1。
算（直接趋势分析）：利用 用直接 美趋势法计复 氧化 所采用的测量面积利基线点见表1
山 O 表1
油机曲轴名 箱油差谱图 中氧化值测定的 皮长范
图2举俊
在用石油基和烃基润滑 油氧化值的测量参数
基线点/cm
测量范围/cm 面积测量，1800-167
方法A（ 直接趋势分析
2200-1900 和6元 0~550最小废收波长点
方法B（差的势分权 VNIHO
详点基线，19元
最大峰高点
80O NB/SH/T0931—2016
氧化值
1600
1800
1400
2000
Wavenumber(cm-*)
图1 柴油机曲轴箱油氧化值直接趋势分析（方法A）的测量
1.0
0.9
氧化值：最大峰高 1800cm-11660cm
0.8
0.7
0.6
0.5
单点基线 1950cm-l
0.4
0.3
0.2
1500
2000
1900
1800 Wavenumber(cm-t)
1700
1600
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
L,-L
PC:
H, 100
(1)
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。 ICS75.100 E34
SH
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 信
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cm1
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
SH/T0688 石油产品和润滑剂碱值测定法（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（ET-IR）光谱趋势分析法 NB/SH/T0907 在用石油产品和空 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/T0935 在用 触产品和烃基润滑油磺化状态的监校 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）趋势分析法
F
油妆态监测用傅里叶变换红外光谱仪的设置和操作规程
NB/SH/T091 ASTMD630 开卡 家费歇尔库仑滴定法测定石油产品、润滑油和添加剂中水分的式验方法
3术语和定义
本标 维中在用在用油状态监测的相关术语定义参阅NB/SH/T0911 机械状态
eryhealth 部件和整机的运行状况自 的定性表述 用于表达维修和操作的建议或要求，以确定或制定维修计划，或立即维修
机 成的家机械是 继续
4 方
冰 用FT-IR光谱监测在用石油基和烃基润滑油的氧化程度。 年用油FT-IR 光谱采集根据
小o 规定的直接趋势分析或差谐趋势分析方法获取，采用峰蜂高 巧或峰面积表 达润滑油的氧工兴和清 空气中的氧气发生反应时， 大量的氧化产物，如醛 酮、酯和羧酸 这些产 物都
NB/ 化值
5
立
2
是含 熊的物 通过FT-1R测定1800 滑油 化度 润滑油的氧化产物可能 引起黏度增加（造 成油品变稠）、 值增加（引起酸性腐蚀 和
1670cm 围内炭基基团 引起的特征明 收，来衡 量润
广
成（导致过） 虑器堵塞， 油膜结焦和阀门摩 损）。 因此、氧化 值监测成为 判断整个 机械状
油泥方态一项 重要分教 并应考虑 商其他试验 方法所 得结果相 吉合， 如原子发射 光谱和原 吸收光谱 的磨损金属分 GBAT 17476）结 黏度利 水分 (CB/TI 37,AS STMD6304 碱值 H/T025 SH/T
及红外光谊 法测定 的硝化值 SH/T0893）、磺化 (NB/
7304, GBT4945
0688) SH/T0933 添加剂的损耗 SH/T090 解产物和外来 染物（SH/T 0853) 也是评价温液状态的因素。
首
6干扰因素
6.1多种类型的复 合剂特别是那些含有酯和羧酸的复合剂，如某些黏度指数改进剂、降凝剂、防锈
剂可能会对氧化值的测定来识 差，此外，油品中混有合成酯类基础油，会产生非常高的氧化值。在测定过程中需要对比新滤的 的通势化来鉴别在用油中是否存在这些干扰。某些油中，由于所含添加剂和合成酯类基础油对氧化值的贡献大，不能可靠地测定氧化值。 6.2含水量和烟过高也会干扰氧化值的测量。
2 NB/SH/T0931—2016
7仪器
7.1傅里叶变换红外光谱仪 0911要求。 7.2FT-IR光谱采集
（可选）和自动进样系统（可选），符合NB/SH/T
据NB/SH/T0911要求设定FT-IR光谱采集参数
8取样
PRES
按照NB/SH/T09V 采集在用油和参比油样品（仅差谱趋势分析时需
9 仪器的准备和维护 9.1 照MS T0911中相关条款的规定 中洗样品池 管路和过滤器。 9. 2
R
C
SH/T0911规定测定样品池的光程。
7
10 作步
10. 10. 护照 B/SH/T0911 现定程序采集在用油的吸收光谱 10. 数据 理： 按照NB/SH/T0911的规定步骤，将所有数据的光程标准化为0.100m中
10.2 美馆 势分析：按照 规定程序采集背景光谱
B/SH/T0911
N
NB/SH/T0911规定程序采集参比油的吸收光谐
C
11
11. 11.1. 图1举 悦明了 柴油机曲轴箱油光谱中 瓦化值 测定所用白 面积。 11.1.2 打法B 差谱趋势 分析）：利月 用差谱趋势法计 氧化 所采用 的测量峰高和基线点见表1。
算（直接趋势分析）：利用 用直接 美趋势法计复 氧化 所采用的测量面积利基线点见表1
山 O 表1
油机曲轴名 箱油差谱图 中氧化值测定的 皮长范
图2举俊
在用石油基和烃基润滑 油氧化值的测量参数
基线点/cm
测量范围/cm 面积测量，1800-167
方法A（ 直接趋势分析
2200-1900 和6元 0~550最小废收波长点
方法B（差的势分权 VNIHO
详点基线，19元
最大峰高点
80O NB/SH/T0931—2016
氧化值
1600
1800
1400
2000
Wavenumber(cm-*)
图1 柴油机曲轴箱油氧化值直接趋势分析（方法A）的测量
1.0
0.9
氧化值：最大峰高 1800cm-11660cm
0.8
0.7
0.6
0.5
单点基线 1950cm-l
0.4
0.3
0.2
1500
2000
1900
1800 Wavenumber(cm-t)
1700
1600
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
L,-L
PC:
H, 100
(1)
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。