Анализ моторных масел с использованием спектрометра «Экспресс» и источника микроволновой плазмы

Известно, что рабочие свойства масла определяются добавлением в него некоторых элементов таблицы Менделеева. Свойства масла с течением времени могут существенно меняться из-за воздействия на него как высоких, так и крайне низких давлений и температур. Для обеспечения бесперебойной и продолжительной работы оборудования необходимо периодически проводить контроль различных показателей масла, в том числе определение металлов износа. Для этой цели чаще всего используют метод атомно-эмиссионной спектрометрии (АЭС) с возбуждением спектра в электрической дуге с вращающимся графитовым диском и индуктивно-связанной плазме (ИСП). Цель работы — определение металлов износа в масле с использованием источника микроволновой азотной плазмы и спектрометра «Экспресс» в соответствии с методикой ASTM D5185–09. Микроволновая плазма создана с использованием промышленного магнетрона с частотой 2,5 ГГц и СВЧ-резонатора, позволяющего получить тороидальную форму плазмы. Плазмообразующим газом служил азот с чистотой 99,6 %. В соответствии с методикой была приготовлена серия образцов сравнения металлов износа путем добавления оксидов металлов в базовое масло. После приготовления растворы разбавляли керосином в 10 раз по массе для устранения разности вязкости проб и возможности их распыления с помощью пневматического распылителя. Спектрометр позволяет одновременно регистрировать спектр в области 190 – 360 и 390 – 540 нм со временем интегрирования от 70 мс. Для снижения интенсивности молекулярных полос C₂ и CN в промежуточный поток горелки вводили воздух. Построенные градуировочные графики для определения Al, Pb, Fe, Cu, Cr, Cn использовали при анализе контрольного образца. Показана возможность определения металлов износа в масле с использованием микроволновой плазмы в качестве источника возбуждения спектров.

1. Ранд С. Дж. Анализ нефтепродуктов. Методы, их назначение и применение/ Пер. с англ. под ред. Л. Г. Нехамкиной, Е. А. Новикова. 2014. — 664 с.

2. ГОСТ 20759–90. Дизели тепловозов. Техническое диагностирование и прогнозирование остаточного ресурса методом спектрального анализа масла. Общие требования. — М.: Изд-во стандартов, 1991. — 26 с.

3. Буренко Н. Д. Опыт применения спектрометрических комплексов «Экспресс-Ойл» в лабораториях ОАО «РЖД» / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 1. Ч. II. С. 68 – 70.

4. Standard Test Method for Determination of Additive Elements, Wear Methals and Contaminants in Used Lubricating Oils and Determination of Selected Elements in Base Oils by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES). http://www.astm.org/cgi-bin/resolver.cgi?D5185–09.

5. Лабусов В. А., Путьмаков А. Н., Зарубин И. А., Гаранин В. Г. Новые многоканальные оптические спектрометры на основе анализаторов МАЭС / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. № 1. Ч. II. С. 7 – 13.

6. Пелипасов О. В., Лабусов В. А., Путьмаков А. Н. и др. Комплекс «Гранд-СВЧ» для атомно-эмиссионного анализа растворов / Материалы XVI Международного симпозиума «Применение анализаторов МАЭС в промышленности», Новосибирск, Академгородок, 2018. С. 155 – 160.