ASTM E2412 Мониторинг на състоянието на смазочни материали в експлоатация чрез анализ на тенденциите с помощта на FT-IR спектрометрия

Стандартът „ASTM E2412 Стандартна практика за мониторинг на състоянието на смазочни материали в експлоатация чрез анализ на тенденциите с помощта на инфрачервена (FT-IR) спектрометрия с Фурие трансформация“, публикуван от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва процедура за използване на FT-IR за наблюдение на изчерпването на добавките, натрупването на замърсители и разграждането на базово масло в смазочни материали, хидравлични течности и други течности, използвани при нормална работа на машините.

Наблюдаваните замърсители включват вода, сажди, етиленгликол, горива и дефектно масло. Окислението, нитрирането и сулфонирането на базовите масла се наблюдават като доказателство за влошаване на състоянието им. Целта на тази мониторингова дейност е да се диагностицира работното състояние на машината въз основа на наблюдаваните дефекти в маслото. Представени са параметри за измерване и интерпретация на данните, за да се позволи на операторите на различни FT-IR спектрометри да сравняват резултатите, използвайки едни и същи техники.

Тази практика се основава на анализ на тенденцията и реакцията на разсейване, получени от измервания на абсорбция в средния инфрачервен спектър. Въпреки че калибрирането за установяване на единици за физическа концентрация е възможно, в повечето случаи то е ненужно или непрактично. Границите на предупрежденията или алармите (точката, в която се препоръчва или изисква поддръжка на наблюдавана машина) могат да бъдат определени с помощта на статистически анализ, история на същото или подобно оборудване, циклично тестване или други методи, които корелират с производителността на оборудването. Тези граници на предупрежденията или алармите могат да бъдат фиксирана максимална или минимална стойност за сравнение с единично измерване или могат да се основават на скоростта на промяна на измерената реакция. Тази практика отчита разсейването, но не изключва използването на предупреждения и аларми за скоростта на промяна.

Настоящото ръководство не има за цел да определя или препоръчва нормални, предпазни, предупредителни или алармени граници за която и да е машина. Тези граници трябва да се определят съвместно със съветите и насоките на производителя на машината и неговия екип по поддръжка.

Представените тук спектри и профили на разпределение са само с илюстративна цел и не следва да се тълкуват като представляващи или съставляващи насоки за смазочни материали или машини.

Това приложение е проектирано като бърза и проста спектроскопска проверка за наблюдение на състоянието на смазочни материали в експлоатация и може да се използва за определяне на цялостното състояние на машините чрез измерване на свойства, наблюдавани в средния инфрачервен спектър, като вода, окисление на масло и други, както е споменато по-горе.

Инфрачервените данни, генерирани от това приложение, обикновено се използват заедно с други методи за тестване. Например, инфрачервената спектроскопия не може да определи нивата на износване на метали или друг вид елементен анализ. Представеното приложение не е предназначено за оценка на физичните свойства на смазочните материали (напр. вискозитет, общо алкално число, общо киселинно число). Това приложение е предназначено за наблюдение на смазочните материали в експлоатация и може да помогне за определяне на цялостното състояние на машината. То не е предназначено за анализ на състава на смазочните материали, производителността на смазочните материали или формулите на пакетите с добавки.

Периодичното вземане на проби и анализ на смазочни материали отдавна се използва като средство за определяне на цялостното състояние на машините. Атомно-емисионната и атомно-абсорбционната спектроскопия се използват често при анализа на износване на метали (напр. стандартният метод за изпитване ASTM D5185). Редица тестове за физични свойства допълват анализа на износване на метали и предоставят информация за състоянието на смазочните материали (напр. стандартните методи за изпитване ASTM D445, ASTM D2896 и ASTM D6304). Молекулярният анализ на смазочни материали и хидравлични течности с помощта на FT-IR спектроскопия предоставя директна информация за интересуващите ни молекулни видове, включително добавки, продукти от разграждане на течности и външни замърсители, като по този начин допълва анализите на износване на метали и други анализи, използвани в програма за мониторинг на състоянието.

ASTM E2412 е критичен инструмент в поддръжката на машини и анализа на смазочните материали. Той предоставя рамка за оценка на състоянието на смазочните материали в експлоатация, като например машинни смазочни материали, хидравлични течности и други течности, използвани при нормална работа на машините. Използвайки FT-IR спектрометрия, този стандарт предоставя информация за състоянието на машините и оперативната ефективност чрез наблюдение на изчерпването на добавките, натрупването на замърсители и разграждането на базовите материали.

Стандартът ASTM E2412 се фокусира върху наблюдението на ключови параметри, включително:

Замърсители: Вода, сажди, етиленгликол, горива и дефектно масло.
Индикатори за разграждане: Окисление, нитриране и сулфониране на базови масла.
Изчерпване на добавките: Мониторинг на изчерпването на добавки, като например противоизносни съединения (напр. ZDDP на фосфатна основа).

Основната цел е да се идентифицират повреди в машините чрез анализ на тенденциите в състоянието на смазочните материали във времето. Това приложение е предназначено за диагностициране на експлоатационни проблеми чрез периодично вземане на проби, а не за анализ на състава, производителността или формулите на пакетите с добавки.

Основните характеристики на стандарта ASTM E2412 са следните:

FT-IR спектрометрия: FT-IR спектрометрията е неразрушителен аналитичен метод, който измерва абсорбцията на инфрачервена светлина от молекулярни компоненти в проба от смазочно вещество. Този стандарт определя диапазони на вълновите числа (обикновено от 3000 до 1090 cm) за анализ на различни параметри.^-1) и интензитетът на абсорбция варира в зависимост от спектралната разделителна способност и дължината на клетъчния път.
Параметри на измерване: Този стандарт предоставя подробни насоки за измерване на специфични компоненти, както е посочено в приложенията му. Например:
- Замърсяване на водата: 3500 до 3150 см^-1 диапазон, но етиленгликолът може да попречи на точното измерване поради припокриващи се сигнали на хидроксилни групи.
- Количество сажди: приблизително 2000 см^-1 се оценява по плътност на абсорбция.
- Окисление и нитриране: съответно от 1800 до 1670 cm^-1 и от 1650 до 1600 см^-1 Стойностите, измерени в диапазони, се отчитат като абсорбция на 0,1 mm, за да се отчете дебелината на пробата.
- Противоизносни съединения: Обикновено на фосфатна основа (напр. цинков диалкилдитиофосфат, ZDDP), 1025 до 960 cm^-1 измерено в диапазона.
- Замърсяване на горивото: Бензинът и дизелът (напр. JP-5, JP-8) се наблюдават като имащи различни спектрални характеристики и изискват проверка на индикаторните абсорбционни ленти.
Спектрално изваждане: Този стандарт включва разпоредби за спектрално изваждане за изолиране на специфични молекулярни параметри като вода, сажди, окисление, нитриране и фосфатни противоизносни съединения. Тази техника повишава точността на откриване на промени в състоянието на смазочния материал чрез изваждане на елементарните спектри.
Допълнителен анализ: Този стандарт подчертава, че резултатите от FT-IR могат да се комбинират с други тестове, като например измервания на общо киселинно число, общо алкално число и вискозитет, за да се осигури цялостна оценка на качеството на смазочните материали и състоянието на машините.

Стандартът ASTM E2412 се използва широко в индустрии, където надеждността на машините е от решаващо значение, като например производството, автомобилостроенето, аерокосмическата промишленост и производството на електроенергия. Чрез редовно вземане на проби и анализ на смазочни материали, специалистите по поддръжка могат:

Той може да открие ранни признаци на износване на машините чрез анализ на износващите се метали (допълнен с атомно-емисионна или абсорбционна спектроскопия, напр. ASTM D5185).
Може да идентифицира проблеми със замърсяване, които биха могли да доведат до повреда на оборудването.
Може да оптимизира програмите за поддръжка чрез наблюдение на тенденциите в разграждането на смазочните материали и изчерпването на добавките.

Този стандарт обаче има няколко ограничения:

Не е за анализ на състава: Този стандарт не е предназначен за оценка на формулировките или експлоатационните характеристики на смазочни материали.
Интерференции: Някои замърсители, като например етиленгликол, могат да повлияят на количественото определяне на водата и изискват внимателно тълкуване.

В резултат на това, ASTM E2412 е основен стандарт за поддръжка, базирана на състоянието, който позволява на индустриите да следят състоянието на смазочните материали и да диагностицират проблеми с машините, използвайки FT-IR спектрометрия. Чрез предоставяне на структуриран подход към анализа на тенденциите, той подкрепя проактивни стратегии за поддръжка, помагайки за удължаване на живота на оборудването и намаляване на времето на престой.

Нашата организация, която работи от много години и щателно следи световните развития в науката и технологиите, провежда тестове, измервания и анализи в широк спектър от области за бизнеси от всички сектори с квалифициран екип и обширна инфраструктура. В този контекст, ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със стандартната практика ASTM E2412 за мониторинг на състоянието на смазочни материали в експлоатация чрез анализ на тенденциите с помощта на инфрачервена спектрометрия с Фурие трансформация (FT-IR).