(高清版)GBT 17476-2023 潤(rùn)滑油和基礎(chǔ)油中多種元素的測(cè)定 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

潤(rùn)滑油和基礎(chǔ)油中多種元素的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法2023-05-23發(fā)布I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T17476—1998《使用過(guò)的潤(rùn)滑油中添加劑元素、磨損金屬和污染物以及基礎(chǔ)油中某些元素測(cè)定法(電感耦合等離子體發(fā)射光譜法)》。與GB/T17476—1998相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)外，主要技術(shù)變化如下：a)更改了樣品范圍，增加了未使用的潤(rùn)滑油樣品(見(jiàn)第1章，1998年版的第1章);體”“線性響應(yīng)范圍”和“射電頻率”等術(shù)語(yǔ)(見(jiàn)第3章，1998年版的第3章);c)刪除了直接分析試樣的方法，保留內(nèi)標(biāo)法(見(jiàn)第4章、第12章和第14章，1998年版的第4章、第9章和第11章);d)更改了內(nèi)標(biāo)元素(見(jiàn)第8章、第12章，1998年版的第8章、第9章);e)增加了自動(dòng)取樣要求(見(jiàn)8.1,1998版10.1);f)刪除了商品推薦信息(1998年版的第8章、第11章)。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由全國(guó)石油產(chǎn)品和潤(rùn)滑劑標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC280)提出并歸口。本文件起草單位：中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院、中國(guó)石油天然氣股份有限公司石油化工研究院。本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況：——1998年首次發(fā)布為GB/T17476—1998;——本次為第一次修訂。Ⅱ本文件給出了快速測(cè)定潤(rùn)滑油或基礎(chǔ)油中22種元素的方法，并能快速監(jiān)測(cè)使用過(guò)的潤(rùn)滑油磨損跡象。此外，該文件可廣泛覆蓋基礎(chǔ)油和再生基礎(chǔ)油中金屬元素種類(lèi)。未使用過(guò)的潤(rùn)滑油中的添加劑元素主要來(lái)源于復(fù)合劑，如果添加劑元素濃度與它們各自的規(guī)格有顯著差別，說(shuō)明該潤(rùn)滑油的狀態(tài)異常。與未使用過(guò)的潤(rùn)滑油的初始濃度數(shù)據(jù)作比較，使用過(guò)的潤(rùn)滑油中磨損金屬的濃度可指示非正常的磨損，例如潤(rùn)滑油中硼、鈉和鉀的含量顯著增加，表明該污染是由于設(shè)備中冷卻液泄漏所引起的結(jié)果。因此本文件通常被用來(lái)監(jiān)測(cè)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和確定何時(shí)需要采取糾正措施。根據(jù)再生基礎(chǔ)油中金屬元素濃度，可反應(yīng)油品精制過(guò)程的精制效果。應(yīng)用本文件分析金屬含量能反應(yīng)所用基礎(chǔ)油是否滿足規(guī)格要求。潤(rùn)滑油和基礎(chǔ)油中多種元素的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法警示——使用本文件的人員應(yīng)有正規(guī)實(shí)驗(yàn)室工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文件的使用可能涉及某些有危險(xiǎn)的材料、設(shè)備和操作，本文件并未指出所有可能的安全問(wèn)題。使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧?范圍本文件描述了采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)測(cè)定使用過(guò)的和未使用的潤(rùn)滑油和基礎(chǔ)油中的添加劑元素、磨損金屬以及污染物的方法。本文件適用于潤(rùn)滑油、基礎(chǔ)油和再生基礎(chǔ)油中油溶性元素的測(cè)定。本文件所測(cè)定各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍和推薦波長(zhǎng)見(jiàn)表1。當(dāng)元素含量不在表1所示范圍內(nèi)時(shí)，仍可用本文件所描述的試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行測(cè)定，但精密度可能不適用。本文件不適用于含不溶微粒的樣品定量分析。表1待測(cè)元素的濃度范圍和推薦波長(zhǎng)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍/(mg/kg)波長(zhǎng)/nm鋁308.22,396.15,309.27鋇0.5～4233.53,455.40,493.41硼249.77鈣315.89,317.93,364.44,422.67鉻205.55,267.72銅324.75鐵259.94,238.20鉛220.35鎂279.08,279.55,285.21錳257.61,293.31,293.93鉬202.03,281.62鎳231.60,227.02,221.65磷177.51,178.29,213.62,214.91,253.40鉀766.49鈉589.59硅288.16,251.61銀328.07硫900～6000180.73,182.04,182.622表1待測(cè)元素的濃度范圍和推薦波長(zhǎng)(續(xù))元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍/(mg/kg)波長(zhǎng)/nm錫鈦337.28,350.50,334.94釩292.40,309.31,310.23,311.07鋅202.55,206.20,213.86,334.58,481.05實(shí)驗(yàn)室間實(shí)驗(yàn)的最低濃度測(cè)試得到。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T4756石油液體手工取樣法GB/T27867石油液體管線自動(dòng)取樣法下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。一種改善潤(rùn)滑油性能的化學(xué)物質(zhì)成分。產(chǎn)生氣溶膠的裝置，將流動(dòng)液體通過(guò)一個(gè)有高速氣流的小孔從而形成霧狀的氣溶膠。確定特定元素分析的信號(hào)強(qiáng)度與元素濃度之間關(guān)系的過(guò)程。校準(zhǔn)曲線calibrationcurve通過(guò)測(cè)定工作標(biāo)準(zhǔn)溶液得到的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)被測(cè)定元素濃度所作的曲線。輪廓掃描profiling一種確定特定分析物信號(hào)強(qiáng)度最大值的技術(shù)。磨損金屬wearmetal由于油潤(rùn)滑的機(jī)械部件磨損而進(jìn)入油中的元素。34原理將已稱量且充分混合均勻的潤(rùn)滑油或基礎(chǔ)油，用二甲苯或其他合適的溶劑將其按質(zhì)量稀釋10倍。試樣溶液可通過(guò)虹吸或可選的蠕動(dòng)泵導(dǎo)入電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP),通過(guò)比較試樣中元素的發(fā)射強(qiáng)度與測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)溶液的發(fā)射強(qiáng)度，計(jì)算元素的濃度。試樣溶液中應(yīng)強(qiáng)制性使用內(nèi)標(biāo)法以補(bǔ)償試樣進(jìn)樣效率的變化。內(nèi)標(biāo)法要求試樣溶液要具有相同的(或已知的)內(nèi)標(biāo)元素濃度，并在原始樣品中沒(méi)有內(nèi)標(biāo)元素的存在。由于試樣物理性質(zhì)不同而引起各種樣品進(jìn)樣效率變化而產(chǎn)生分析結(jié)果的差異，可通過(guò)內(nèi)標(biāo)元素在各試樣中發(fā)射強(qiáng)度的變化而加以校正。5干擾5.1光譜干擾5.1.1檢查表1中所列元素的所有預(yù)期的光譜干擾。按照廠商的操作指南制定并應(yīng)用修正因子來(lái)補(bǔ)償干擾。應(yīng)用干擾校正時(shí)，所有濃度應(yīng)在表1所列每個(gè)元素先前確定的線性范圍內(nèi)。注：正確的輪廓掃描對(duì)揭示高濃度的添加劑元素和對(duì)待檢測(cè)磨損金屬譜線的光譜干擾是非常重要的。5.1.2光譜干擾通常可通過(guò)正確地選擇分析波長(zhǎng)來(lái)避免。當(dāng)光譜干擾無(wú)法避免時(shí)，需要使用計(jì)算機(jī)軟件或者經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)校正。當(dāng)分析線和干擾線不能精確地定位和可復(fù)現(xiàn)時(shí)，該經(jīng)驗(yàn)公式不能應(yīng)用于掃描型光譜儀系統(tǒng)。對(duì)于任何儀器，分析人員都應(yīng)時(shí)刻警惕可能存在的非預(yù)期元素產(chǎn)生的光譜干擾。5.1.3光譜干擾校正的經(jīng)驗(yàn)公式采用校正因子。這些校正因子通過(guò)在盡可能接近分析試樣的條件下分析單個(gè)元素的高純?nèi)芤簛?lái)確定。由于干擾校正因子會(huì)顯著影響結(jié)果，除非等離子體條件能每次精確地再現(xiàn)或維持很長(zhǎng)時(shí)間，否則應(yīng)每次分析時(shí)重新確定校正因子。5.1.4干擾校正因子K定義如下：待測(cè)元素a的質(zhì)量濃度按公式(1)確定：c?！郎y(cè)元素a的質(zhì)量濃度；I?——待測(cè)元素a的分析線通過(guò)背景校正后的凈強(qiáng)度；H?——待測(cè)元素a的靈敏度。同樣的，對(duì)于在同一波長(zhǎng)的干擾元素i的質(zhì)量濃度按公式(2)確定： (2)c;——待測(cè)元素i的質(zhì)量濃度；I?——干擾線的峰或翼對(duì)于待測(cè)元素a峰強(qiáng)度的貢獻(xiàn)；H;——待測(cè)元素i的靈敏度。干擾校正因子K可由公式(3)得到：K——干擾校正因子。用校準(zhǔn)過(guò)的儀器分析高純貯備溶液得出I;/H,當(dāng)分析溶液中含有濃度為c;的干擾元素時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生濃度誤差。用c;去除I;/H。得到無(wú)量綱的校正因子K,再應(yīng)用這些校正因子得到公式(4)~公式(8)。C近似=(I。+I)/H4式中：a近似——待測(cè)元素a的質(zhì)量濃度近似值Ca=C近似—I;/H。Ca=C近似—K·C;對(duì)于存在多個(gè)干擾時(shí)，待測(cè)元素a的質(zhì)量濃度按公式(8)計(jì)算：ca=C近似—Kla·C?K2a·C? 5.1.5當(dāng)元素i應(yīng)用離峰背景校正時(shí)，干擾校正因子可能為負(fù)值。即當(dāng)干擾線處于背景校正波長(zhǎng)而不5.2黏度的影響試樣溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液之間的黏度差異會(huì)造成提升率的不同，該差異會(huì)影響分析的準(zhǔn)確性。采用蠕動(dòng)泵來(lái)將溶液輸送到霧化器或采用內(nèi)標(biāo)法，或兩者同時(shí)使用，可減少黏度效應(yīng)。當(dāng)遇到嚴(yán)重的黏度影響時(shí)，在維持相同的內(nèi)標(biāo)濃度下，將試樣溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液的稀釋倍數(shù)由10倍提高到20倍。5.3顆粒物的影響顆粒物會(huì)堵塞霧化器造成結(jié)果偏低。采用巴賓頓型霧化器有助于最大限度減少這種影響。同時(shí)，進(jìn)樣系統(tǒng)可能會(huì)限制顆粒物的傳輸，等離子體可能不能完全離子化顆粒物，這些都會(huì)造成結(jié)果偏低。6試劑材料除非另有說(shuō)明，僅使用分析純及以上的試劑。如果經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，其他級(jí)別的試劑能達(dá)到足夠的純度，而不影響測(cè)定的準(zhǔn)確度，則也可使用。6.1基礎(chǔ)油：不含被分析元素的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油或白油(輕質(zhì)油品),其室溫下黏度盡可能接近于被分析樣品的黏度。注：因潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油含硫，為了測(cè)定硫含量，制備標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)使用白油作基礎(chǔ)油。6.2內(nèi)標(biāo)：當(dāng)使用內(nèi)標(biāo)法時(shí)，應(yīng)采用油溶性的鎘、鈷或釔(或其他合適的金屬元素)。6.3有機(jī)金屬標(biāo)準(zhǔn)樣品：由單個(gè)元素配制而成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為500mg/kg的多元素混合標(biāo)準(zhǔn)樣品。當(dāng)配制多元素標(biāo)準(zhǔn)樣品時(shí)，要注意混合均勻，宜采用超聲混合。注：一些市售有機(jī)金屬標(biāo)準(zhǔn)樣品因由金屬硫化物制成而含硫，當(dāng)測(cè)定硫含量時(shí)，需要一個(gè)硫標(biāo)準(zhǔn)樣品。6.4硫標(biāo)準(zhǔn)樣品：用金屬硫化物制備硫的標(biāo)準(zhǔn)溶液。6.5稀釋劑：混合二甲苯、鄰二甲苯、煤油或其他具有類(lèi)似沸點(diǎn)的烴類(lèi)，不含待測(cè)定組分。6.6空白：用稀釋劑將基礎(chǔ)油或白油按質(zhì)量稀釋10倍。當(dāng)樣品黏度過(guò)高影響試樣進(jìn)樣時(shí)，在維持相同的內(nèi)標(biāo)濃度下，將空白的稀釋倍數(shù)由10倍提高到20倍。6.7工作標(biāo)準(zhǔn)溶液(10mg/kg):稱量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為500mg/kg的多元素標(biāo)準(zhǔn)樣品至適當(dāng)大小的容器中，放入添加質(zhì)量是4倍多元素標(biāo)準(zhǔn)樣品的質(zhì)量的基礎(chǔ)油，并用質(zhì)量是45倍多元素標(biāo)準(zhǔn)樣品的質(zhì)量的稀釋溶劑稀釋?？筛鶕?jù)廢油中添加劑元素，磨損金屬或污染物的濃度來(lái)制備質(zhì)量濃度更高或更低的工作標(biāo)準(zhǔn)溶液。另外，也可制備包含單一元素的溶液。但是需確保所有溶液均保持10倍的稀釋倍數(shù)。注：滿足要求的工作標(biāo)準(zhǔn)溶液制備方法：稱取2g的500mg/kg的多元素標(biāo)準(zhǔn)樣品放入100mL玻璃瓶中，加入8g基礎(chǔ)油并用90g稀釋溶劑稀釋。6.8檢查標(biāo)準(zhǔn)溶液：以與工作標(biāo)準(zhǔn)溶液相同的方式制備檢查標(biāo)準(zhǔn)溶液，以使檢查標(biāo)準(zhǔn)溶液中元素的質(zhì)量濃度與樣品中元素的質(zhì)量濃度相似。6.9試樣溶液：將一部分均質(zhì)樣品稱入合適的容器中。加入稀釋溶劑直至試樣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。當(dāng)樣5品黏度過(guò)高影響試樣進(jìn)樣時(shí)，在維持相同的內(nèi)標(biāo)濃度下，將試樣溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液的稀釋倍數(shù)由10倍提高到20倍。6.10內(nèi)標(biāo)溶液：在用稀釋劑稀釋之前，將內(nèi)標(biāo)溶液添加到工作標(biāo)準(zhǔn)溶液中，檢查標(biāo)準(zhǔn)溶液和試樣溶液。確保標(biāo)準(zhǔn)溶液或試樣溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。或者內(nèi)標(biāo)可存在于稀釋溶劑中。注：滿足要求的內(nèi)標(biāo)溶液制備方法：稱量20g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5000mg/kg的鎘、鈷或釔(或其他適合的內(nèi)標(biāo)金屬元素)的有機(jī)金屬化合物放于1L容量瓶?jī)?nèi)，以溶劑稀釋到刻度。至少每周制備一次新溶液，然后將該溶液轉(zhuǎn)移到樣品瓶中。內(nèi)標(biāo)溶液的濃度不要求恰為100μg/mL,但是內(nèi)標(biāo)元素在試樣溶液中的濃度至少是它檢出限的100倍以上。7儀器設(shè)備7.1天平：感量為0.001g或0.0001g。7.2電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES):具備有石英炬管的ICP儀器和高頻發(fā)生器能形成等離子體的光譜儀(無(wú)論順序掃描或同時(shí)測(cè)定)均可使用。表1中列出了測(cè)定使用過(guò)的潤(rùn)滑油中各種元素的測(cè)定波長(zhǎng)。對(duì)于硫的分析，光譜儀波長(zhǎng)范圍應(yīng)能夠在180nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)工作。如果任何要分析的元素的波長(zhǎng)在190nm以下時(shí)，需要真空或者內(nèi)充惰性氣體的光路。由于儀器光學(xué)范圍的限制，有些儀器無(wú)法測(cè)定鈉和鉀。7.3霧化器：宜使用巴賓頓型霧化器。7.4蠕動(dòng)泵：宜采用蠕動(dòng)泵來(lái)提供穩(wěn)定的溶液流速，泵速范圍為0.5mL/min～3mL/min。泵管應(yīng)能夠在稀釋劑中耐受至少6h,氟橡膠管可適用于大部分的烴類(lèi)溶液。7.5溶劑分配器(可選用):能準(zhǔn)確提供10倍試樣質(zhì)量的稀釋溶劑量。7.6試樣溶液容器：合適體積的帶蓋的玻璃或塑料瓶。7.7超聲波均化器(推薦):浴型或管型超聲波均化器。7.8渦旋攪拌器：用來(lái)渦旋攪拌樣品，可代替超聲波均化樣品。8樣品按照GB/T4756或GB/T27867取樣。8.2樣品均質(zhì)化8.2.1超聲均質(zhì)化：將存有使用過(guò)的油的容器放入超聲水浴。由于每個(gè)油黏度不同，將樣品加熱到60℃,稀釋前再將樣品從水浴中取出。8.2.2漩渦均質(zhì)化：可作為超聲均化的替代方案。將樣品加熱到60℃,稀釋前再將樣品從水浴中9儀器準(zhǔn)備9.1參數(shù)設(shè)置：參考儀器廠家提供的針對(duì)有機(jī)溶劑的操作條件，按照特定的稀釋劑設(shè)置使用參數(shù)。9.2蠕動(dòng)泵：如果使用蠕動(dòng)泵進(jìn)樣，每天開(kāi)始使用儀器前觀察泵管的情況，如果需要及時(shí)更換。驗(yàn)證溶液的提升率并將其調(diào)整到所希望的提升率。9.3ICP激發(fā)源：開(kāi)始分析前需要至少提前30min點(diǎn)燃等離子體。在預(yù)熱階段，霧化稀釋劑溶液，觀察矩管是否存在積炭。如果發(fā)生積炭，應(yīng)立刻更換矩管，并根據(jù)廠家的操作指南改進(jìn)，以避免該現(xiàn)象。6注：某些儀器制造者提出延長(zhǎng)預(yù)熱周期，可使標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率的變化減少到最小。9.4波長(zhǎng)輪廓掃描：進(jìn)行儀器正常操作時(shí)可能要求的波長(zhǎng)輪廓掃描。9.5操作參數(shù)：建立覆蓋所有待測(cè)元素的儀器工作條件。這些參數(shù)包括元素、波長(zhǎng)、背景校正點(diǎn)(可選擇)、元素干擾系數(shù)(可選擇)、積分時(shí)間及內(nèi)標(biāo)校正(可選擇)。每次測(cè)量要求多次積分。10試驗(yàn)步驟10.1.1每次進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)建立分析線性范圍。通過(guò)運(yùn)行空白溶液和標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，建立各元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線，試樣溶液的測(cè)量濃度應(yīng)落在各標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍內(nèi)。10.1.2用空白溶液和工作標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校準(zhǔn)：在每組樣品開(kāi)始分析時(shí)，要用空白溶液和工作標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行至少兩點(diǎn)校準(zhǔn)。用檢查標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)考察每個(gè)元素是否在校準(zhǔn)狀態(tài)。當(dāng)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液的所有元素的結(jié)果在預(yù)期質(zhì)量濃度的5%以內(nèi)時(shí)，可進(jìn)行試樣的分析。否則需對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)整并重新校準(zhǔn)。每分析5個(gè)樣品需要用檢查標(biāo)準(zhǔn)溶液重復(fù)這一步驟。注：如果元素濃度大于校準(zhǔn)曲線的上限，通過(guò)適當(dāng)?shù)南♂寔?lái)進(jìn)行測(cè)定，精密度不會(huì)下降。10.1.3用含有內(nèi)標(biāo)的工作標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校準(zhǔn)：按10.1.2所述校準(zhǔn)儀器執(zhí)行。分別測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)標(biāo)的發(fā)射強(qiáng)度。按公式(9)計(jì)算每個(gè)元素的強(qiáng)度比：式中：IRe——元素e的強(qiáng)度比；I?！豦的強(qiáng)度；I——元素e的空白強(qiáng)度；Iis——內(nèi)標(biāo)元素的強(qiáng)度。由強(qiáng)度比計(jì)算校準(zhǔn)因子，再由校準(zhǔn)因子對(duì)各元素的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)?；蛘呖墒褂脙x器廠家提供的計(jì)算機(jī)程序用內(nèi)標(biāo)對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。按照校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定條件(即相同的積分時(shí)間、背景校正及等離子體維持的條件),以相同的方式測(cè)定試樣溶液。每當(dāng)進(jìn)入試樣溶液測(cè)定前，應(yīng)吸噴稀釋溶劑60s,按照稀釋因子計(jì)算試樣中測(cè)定元素的質(zhì)