紅外光譜儀監測使用中的潤滑油劣化程度

潤滑油主要用於機器內部的潤滑，並同時具有冷卻和防鏽的功能。比方說，引擎中的機油，便是引擎正常運轉所不可或缺的潤滑油，當潤滑油老化、劣化，會讓引擎內部的高速運轉部件，產生金屬磨損，甚至因為汽缸或活塞受損，而導致汽機車或飛行器熄火，甚至更嚴重的後果。紅外光譜法 (FTIR) 是一種是一種用於識別有機物、聚合物，以及某些特定的無機材料的分析技術。 FTIR分析方法，利用紅外光照射穿透測試樣品，並偵測某個波長範圍的光譜圖，藉此觀察測試樣品的化學性質。

檢驗潤滑油品質的常用儀器

使用中的潤滑油，可以利用「感應耦合電漿原子放射光譜儀 (ICP-AES)」分析油品中的金屬元素的多寡 (通常是 Al, Fe, Cu, Cr, Ni, Zn)，來了解機器或引擎的磨損狀況。而潤滑油本身的品質狀況，除了可以用 「氣相層析儀 (GC)」來分析潤滑油中的污染狀況之外（如汽油、柴油、水分、煙灰），「紅外光譜儀 (FT-IR)」，是一種更簡便快速的分析儀器，紅外光譜儀除了能夠用來檢查潤滑油的污染狀況之外，還能進一步分析潤滑油的劣化降解程度。勢動科技所代理的 「Lyza 7000 傅立葉轉換紅外光譜儀」，是奧地利知名儀器公司 Anton Paar ，最新推出的新一代紅外光譜儀，它的優越性能以及精簡的操作界面，最適合作為品管檢測使用。

Lyza 7000 高性能紅外光譜儀執行潤滑油品管

美國材料和試驗協會 (ASTM) ，公佈了一種使用紅外光譜儀來檢測使用中潤滑油品質的標準檢測方法 (E2412 Standard Practice for Condition Monitoring of In-Service Lubricants by Trend Analysis Using Fourier Transform Infrared (FT-IR) Spectrometry)，並於2023年修訂了最新版本。

E2412-23 潤滑油國際標準檢驗方法

這個 E2412-23 標準檢驗方法，提供兩種檢驗方式可供選擇：

直接趨勢法 (Direct Trending)

不需要新鮮的潤滑油當作參考物質，而是透過觀察光譜峰值面積增加的程度，監控數個使用中的潤滑油樣品，其服役壽命的判定；
如果手上有新鮮的潤滑油可供比對，則可以採用第二種方法：

光譜相減法 (Spectral Subtraction)

評斷使用中的潤滑油，與新鮮潤滑油的差異程度，來評估潤滑油的劣化程度。E2412-23 標準檢驗方法，可透過分析不同紅外光譜區段，來監測潤滑油的污染物，如水份、煙灰、汽柴油燃料、乙二醇等等，以及潤滑油的劣化降解程度 (氧化、硝化、硫化)。

其中，氧化是潤滑油使用壽命期間常見的劣化效應，氧化它會導致黏度增加、酸值增加和添加劑消耗等幾個問題。 確定使用中潤滑油品質的關鍵，是定期監測氧化狀況（其次是黏度、添加劑和煙灰 等其他關鍵參數）。

以紅外光譜儀檢測潤滑油劣化

利用FTIR紅外光譜儀，光譜收集中紅外線範圍內的樣品光譜。 所有有機物質都顯示在此範圍內的吸光度。 新鮮油樣的 FTIR 光譜與用過的油樣的光譜有很大不同。 因此，FTIR 是追蹤潤滑油樣品變化的理想工具。 氧化產物在光譜的特定區域 (1800 cm-1 到 1670 cm-1)，具有特徵吸光度， 吸收強度隨著氧化產物的增加而變大。硝化產物則會出現在 1650 cm-1 到 1600 cm-1 這個區間，而硫化產物則是在1180 cm-1 到1120 cm-1 這區間，下圖是 ASTM E2412-23 實際測試潤滑油劣化的光譜圖可供參考。

使用紅外光譜儀測量潤滑油的氧化、硝化、硫化程度

使用紅外光譜儀的優勢

測量時間短

紅外光譜儀的測量時間，是以秒來計算。

更換樣品簡便快速

紅外光譜儀使用獨立的穿透式液體樣品槽，來填裝潤滑油。若是搭配專用的潤滑油液體樣品槽，如勢動科技代理的 「SPECAC Pearl 穿透式液體樣品槽」，還能進一步提昇樣品填裝替換的速度。

Pearl Liquid Transmission Cell

維護清理容易

紅外光譜儀沒有像氣相層析儀內部的毛細管路，樣品室空間裡面沒有東西，讓操作者放入液體樣品槽。

維護成本低

幾乎沒有耗材成本，樣品槽可以重複使用。樣品槽的鹽片，若是選用ZnSe或 BaF2 這類耐腐蝕的材質，可以用很久也不會壞。

勢動科技提供完整的紅外光譜儀潤滑油檢測所需的各類產品，若您需要進一步諮詢，歡迎您聯絡勢動科技，我們將有專人為您服務！