微谱技术：微谱分析技术在液压油工业诊断中的应用

微谱分析是指通过微观谱图（气相色谱 、液相色谱 、热谱、能谱、核磁共振 谱等）对未知成分进行分析的技术方法。微谱分析可广泛应用于从原材料鉴定、化工产品成分分析，到产品生产中的工业问题诊断、产品应用环节的失效分析、产品可靠性测试等方面。

这次，就从液压油工业诊断的客户案例中，向大家介绍一下微谱分析的实际应用吧！

一、案例背景介绍

某液压缸设备制造商发现频繁出现液压缸漏油现象，其下游工程机械制造商欲停止采购该设备。液压缸设备供应商推测这可能是由液压油或者密封圈质量不合格引起的，希望找到问题产生的真正原因，从而避免类似的问题再次发生，挽回一定的的经济损失。

液压缸漏油原因分析

该供应商找到微谱技术，微谱技术提供如下解决思路：对使用前后液压油和密封圈进行分析和性能检测。

油品的具体操作方案为：对新旧油品进行稠环芳烃等项目检测，通过检测指标判断基础油是否满足要求；对油品进行对比分析，通过微谱分析，得出二者组分的差异，结合检测结果，给出问题产生的原因，给出相应的解决方案。

样品图片

二、实验验证

1、FTIR

图1为样品B红外图，红外分析样品中含有基础油。

图1 样品B红外图

2、NMR

图2为样品B氘代氯仿核磁图。图2中，1.2ppm，0.9ppm对应的是基础油的特征位移。

图2 样品B氘代氯仿核磁图

3、GC-MS

图3-1为样品B氯仿稀释GC-MS，图3-2为样品A氯仿稀释GC-MS。 图3-3为样品GC-MS匹配图，根据 GC-MS分析样品A中含有稠环芳烃。

图3-1 样品B氯仿稀释GC-MS

图3-2 样品A氯仿稀释GC-MS

图3-3 样品GC-MS匹配图

4、XRF

图4为样品B的XRF图。XRF分析样品中含有S、P、Zn、Ca、Fe、Si等元素。样品中含有二烷基二硫代磷酸锌、石油磺酸钙和有机硅。

图4 样品B的XRF图

5、MS

图5为样品B的MS负离子图。图5中，283为十二烯基丁二酸的M-1离子峰。

图5 样品B的MS负离子图

6、碳型分析

图6为样品B的碳型分析图。图6中，未使用过的液压油的芳烃含量为22.90%，环烷烃含量为40.10%，链烷烃含量为37.00%。

图6 样品B的碳型分析图

三、结果分析

3.1 成分分析结果

通过FTIR、NMR、GC-MS、MS、XRF等分析，使用过的液压油样品A和未使用过的液压油样品B主要组分分别如下：

（1）样品A主要组分为：96.0%-97.0%基础油，0.5%-0.7%石油磺酸盐，胶质2.5%-3.5%；

（2）样品B主要组分为98.5%-99.5%基础油，0.5%-0.7%石油磺酸盐，其中基础油中含有少量的稠环芳烃和环烷酸。

3.2 性能检测结果

经过检测，使用过的液压油样品A和未使用过的液压油样品B数据如下：

（1）样品A运动黏度（40℃）为39.31mm2/s，样品B的运动黏度（40℃）为39.79mm2/s，检测标准为GB/T265-88；

（2）样品A的芳烃含量为22.90%，环烷烃含量为40.10%，链烷烃含量为37.00%，样品B的芳烃含量为22.80%，环烷烃含量为40.00%，链烷烃含量为37.20%，检测标准为SH/T 0725-2002；

（3）样品A的稠环芳烃含量为3.6%，样品B的稠环芳烃含量为3.6%，检测标准为SH/T 0838-2010

（4）样品A的密封适应性指数为21，样品B的密封适应性指数为20，检测标准为：SH/T 0305-1993。

四、方案与建议

1. 密封圈膨胀的原因推测

密封适应性指数是评价液压油与密封圈相容性的重要指标，密封适应性指数越大，则橡胶密封圈的膨胀可能性越大，所检测的液压油样品A的密封适应性指数为21，液压油样品B的密封适应性指数为20，远远超过了液压油标准GB 11181.1-2011中规定L-HM46抗磨液压油的密封适应性指数≤10的标准要求；液压油样品A和样品B中的芳烃含量较高，与长链烷烃相比，芳烃油尤其是稠环芳烃更易使密封圈膨胀，这是密封圈膨胀的重要原因。

2. 参考解决方案

建议更换液压油供应商；建议液压油生产商调整配方，更换基础油，所生产的液压油严格按照GB 11181.1-2011标准检测。