SH/T 0124-2000 含抗氧剂的汽轮机油氧化安定性测定法

适用范围

适用于未使用过的含抗氧剂的矿物汽轮机油抗氧化能力的测定。 也适用于其他类型的油品，如液压系统用油。 注：本方法也可用于石油产品规格，其测定的数值可在实验室评估汽轮机油的氧化安定性。但应注意单一方法测得的油品氧化安定性与油品在实际工作条件下所具备的氧化安定性的差别。 不适用：现有资料未提供明确不适用条款。

方法原理

将装有试样（试样中已加入油溶性环烷酸铁、环烷酸铜催化剂）的氧化管放入温度为 120℃ 的加热浴中通氧 164h，试验结束后测定挥发性酸值、可溶性酸值及油泥含量。如需测定挥发性酸逸出速率达到显著增加的时间（诱导期），可每日测定挥发性酸值，绘制酸值—时间曲线来确定。

主要仪器

氧化管：由符合图 1 尺寸的硼硅玻璃或中性玻璃制作。 4.1.2 吸收管：与氧化管相同，两管中心轴间距为 150mm±50mm，两管之间用尽量短的硅橡胶管连接，吸收管固定在加热浴外。 4.1.3 加热浴：铝合金加热浴（见图 2）或油浴，能自动控制温度，使氧化管中试样温度保持在 120℃±0.5℃，温度通过插入装有试样的试管内的温度计（温度计距离试管底部 5mm）测量。试管内的试样应装到温度计的浸没线处并放进加热浴中。加热浴上表面应保持在 60℃±5℃，以消除环境温度变化对测定结果的轻微影响。该温度由装入一钻有孔的铝块中的温度计测量。该块除了与加热浴上表面相接触的面外，其余各面须用隔热材料保护。该块应尽量接近加热浴上用于插测试试管的孔，并在铝合金加热块的区域内。 使用铝合金加热浴时，氧化管插入到总深度为 150mm 的孔内。铝合金加热块部分的孔深至少为 125mm，穿过隔热盖并围绕每根氧化管的金属环使氧化管 150mm 的长度受到加热。使用油浴时，氧化管在油浴中的浸入深度为 137mm，总深度为 150mm。对两种类型的加热浴，氧化管高出加热浴上表面的长度为 60mm，孔的直径恰能插入氧化管，如果松弛，可将一个直径 25mm 的 O 型圈套在管上并和加热浴表面压紧。 4.1.4 过滤膜：孔径 5μm，直径 47mm，与待测试液相匹配。 4.1.5 具塞锥形烧瓶：500mL。 4.1.6 皂膜流量计：用于检测氧气流速，典型组件见图 3。 4.1.7 微量滴定管：分度值为 0.01mL。 4.1.8 温度计：符合 GB/T 514 汽轮机油氧化用 2 号的要求，或精度相当，量程适用的温度测量装置。 4.1.9 烘箱：可将温度控制在 75℃±5℃、110℃±5℃。 4.1.10 过滤设备：用于膜过滤，最小容量 1L。 4.1.11 锥形烧瓶：100mL、250mL、500mL。 4.1.12 容量瓶：500mL。 4.1.13 烧杯：100mL。 4.1.14 移液管：100mL。 4.1.15 水浴。

试剂与标准物质

### 4.1 试剂 5.1 正庚烷：分析纯。 5.2 二氯甲烷：分析纯。 5.3 甲苯：分析纯。 5.4 95% 乙醇：分析纯。 5.5 甲苯—乙醇混合液：甲苯和 95% 乙醇按体积比 6:4 配制。 5.6 盐酸：分析纯。用水稀释成 c(HCl)=0.1mol/L 的溶液。 5.7 氢氧化钾：分析纯。配制成 c(KOH)=0.1mol/L 氢氧化钾—乙醇标准滴定溶液。每日或定期标定。 5.8 硝酸钴 [Co(NO3)2·6H2O]：分析纯。配制成 10%(m/m) 的溶液。 5.9 碱性蓝：配制成浓度为 20g/L 的碱性蓝 6B—乙醇指示剂溶液。为使碱性蓝 6B 指示剂能够得到良好的滴定终点，在其溶解于乙醇后以每毫升指示剂溶液中加入 0.03mL 的比例加入盐酸。24h 后，进行酸值检测以确定其灵敏度。即从蓝色明显地转变为红色，与 10% 的硝酸钴 [Co(NO3)2·6H2O] 溶液的颜色相当，则指示剂溶液灵敏度良好；若灵敏度不够，应重新加入盐酸溶液，并在 24h 后再次检测，重复此步骤直至灵敏度合格为止。 5.10 酚酞：配制成 10g/L 的酚酞—乙醇指示剂溶液。 5.11 丙酮：分析纯。 5.12 蒸馏水或去离子水：符合 GB/T 6682 二级水的要求。 5.13 硫酸：不小于 98%(m/m)。 ### 4.2 材料 4.2.1 氧气：纯度 99.4% 以上，氧气必须经适当干燥剂干燥，氧气传送系统应保证氧气平稳送入测量设备。每次实验开始时，氧气流速由测量设备给出，应设置在 1.0L/h ± 0.1L/h，并每日用皂膜流量计校验。 注：所用氧气设备必须小心除去油、油脂及其他可燃性物质。不要在调节器、阀或控制件上使用油或油脂。如果怀疑管线泄漏，立刻关闭氧气并检查。检查前泄去管线中的压力。氧气输入系统应定期检查。 4.2.2 催化剂 4.2.2.1 含 1%(m/m) 铜的环烷酸铜溶液。 4.2.2.2 含 1%(m/m) 铁的环烷酸铁溶液。 上述 1%(m/m) 的溶液是由符合附录 A 的母液稀释得到的。所得溶液中其他金属离子（除了钠）总含量不大于 300mg/kg，所用稀释剂是非石蜡基矿物油生产的 ISO 粘度等级 32 的汽轮机油基础油。溶液在避光下保存。

关键条件

氧化温度：120℃±0.5℃。 加热浴上表面温度：60℃±5℃。 氧气纯度：≥99.4%。 氧气流速：1.0L/h ± 0.1L/h，每日用皂膜流量计校验。 氧化时间：连续氧化 164h（不要求测定诱导期时）。 氧化油静置：室温避光静置不少于 16h。 过滤膜干燥：80℃下干燥 1h（7.4.2）；仲裁法过滤漏斗 100℃下干燥 1h（B3.1）。 油泥干燥：75℃±5℃下干燥 1h（7.4.2 滤膜）；110℃±5℃下干燥 1h（7.4.2 二氯甲烷回收油泥及 B3.3）。 试管清洗干燥：110℃±5℃烘箱中干燥不少于 3h（第 6 章）。 试样加热溶解催化剂：温度不超过 80℃，缓和加热不超过 5min。

计算与结果

挥发性酸值 X1(mgKOH/g) 按式(1)计算： X1 = V1 × c × 0.0561 × 1000 / 25 式中：V1—滴定挥发性酸时，所消耗的氢氧化钾—乙醇标准滴定溶液的体积，mL；c—氢氧化钾—乙醇标准滴定溶液的实际浓度，mol/L；25—试样的质量，g；0.0561—与 1.00mL 氢氧化钾—乙醇标准滴定溶液 c(KOH)=1.000mol/L 相当的以克表示的挥发性酸（以氢氧化钾表示）的质量。 8.2 总油泥含量 D[%(m/m)] 按式(2)计算： D = 4(m1 + m2) 式中：m1—不溶于正庚烷的油泥质量，g；m2—二氯甲烷回收的油泥质量，g；4—变换百分数的系数。 8.3 可溶性酸值 X2(mgKOH/g) 按式(3)计算： X2 = V2 × 0.0561 × c × 1000 / (25 × V3/500) 式中：V2—中和氧化油/正庚烷溶液所消耗的氢氧化钾—乙醇标准滴定溶液的体积，mL；c—氢氧化钾—乙醇标准滴定溶液的实际浓度，mol/L；V3—实际取用的氧化油/正庚烷溶液的体积，mL；25—试样的质量，g；500—氧化油用正庚烷稀释后的体积。 8.4 总酸值 X(mgKOH/g) 按式(4)计算： X = X1 + X2 8.5 总氧化产物 TOP[%(m/m)] 按式(5)计算： TOP = D + 180X/561 式中：D—总油泥含量；X—总酸值；180—氧化酸性产物以克/摩尔为单位的平均相对摩尔质量；561—氢氧化钾以克/摩尔为单位的摩尔质量的 10 倍。

质量控制

按下述规定判断试验结果的可靠性（95% 置信水平）。 9.1 重复性：同一操作者对同一试样重复测定的两结果之差不应大于表 1 所列数据。 9.2 再现性：不同实验室对同一试样各自提出的两结果之差不应大于表 1 所列数据。 表 1 精密度表 | 项目 | 重复性 | 再现性 | |---|---|---| | 总酸值，mgKOH/kg | 0.228x^0.8 | 0.747x^0.8 | | 总油泥，%(m/m) | 0.283x^0.666 | 0.821x^0.666 | | 总氧化产物(TOP)，%(m/m) | 0.192x | 0.685x | x 是两测定结果的平均值。 注：典型 x 值的精密度列于表 2、表 3 和表 4。这些精密度数据是范围为总酸值 0.5～10mgKOH/g，总油泥含量 0.03%(m/m)～3%(m/m)，总氧化产物 0.25%(m/m)～5.7%(m/m) 的油样测定的结果。 表 2 总酸值的典型精密度数据（mgKOH/g） | x | 重复性 | 再现性 | |---|---|---| | 0.5 | 0.13 | 0.43 | | 1.0 | 0.22 | 0.74 | | 2.0 | 0.40 | 1.30 | | 4.0 | 0.69 | 2.26 | | 6.0 | 0.95 | 3.13 | | 8.0 | 1.20 | 3.94 | | 10.0 | 1.43 | 4.71 | 表 3 总油泥含量典型精密度数据 %(m/m) | x | 重复性 | 再现性 | |---|---|---| | 0.05 | 0.03 | 0.11 | | 0.1 | 0.06 | 0.17 | | 0.2 | 0.09 | 0.28 | | 0.5 | 0.17 | 0.51 | | 1.0 | 0.28 | 0.82 | | 2.0 | 0.45 | 1.30 | | 3.0 | 0.58 | 1.70 | 表 4 总氧化产物的典型精密度数据 %(m/m) | x | 重复性 | 再现性 | |---|---|---| | 0.25 | 0.04 | 0.17 | | 0.50 | 0.09 | 0.34 | | 1.00 | 0.19 | 0.68 | | 2.00 | 0.38 | 1.37 | | 4.00 | 0.76 | 2.74 | | 5.70 | 1.09 | 3.90 |

结果报告与适用边界学习

本版测定未使用过的含抗氧剂矿物汽轮机油，也涉及液压系统用油；单一实验室氧化安定性结果与实际工作条件下表现有差别。一般不要求诱导期时连续氧化164h；要求诱导期时按7.3取得酸值—时间曲线，不将固定时长直接当成诱导期。总酸值报告至0.01mgKOH/g，总油泥与总氧化产物报告至0.01%（m/m），二者之比报告至整数。方法精密度的95%水平及样本范围不能替代商品批次证书不确定度，方法加热、试剂避光和样品静置不能当商品储存条件。

原表1总酸值栏印mgKOH/kg，而表2、结果式及精密度范围为mgKOH/g，单位衔接待技术核实，保留原栏不自行换算。正文7.4.2滤膜预干燥80℃，称量前75℃±5℃；仲裁附录B漏斗预干燥100℃、称量前110℃±5℃，分路线阅读。附录A、B原称“标准的附录”，母液杂质完整表、图示尺寸、校准与受控安全程序仍须核查；本页为学习资料，不是完整作业规程或计算器。

引用文件

GB/T 514 石油产品试验用液体温度计技术条件 GB/T 3141 工业液体润滑剂 ISO 粘度分类 GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T 11415 实验室烧结(多孔)过滤器孔径、分级和牌号