Analysis of Additive Elements, Wear Metals, and Contaminants in Used Lubricating Oil According to ASTM D5185: ICPE-9820

Význam tématu

Analýza použitých mazacích olejů umožňuje včasnou detekci opotřebení motorů a strojních zařízení díky sledování obsahu přísad, opotřebních kovů a kontaminantů. Taková diagnostika zvyšuje spolehlivost provozu, prodlužuje intervaly údržby a snižuje náklady na opravy.

Cíle a přehled studie

Studie měla za cíl ověřit schopnost spektrometru Shimadzu ICPE-9820 analyzovat podle normy ASTM D5185 22 prvků v použitém a v nepoužitém automobilovém mazacím oleji. Hlavní kroky:

• Příprava vzorků (použitý a nepoužitý olej, 10 g vzorku, 100 mL kerosenu).
• Analýza prvků Al, Ba, B, Ca, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Si, Sn, Ti, V, Zn, Ag.
• Validace pomocí testů ředění a spike recovery.

Použitá metodika a instrumentace

Pro stanovení prvků byla použita metoda indukčně vázané plazmy s atomovou emisní spektrometrií (ICP-AES) podle ASTM D5185 a JPI-5S-44-2011. Klíčové body:

• Spektrometr Shimadzu ICPE-9820 s vertikálně orientovanou plazmovou tryskou, která potlačuje sedimentaci uhlíku bez potřeby přívodu kyslíku.
• Vakuový spektrometr pro analýzu prvků v oblasti vakuové UV (např. síra) bez nutnosti drahých čistých plynů.
• Příprava standardů: SPEX a Conostan olejové standardy, interní standard yttrium (Y).

Hlavní výsledky a diskuse

Analytické testy prokázaly:

• Spike recovery u prvků s nízkou koncentrací dosáhla ~100 %.
• Test ředění u prvků s vysokou koncentrací také přinesl ~100 % nález.
• Detekční limity ve většině případů pod 0,5 µg/g.
• Kalibrační křivky pro Fe, Mg, S vykazují lineární závislost s korelačním koeficientem r > 0,9999.
• Vertikální tryska účinně zabránila usazování uhlíku, což zjednodušuje provoz a zvyšuje stabilitu měření.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlou a přesnou analýzu širokého spektra prvků v mazacích olejích.
• Možnost pravidelné diagnostiky stavu motorů a průmyslových strojů.
• Snížení provozních nákladů díky eliminaci nutnosti přívodu kyslíku a drahých plynů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje:

• Rozšíření metodiky na analýzu dalších složek olejových matric.
• Integrace online a inline monitoringu opotřebení v reálném čase.
• Využití pokročilých algoritmů a umělé inteligence pro interpretaci dat a predikci životnosti zařízení.

Závěr

Shimadzu ICPE-9820 s vertikální plazmovou tryskou a vakuovým spektrometrem umožňuje stabilní, bezkyslíkovou analýzu 22 prvků v použitých mazacích olejích s vysokou přesností, nízkými detekčními limity a lineární kalibrací.

Reference

1. ASTM International Standard D5185: Standard Test Method for Determination of Additive Elements, Wear Metals, and Contaminants in Used Lubricating Oils by ICP-AES.
2. The Japan Petroleum Institute Standard JPI-5S-44-2011: Method for Analyzing Fe, Cu, Al, Pb, Cr and Sn in Used Lubricating Oil by ICP-AES.