Onsite FTIR quantitative analysis of water in mineral-based oils using a novel water stabilization technique
Aplikace | 2013 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Monitoring obsahu vody v minerálních olejích, zejména v turbínových olejích, je klíčový pro zajištění spolehlivosti a životnosti strojních zařízení. Přítomnost i malého množství vody ovlivňuje viskozitu, hustotu a povrchové napětí oleje, urychluje korozi a vedlejší chemické degradace (oxidace, nitrace, tvorba nánosů). Rychlé a přesné lokální stanovení vody přímo v provozních podmínkách tak umožňuje včasnou prevenci poruch a optimalizaci údržby.
Hlavním cílem bylo vyvinout FTIR metodu srovnatelnou s Karl Fischerovou (KF) titrací, která by odstranila omezení konvenční spektroskopie – zejména vliv separace vody do mikrokapek, jež rozptylují IR záření. Studie se soustředila na systémy s turbínovými oleji Mobil DTE a Chevron GST, ale výsledek je aplikovatelný i na hydraulické a převodové oleje.
Metoda vyžaduje doplnění vzorku oleje neiontovým polyethylenoxidovým surfaktantem (~3 % hmot.), který vytváří stabilní emulzi vody v oleji s jednotnou velikostí kapek. Spektroskopie byla prováděna na Agilent 5500t FTIR spektrometrech s cestou 100 µm. Vzorky byly kalibrovány gravimetricky (5–5300 ppm vody) a ověřeny pomocí KF coulometrické titrace.
Nová FTIR metoda s Agilent Water Stabilizerem řeší omezení tradičních spektroskopických postupů a poskytuje přesnost a rozsah měření vody v olejích srovnatelnou s Karl Fischer titrací. Díky jednoduchému protokolu se surfaktantem a robustnímu FTIR přístroji je nyní možné provádět rychlé a spolehlivé onsite analýzy vody v širokém spektru minerálních olejů.
FTIR Spektroskopie
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Monitoring obsahu vody v minerálních olejích, zejména v turbínových olejích, je klíčový pro zajištění spolehlivosti a životnosti strojních zařízení. Přítomnost i malého množství vody ovlivňuje viskozitu, hustotu a povrchové napětí oleje, urychluje korozi a vedlejší chemické degradace (oxidace, nitrace, tvorba nánosů). Rychlé a přesné lokální stanovení vody přímo v provozních podmínkách tak umožňuje včasnou prevenci poruch a optimalizaci údržby.
Cíle a přehled studie
Hlavním cílem bylo vyvinout FTIR metodu srovnatelnou s Karl Fischerovou (KF) titrací, která by odstranila omezení konvenční spektroskopie – zejména vliv separace vody do mikrokapek, jež rozptylují IR záření. Studie se soustředila na systémy s turbínovými oleji Mobil DTE a Chevron GST, ale výsledek je aplikovatelný i na hydraulické a převodové oleje.
Použitá metodika a instrumentace
Metoda vyžaduje doplnění vzorku oleje neiontovým polyethylenoxidovým surfaktantem (~3 % hmot.), který vytváří stabilní emulzi vody v oleji s jednotnou velikostí kapek. Spektroskopie byla prováděna na Agilent 5500t FTIR spektrometrech s cestou 100 µm. Vzorky byly kalibrovány gravimetricky (5–5300 ppm vody) a ověřeny pomocí KF coulometrické titrace.
Hlavní výsledky a diskuse
- Bezesurfaktantové vzorky vykazovaly variabilitu absorbancí až 40 % vlivem rozptylu IR světla od kapek.
- Díky surfaktantu vzrostla výška pásu OH-stretch přibližně trojnásobně a baseline byla stabilní, což snížilo relativní chybu na úroveň KF analýzy (3–5 %).
- Metoda dosahuje R2 = 0,9985 a střední chyba křížové validace SECV = 85 ppm.
- Nezávislé validace pro 500–5000 ppm vody potvrdily průměrnou chybu predikce 5 % a RSD < 2 % nad 1000 ppm.
- Po přidání surfaktantu ztrácely vzorky méně než 10 ppm vody za 24 h, oproti ~100 ppm u nesterilních vzorků.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá analýza (~2 min) bez potřeby nebezpečných činidel a složité přípravy, vhodná pro onsite provoz.
- Eliminace vážících chyb a doby reekvilibrace nutných u Karl Fischer titrace.
- Jednoduché dávkování surfaktantu a použití přenosných FTIR zařízení umožňuje pravidelné monitorování na místě odběru vzorku.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření aplikace na další typy minerálních a syntetických olejů v energetice, petrochemii a strojírenství.
- Integrace automatického dávkování surfaktantu a online FTIR měření do lokálních analyzátorů.
- Využití strojového učení pro další zvýšení přesnosti a detekci dalších kontaminantů (oxidace, nitrace, přísady).
Závěr
Nová FTIR metoda s Agilent Water Stabilizerem řeší omezení tradičních spektroskopických postupů a poskytuje přesnost a rozsah měření vody v olejích srovnatelnou s Karl Fischer titrací. Díky jednoduchému protokolu se surfaktantem a robustnímu FTIR přístroji je nyní možné provádět rychlé a spolehlivé onsite analýzy vody v širokém spektru minerálních olejů.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Onsite quantitative FTIR analysis of water in turbine oil
2013|Agilent Technologies|Aplikace
Onsite quantitative FTIR analysis of water in turbine oil Application Note Author Frank Higgins Agilent Technologies, Connecticut, USA Introduction The availability of the Agilent 5500t FTIR spectrometers, which are compact, easy-to-use and affordable systems, provides new capabilities for real-time, on-site…
Klíčová slova
turbine, turbinewater, wateroil, oillaw, lawftir, ftirbeer, beerpls, plsabsorbance, absorbancepredictions, predictionstitration, titrationppm, ppmmodel, modelsquares, squarespartial, partialmeasuring
Onsite additive depletion monitoring in turbine oils by FTIR spectroscopy
2011|Agilent Technologies|Aplikace
Onsite additive depletion monitoring in turbine oils by FTIR spectroscopy Fast, easy antioxidant measurement Application Note Author Frank Higgins Agilent Technologies, Connecticut, USA Abstract Agilent 5500t FTIR spectrometers can independently measure phenolic and aminic antioxidants in turbine oil and provide…
Klíčová slova
aminic, aminicturbine, turbineantioxidants, antioxidantsantioxidant, antioxidantphenolic, phenolicoil, oiloxidation, oxidationdepletion, depletionehc, ehcoils, oilsbands, bandsability, abilityftir, ftirvoltammetric, voltammetricexact
Determination of Phenolic Antioxidant DBPC and DBP Levels in Electrical Insulating Oil
2015|Agilent Technologies|Aplikace
Determination of Phenolic Antioxidant DBPC and DBP Levels in Electrical Insulating Oil Agilent 5500, 4500, and Cary 630 FTIR Spectrometers Application Note Authors Introduction Dipak Mainali and Frank Higgins The phenolic antioxidants 2,6-ditertiary-butyl paracresol (DBPC) (also known as butylated hydroxytoluene…
Klíčová slova
dbpc, dbpcoil, oilinsulating, insulatingmineral, mineraldbp, dbppredicted, predictedactual, actualplot, plotelectrical, electricalmicrolab, microlabphenolic, phenolicbase, baseconcentration, concentrationuninhibited, uninhibiteddescribed
Environmentally friendly oil in water analysis by FTIR spectroscopy, based on ASTM D7678-11
2013|Agilent Technologies|Aplikace
Environmentally friendly oil in water analysis by FTIR spectroscopy, based on ASTM D7678-11 Application note Environmental; Energy and fuels Author Frank Higgins Agilent Technologies Danbury, CT, USA Introduction Infrared (IR) spectroscopy has been used for measuring the amount of oil…
Klíčová slova
oiw, oiwsoln, solnoil, oilcyclohexane, cyclohexanetph, tphhcs, hcsftir, ftirwater, waterhydrocarbons, hydrocarbonsgrease, greaseacidification, acidificationpetroleum, petroleummicrolab, microlabtog, togvalidation