1、ICS 75100E 36 SH中华人民共和国石油化工行业标准润滑脂氧化诱导期测定法(压力差示扫描量热法)Standard test method for oxidation induction time of lubricating greases bypressure differential scanning calorimetry20070801发布 20080101实施中华人民共和国国家发展和改革委员会 发布刖 罱ST 07902007本标准修改采用美国试验与材料协会标准ASTM D548302“润滑脂氧化诱导期测定法(压力差示扫描量热法)。本标准根据ASTM D548302“重新起
2、草。为了适合我国国情，本标准在采用ASTM D548302“时进行了修改。本标准与ASTM D548302“的主要差异如下：_81条后增加了一条注，补充规定了对压力差示扫描量热仪测试池无气体出口的热分析仪，样品温度校正时应采用的方法。_82条后增加了一条注，补充规定了对无温度控制器校正功能的压力差示扫描量热仪在校正温度控制器时应采用的方法。_97条后增加了一条注，对于压力差示扫描量热仪测试池无气体出口的热分析仪，无须进行气体出口流量调节。为了使用方便，本标准还做了如下编辑性修改：删除了ASTM D548302“版中关键词章。重复性和再现性的文字表述按我国的习惯进行了修改。本标准的附录A为资料性
3、附录。本标准由中国石油化工集团公司提出。本标准由中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院归口。本标准起草单位：中国石油化工股份有限公司润滑油上海分公司。本标准主要起草人：陆美玉、傅继瑜、陈迎霞。ST 07902007润滑脂氧化诱导期测定法(压力差示扫描量热法)1 范围1 1 本标准规定了用压力差示扫描量热法(PDSC法)测定润滑脂的氧化诱导期，氧气压力为35MPa，温度在155一210之间。12本标准采用国际单位制sI单位。13本标准涉及某些有危险性的材料、操作和设备，但并未对与此有关的所有安全问题都提出建议。因此，用户在使用本标准之前有必要建立适当的安全和防护措施，并确定相应的管理制度。2
4、规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。ASTM E473热分析相关的术语3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。31外推拐点时间extrapolated onset time热曲线上测定的时间，为基线外推线和氧化放热峰速率最大处切线的相交点。32氧化诱导期oxidation induction time(OIT)从开始接触氧化气氛到外推拐点时问的一段时问。33压力差示
5、扫描量热仪pressure differential scanning calorimeterf PDSC)在ASTM E473术语中所描述的差示扫描量热仪，能够使试样保持在一个受控制的高压下。34热曲线thermal curve试样热流对时间的图示。4方法概要41 在样品皿中称取少量润滑脂，并放在测试池中。加热测试池至规定的温度，然后通人一定压力的氧气。保持测试池在规定的温度和氧气压力下直至氧化放热反应的发生。测定外推拐点时间，作为润滑脂在规定试验温度下的氧化诱导期。42结合本试验方法的动力学方程能估计在其他温度下的氧化诱导期。5意义与用途本方法测得的氧化诱导期，可以用来表征润滑脂氧化稳定性
6、。它可用于产品的研究开发、质量控制和其他特定的用途。然而，本试验方法的结果和使用性能之间的相关性还未建立。1S彤T 079020076仪器压力差示扫描量热仪(PDSC仪E配备以下单元(见图1)。图1 PDSC仪测试单元61 锅质样品皿：能在210。C下承受35 MPa骶力，幕叻表分度值为200kPa或更小；也可使用铝质sFI(Solid Fat Index)样品皿。注i使用比平底皿有更一致表面积的SFI样品皿(蛄罔3)准备润滑脂样爵时，可以获得更好的再现性。62热分析仪。63氧化稳定性软件。64按E软件。65流量计：量程至少为200m1min。66样品压封机。7试剂与材料71氧气：干燥，纯度不
7、低于995(体积分数)。注意；氧化剂。气体在压力下使用。除箕他的防范外，不锈锕或铜管对氧气均适用，压力表指定为氧铡压力表。72铟：纯度不低于999(质量分数)。73天平：感量为01ms。8校正81样品温度校正81 1在样器皿中称取锻约mrag,加生盏子并用压封机压封。将压封的样品皿放在，PDSC仪测试池样品平台上。：以同榉旁式密胬一1、室皿并放在参吃平台上；盖上PDSC仪测试池池盖并关闭。812轻轻地开盛氯氧钢瓶阔，用压力调节器将PDSC仪测试池的进口压力讽+至35 MPa02MPa。开启PDSC馊漉试池韵进口阀使得压力慢慢地充斥PDSC仪洌试池。待2min后，调节出El阀使通过流量计自嗡钱流
8、量势J魄mLminlOmLmin。这些阀开启的位置在试验过程中应固定。813将热分析仪以如ml,i舶升漩速察从室温(约22咒)加热到180。当运行完成后，测量铟的熔点温度。如果测得湓瘦偏群574祀02E，按照制造商仪器手册所说明的硬件或软件校正程序来校正。如果使用硬件校正程侉；7温度校正需在氧气压力为；5MPa、流速为lOOmLmin条件下进行。典型的校正曲线如图2。注1：对于PDSC仪测试池无气体出口的热分析仪，样品温度校正应根据仪器制造商的建议进行。注2：一个大气压下铟的熔点为1566。C，但在本标准35MPa氧气压力条件下，其熔点会升至157 4。C。2SHT 07902007图2校正物
9、的热曲线82温渲控制器校正821从PDSC仪测试池中移走样品皿和参比皿，羌闭PDSC仪测试池。慢慢开启氧气压力至35MPa02MPa用PDSC仪测试池出口阀凋f，氧气流速至100 mLmin 4-10mLmin。选择需要的试验温度(如2100C，180，155)。822程序升温使得PDSC仪测试池保持在选择的试验温度10min后，如果显示的温度和选择的温度之差超过02。C，慢慢漏节温度控制器直至它们相符。，调节后，在继续下步校正之前至少等待5min以检查温度是否稳定。注：_虫i果PDSC仪没有这种温度控制器校正功能，温度控制器的校正应根攥仪器制造商的建议进行。83 PDSC仪测试池基准压力表的
10、校正831 使用一个已校正的压力变换器或一个预先校正过的最具，按照PDSC仪测试池操作手册进行校_lE：9试骚步骤9在开始试验前，热电偶需在试验温度(如210x：，180。C，155)下根据821和822券骤进行校正控5f。如果不知道试验温度，校正应在210下进行。92在样品m中称取20rag-+0，tmg润滑脂，使试样均匀地散布在平面上。不要使样品溅到样品皿的凹槽中去。注，样品在样品皿中展开的示例见罔3。(a，展开胸样品 (b)耒艇开(厚)精样品霆3在s董_l样晶血中盼样品准簪93根据PDSC仪制造商关于放置样品皿的说明，将装有试样的未密封样品皿放置在PDSC仪测试池的平台上。根据PDSC仪
11、制造商关于放置参比皿的说明，将同一规格的空样鼎皿放于PDSC仪测试池平台上。关闭,pDSC仪测试池和压力释放阀。94从室温开始(约22cc)，|j辱斌撵必00。crain的速度加热至试验温度95使试样在试验温度下平衡2inin。注：在确定精密度的统计试验时柒使甩该步骤。统计试验采用了PDSC投制造商的软件确定达到试验温度的平衡时间，95条步骤消除了方法对PDSC仪制造商的依赖“由于菇莎骤在测试池施加氧气压力之前，所以对测定的氧化诱导期结果没有太大的影响。96开启氧气阀慢慢地充压至35MPa 4-02MPa。这需要大概2mln的时间达到最大压力。氧化诱3SHT 07909007导期的测定是从氧气
12、阀开启时开始计算。97 当压力平衡时，检查PDSC仪测试池的氧气流速并用出口阀调节至100mLmin=1-10mLmin。注：对于PDSC仪测试池无气体出口的热分析仪，无须进行气体出口流量调节。9 8当氧气阀开启120rain后，关闭氧气阀，开启测试池压力释放阀，慢慢地释放测试池压力。如果大概知道氧化诱导期，当氧化放热刚发生时，试验即可停止。99画出热曲线，测量氧化放热的外推拐点时间。报告这个时间。修约至01min，作为试样的氧化诱导期。如果观察到有多个氧化放热峰，则报告最大的氧化放热峰的氧化诱导期(典型的PDSC曲线见图4)。E堪璃图4典型的PDSC热曲线放热tg吸热91 0如果氧化诱导期小
13、于10min，从92条开始，在稍低温度下重新试验。重新试验前，测试池应冷却至室温。91 1 当氧化诱导期能满足910条中指定的需求后，完成重复性试验。912如果两个测定值之差超出测定允差(第12章)，舍弃这两个测定值，从92条开始重新进行两次测定，若两个测定值之差符合测定允差要求，则将两个测定值平均，得到一个试验结果。10其他温度的诱导期计算101 当某一润滑脂的氧化诱导期被测定后，使用式(1)可以估计其他温度下的氧化诱导期：l=Aexp(17500T)-一(1)式中：t估计的氧化诱导期，min；A试样的氧化系数；r一温度，K(所需试验温度)。氧化系数(A)对于一个给定的润滑脂是恒定的。使用9
14、，12条中报告的氧化诱导期通过式(2)进行计算。A=氧化诱导期exp(17500T)(2)估计出的氧化诱导期可作为选择合适的其他试验温度的指导。估计的氧化诱导期不是这个试验方法的报告结果内容。4S彤T 0790200711报告报告下列信息：111报告结果精确至01rain，在912条中计算的平均值可作为试样的氧化诱导期。112报告试验温度。12精密度和偏差121精密度本精密度由5个实验室对11个样品在3个不同温度下(155。C，180。C和210)进行统计试验确定的，氧化诱导期范围为90rain453rain。按下述规定判断试验结果的可靠性(95置信水平)。1211测定允差对同一试样进行两次测
15、定，两次测定值之差不能超出式(3)规定的数值：测定允差=059m”(3)式中：m两次测定值的平均值。1212重复性同一操作者使用同一台仪器，在相同的操作条件下，对同一试样测定得到的两个试验结果(每个试验结果为两次测定值的平均值)之差，不能超出式(4)规定的下列数值：重复性=042m”2(4)式中：m两个试验结果的平均值。1213再现性不同操作者在不同实验室，对同一试样测定得到的两个独立试验结果(每个试验结果为两次测定值的平均值)之差，不能超出式(5)规定的下列数值：再现性=071m“2t(5)式中：m两个试验结果的平均值。122偏差由于氧化诱导期的值只能由试验方法来定义，因此本标准的偏差尚未建
16、立。5SI：IT 07902007附录A(资料性附录)PDSC统计试验数据A1 PDSC统计试验数据见表A1。表A1中氧化诱导期的数据用“rain”来表示。每个润滑脂的一对氧化诱导期结果是用两个单个测定的结果来表示的。表AI PDSC统计试验数据润滑脂样品实验室A B C D E F G H I J K1 400 132 51-3 116 154 137 44 8 16 8 362 11 6 306453 136 48。l 113 148 16O 468 173 316 10 3 3132 413 151 48 8 10 4 159 14 0 395 17 2 30 5 112 31 443
17、4 15 6 488 101 147 137 422 157 290 116 3103 449 155 48 6 9 6 159 11 4 440 14 6 32 8 106 308419 172 474 9，2 139 135 430 149 24 0 90 3L 24 42，4 155 48，8 102 14 9 13 6 42 7 165 288 107 33 9438 15 5 487 105 152 133 43 0 16 9 289 11 1 34 55 39 8 136 501 109 175 13 0 474 161 12 9 103 28 6425 133 497 11 3 155 13 9 45 0 146 105 10 1 28 7试验温度210 210 210 210 210 210 180 180 210 210 1556
