＊曾令羲

（中鐵工程服務(wù)有限公司 四川 610000）

引言

磷作為潤滑油中抗磨抗壓添加劑中一種重要的元素，對其含量的檢測與測定其他類型元素相同，均對監(jiān)測和評價潤滑油質(zhì)量有直接意義。選擇應(yīng)用IPC-OES檢測方法，能夠較為準確且快速地對潤滑油中多元素同時進行檢測[1-4]。盾構(gòu)機在用潤滑油中，磷與硅、鋅、銅、鐵等元素一樣是重點監(jiān)控的指標之一。檢測方法推薦的測試波長有177.434nm、178.222nm、213.618nm、214.914nm等4種，稀釋劑也有多種[5]。而盾構(gòu)機在掘進過程中由于工況的復(fù)雜，潤滑油的質(zhì)量情況也各不相同。本文期望通過選取不同稀釋劑和不同波長對磷元素的檢測結(jié)果進行分析，研究不同測試條件對潤滑油元素檢測的影響，得出針對盾構(gòu)機在用潤滑油磷元素檢測的最優(yōu)條件，為實際工作提供一定的參考依據(jù)。

1.檢測設(shè)備與方法

(1)檢測儀器設(shè)備

在本次實驗過程中，選擇使用美國安捷倫常見生產(chǎn)的Agilent ICP-OES 5800電感耦合等離子體發(fā)生光譜儀作為檢測設(shè)備。

(2)檢測方法

為最大化的提高檢測過程準確度，特別是對于在用潤滑油這種復(fù)雜樣品的分析，測量所用儀器設(shè)備采用徑向觀測方式。此外，ICP-OES檢測潤滑油中元素含量屬于使用有機溶劑進樣的形式，故除了載氣以外，還需增加氧氣的輸入作為助燃氣體促使樣品充分轉(zhuǎn)化。針對盾構(gòu)機在用潤滑油自身品質(zhì)以及儀器特點，ICP-OES對磷元素含量的檢測工作條件如表1所示。

表1 ICP-OES檢測盾構(gòu)機在用潤滑油磷元素工作條件

(3)檢測試劑

日常監(jiān)控過程中需要對盾構(gòu)機在用潤滑油中多種元素含量進行檢測，所以根據(jù)實際情況，選擇Conostan S21多元素標準油進行標準曲線的配制。溶劑油和煤油對于一般潤滑油常見的成分具有良好的溶解能力，可以有效地將潤滑油均勻地溶解分散在其中。溶劑油和煤油本身不含有被測元素，可以有效減少后續(xù)檢測分析過程中的干擾因素，提高磷元素的檢測準確性。此外在實驗室操作中，溶劑油和煤油相對安全，易于處理和儲存，所以本文稀釋劑選擇溶劑油和煤油兩種，分別得到兩組標準曲線進行對比試驗。在本次研究中，統(tǒng)一采用的稀釋倍數(shù)為10倍，得到最終檢測結(jié)果。

(4)標準曲線的制備

分別取0.2g、0.4g、0.6g、0.8g、1g的濃度為100mg/kg的Conostan S21標準溶液，分別以溶劑油和煤油為稀釋劑稀釋10倍制備兩組系列標準曲線濃度點，以上述檢測方法條件制備標準曲線譜圖并計算檢出限及定量限。

(5)樣品及加標回收樣品的制備

稱取1g左右的盾構(gòu)機在用潤滑油樣品，分別用溶劑油和煤油稀釋10倍制備檢測樣品。同時另外稱取1g左右的樣品，再加入0.5g濃度為100mg/kg的Conostan S21標準溶液（加標濃度為5mg/kg），再分別用溶劑油和煤油稀釋10倍制備加標回收樣品。

2.檢測結(jié)果分析

(1)標準曲線

根據(jù)原子發(fā)射光譜的原理，處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，在回到基態(tài)的過程中會產(chǎn)生多種不同波長的光，即在光譜中形成多條譜線。所以一種元素可以同時產(chǎn)生幾種不同波長的譜線，這些譜線共同組成了該元素的特征光譜圖。在本文中，磷元素的特征吸收波長共有4條，從檢測得到的特征峰峰型、強度以及是否有干擾峰存在等因素可以初步判定該波長是否適合后續(xù)實驗。圖1（a）～（d）為使用溶劑油作為稀釋劑分別配制4種波長的磷元素標準曲線譜圖。圖2（a）～（d）為使用煤油作為稀釋劑分別配制4種波長的磷元素標準曲線譜圖。圖中橫坐標為磷元素檢出譜線的特征峰波長，（a）到（d）特征峰波長分別為177.434nm、178.222nm、213.618nm以及214.914nm。圖中縱坐標為磷元素檢出譜線的特征峰強度。通過形成的光譜圖可以直觀地反映出該元素的檢測情況。從圖1和圖2對比可以看出，溶劑油和煤油配制的磷元素標準曲線具有相似的譜圖，說明兩者對磷元素的標油均具有良好的溶解性。從表2和表3可以看出，以溶劑油和煤油為稀釋劑分別配制的標準曲線相關(guān)系數(shù)都接近1，且以煤油為稀釋劑配制的標準曲線具有更好的相關(guān)性。另一方面從圖中我們可以看到，對于選擇213.618nm及214.914nm作為磷元素檢測波長，在213.598nm及214.900nm波長處分別有一個較為突出的其他雜峰存在，會對檢測結(jié)果造成干擾，影響準確度。

圖1 使用溶劑油配制的磷元素在不同波長處標準曲線圖

圖2 使用煤油配制的磷元素在不同波長處標準曲線圖

表2 以溶劑油為稀釋劑的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)

表3 以煤油為稀釋劑的相關(guān)檢測數(shù)據(jù)

(2)檢出限、定量限及樣品檢測

對表2和表3檢出限和定量限數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)，無論是溶劑油還是煤油作為稀釋劑都能得到較低的檢出限和定量限，且兩者數(shù)值接近。

對于樣品中磷含量的檢測結(jié)果，從表2和表3數(shù)據(jù)分析中可以得出，在177.434nm波長處，兩種稀釋劑配制的樣品檢測結(jié)果分別為193.89mg/kg以及196.52mg/kg，差值為2.63mg/kg，再現(xiàn)性符合標準規(guī)定要求。而其他波長處兩者的檢測結(jié)果相差較大，原因在于銅元素在213.618nm及214.914nm處會對臨近磷元素的波長造成明顯干擾，使檢測結(jié)果誤差偏大。這點從QC檢測結(jié)果也進一步得到證實，波長在180nm以下QC檢測值相對偏差較小，而波長在180nm以上QC檢測值相對偏差較大。

(3)準確度與穩(wěn)定性

對比表2和表3QC相對偏差數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)在波長177.434nm處的相對偏差最小，說明在此波長下對磷含量進行檢測準確度最高。并且對比采用兩種稀釋劑進行配制的檢測結(jié)果，相對偏差的絕對值一個為0.36%，一個為0.38%，進一步說明波長177.434nm處磷含量的檢測結(jié)果具有良好的穩(wěn)定性。另一方面，油液中其他元素對磷元素在波長213.618nm及波長214.914nm處波峰有較強的干擾，使得QC樣品檢測結(jié)果相對偏差增大，超過2%。

3.結(jié)論

本文采用ICP-OES檢測方法對盾構(gòu)機在用潤滑中磷元素含量進行檢測，通過選取不同特征波長以及不同稀釋劑對樣品進行檢測，從標準曲線相關(guān)系數(shù)、檢出限、定量限、QC質(zhì)控樣品以及加標回收率等對檢測結(jié)果進行分析，以期得出最佳的檢測條件，結(jié)論如下：

（1）本實驗從表2和表3檢測結(jié)果看，溶劑油和煤油都可以作為盾構(gòu)機在用潤滑油元素分析稀釋劑使用，相比而言，使用煤油配制的標準曲線有更好的相關(guān)性。

（2）同時測定盾構(gòu)機在用潤滑油多元素時，由于其他元素的存在，會對磷在波長213.618nm及波長214.914nm處的峰有明顯干擾。同時結(jié)合QC檢測結(jié)果以及加標回收率結(jié)果，本實驗優(yōu)選177.434nm作為磷元素檢測波長。在此波長下磷元素的檢測具有更高的準確度以及更好的穩(wěn)定性。