Analysis of wear metals and contaminants in engine oils using the 4100 MP-AES

Význam tématu

Regularní sledování opotřebení a kontaminantů v motorových olejích je klíčové pro preventivní údržbu strojů. Umožňuje včasnou detekci zvýšené koncentrace kovových částic z opotřebení (Cu, Fe, Al) nebo kontaminace (Na, Si), což pomáhá předcházet nákladným poruchám a výpadkům provozu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem je ukázat využití Agilent 4100 MP-AES pro rychlou, víceprvkovou analýzu opotřebních kovů a kontaminantů v olejích. Studie demonstruje přesnost, opakovatelnost a vysokou průtokovou kapacitu metody ve srovnání s konvenčním FAAS.

Použitá metodika a instrumentace

• Instrumentace: Agilent 4100 MP-AES s External Gas Control Module (EGCM), Inert OneNeb nebulizér, dvojnásobné průchodové skleněné cyklonické komůrky, systém SPS 3 pro automatickou přípravu vzorků.
• Vzorky: Standardy v rozmezí 5–50 ppm připravené v Shellsolu; NIST SRM 1085b 1:10 ředění; směs použitých převodových olejů 1:10, spike 10 ppm S21+K.
• Provozní parametry: tlak nebulizéru 100–240 kPa dle prvku, doba čtení 3 s, stabilizace 15 s, proplach 45 s, 3 replikáty.

Hlavní výsledky a diskuse

• Porovnání naměřených a certifikovaných hodnot NIST SRM 1085b ukázalo přesnost 96–104 %.
• Obnovení analytů ve směsné vzorku převodových olejů bylo 92–109 %, prokázána validita metody.
• Kalibrační křivka Cu (327,395 nm) vykázala koeficient korelace 0,99998 a vynikající citlivost při 5 ppm.
• Dlouhodobé měření 10 ppm roztoku S21+K po dobu 8 h přineslo %RSD <1 % pro všechny prvky.
• Díky SPS 3 je doba analýzy pod 5 min/samp (cca 13 vzorků/h) a umožněn nepřetržitý chod.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá multi-prvková analýza s vysokou kapacitou vzorků.
• Nižší provozní náklady než FAAS díky použití dusíku a vynechání hořlavých plynů.
• Bezpečnost: nehořlavé plyny, řízený přívod vzduchu (EGCM) zabraňuje usazování uhlíku.
• Široký pracovní rozsah a snížení potřeby dalších ředění vzorků.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s automatizovanými systémy přípravy vzorků pro zvýšení kapacity laboratoří.
• Rozšíření analýzy dalších typů maziv a organických matric díky odolnosti vůči organickým rozpouštědlům.
• Využití strojového učení pro pokročilou trendovou analýzu a prediktivní údržbu.
• Modulární rozšíření instrumentace o další měřicí techniky pro komplexní diagnostiku strojů.

Závěr

Metoda založená na Agilent 4100 MP-AES prokázala vysokou přesnost, stabilitu a efektivitu při sledování opotřebení kovů a kontaminantů v motorových olejích. Díky nízkým provozním nákladům, bezpečnosti a možnosti automatizace představuje ideální řešení pro rutinní průmyslové i laboratorní aplikace.

Reference

• J. Moffett, G. Russell: Evaluation of a novel nebulizer using an inductively coupled plasma optical emission spectrometer, Agilent Application Note 5990-8340EN.