禁油工程施工脱脂定量分析方法探讨

微量油脂含量分析方法探讨摘要:介绍了与氧气接触的设备表面微量油含量分析的有关行业标准及其存在的问题,重点针对浓度法对油脂残留分析的有关干扰进行实验分析,以提高微量油脂分析的准确性。主题词:微量油分析浓度法红外线分析仪行业标准ForbiddingtheoilprojectbuildingdegreasesthattheanalysismeansisprobedintoABSTRACT:Introducetoforbidoilinstallationtodegreaseinthebuildingproblemthattherelevantprofessioncriterionanalysedreachedsuchbeing,andstresslyisaimedattheconcentrationlawremaiingtherelevantjamanalysedtothefatandanalyses,anddegreaseswiththeraiseaccuracyanalysed.Keyword:Degreaseeinganalyses.Concentrationlaw.Professioncriterion.Forbidoilinstallation.MethodstudyAbstract:Thispaperintroducestherelevantindustrystandardsandproblemsofthesurfacetraceofoilequipmentincontactwithoxygencontentanalysis,focusingontheexperimentalanalysisoflawrelatingtointerferencewiththeoilconcentrationofresidueanalysis,inordertoimprovetheaccuracyoftheanalysisoftracefat.Keywords:analysisoftraceconcentrationsofoilindustrystandardmethodofinfraredanalyzer在空分制氧设备建设检修施工中,主要是与氧气接触的设备、管道需对接触表面的油脂残留量进行检验,以保证氧气生产、输送、使用的安全。本文就脱脂分析的有关标准及方法进行初步探讨。我们知道在有氧气或富氧空气和可燃物存在的情况下,任何热源都可能作为一个引火物,例如明火、物质冲击引起的火花、磨擦热以及电气事故发生的热等。而空分企业生产、输送的都是较高纯度的氧气,燃烧的三个要素中唯一可以控制的就是可燃物。必须完全消除与氧接触的可燃物。对于设备和管道来说，主要是对其与氧接触的表面进行清洁和脱脂，因为油脂的存在对氧的生产、输送、使用是一个极大的威胁。这就需要对脱脂后的表面进行油脂残留量检测。在这方面可参考的行业规范主要有JB/T/8693-1998的附件内容；GB16912-2008深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程相关内容。附录C以及HGJ脱脂工程施工及验收规范的有关方法。而以上行业规范所给出分析方法在实际应用中有很多问题需进一步明确。即对实际检测操做的指导性不强,以下针对其中规定较为详细的JB/T/8693-1998《大中型空气分离设备技术条件》的附录《零件表面的油脂残留量的测定方法与评定标准》(下文简称附录)进行探讨。首先可以明确的是该附录规定的评判标准与其它规范的评定标准是一致的，即表面油脂残留量小于125mg/m2为合格。该附录共给出五种油脂残留量的分析方法,其中紫外荧光法、樟脑球旋转法和表面檫拭法为定性方法,不具备定量检测条件时用于粗略定性，各种方法影响因素多，检验结果不可做为仲裁。结果也给出了两种定量方法，重量法和浓度法,这两种方法具有同等效力，可用于仲裁检测。重量法的主要原理是利用四氯化碳对分析表面进行冲洗或檫拭,将分析表面所含油脂溶于四氯化碳试剂中,然后进行过滤以除去机械杂质,并加热、挥发干燥,去掉四氯化碳,油脂将残留下来,对其进行称重计算,从而得出分析结果。现在采用这种方法的不多,笔者认为有如下原因:1.该方法直接将四氯化碳挥发于空气中,对大气环境污染不容忽视。2.分析速度慢,操做复杂，不适用于快速分析。3.干扰因素多,并难以消除,准确度不高。4.灵敏度偏低,不能用于小面积取样,使用受到限制;如若监测0.1m以下样品的含油,合格的标准是含油量在125mg/m2以下,而0.1m的样品应含油12.5mg为合格,这对于需称重几十克,并经过加热、恒温、干燥处理的分析过程来说,误差是很难控制住的。所以重量法的应用受到很多限制,现在主要采用浓度法,下面将重点讨论。在附录中给出了浓度法的原理和基本操做步骤，采用清洗或擦洗的方法，对一定面积上的残留油脂进行取样，使油脂溶于四氯化碳溶剂中，然后对试样进行过滤定容，再利用红外油分析仪对样品进行定量分析，从而计算出待测表面的油脂残留量。但是附录给出的操作步骤过于简单没有具体的操作方法及注意事项，无法根据它直接进行检测。我们根据我厂的实际情况，对浓度法测定油脂残留量进行实验方法研究，以得出用于生产实际的的方法并保证结果的准确。以下分几个步骤进行实验，以确定具体操作条件。一、验证仪器与试剂的适应性我们采用日本霍尔巴公司生产OCMA-220型红外线微量油分析仪、以四氯化碳为溶剂进行分析和取样。该仪器是利用非色散红外吸收法对微量油脂进行检测。由于油脂对红外线具有特征吸收，使仪器对油的分析干扰少，对油脂类响应面宽。并采用油水过滤膜对进入检测池的样品进行过滤，以消除杂质和水分的干扰，提高了分析的可靠性。为了进一步验证其可行性，我们进行了如下实验。分别配制含油量0、1、2、4、6、8、12μl的四氯化碳溶液各250ml，充分混匀后利用油分析仪进行检测。结果见下图1图1油含量与响应值的关系可以看出：1、响应曲线几乎为一条直线，说明油含量与仪器响应值成正比，这样就可以利用仪器的终点调节将响应值调节为样品含油的浓度，使测定更为方便。从图上看，l1是校正前的曲线，k≠1。l2是校正后的曲线k=1，可以从仪器上直接读出样品浓度。2、b为空白值，即不加入油脂试剂的响应值，可以通过仪器零点调节进行补偿。溶剂的空白值应在仪器可调节范围之内，并且越小越好。3、从校正后的l2曲线可以得出结论，可以利用四氯化碳为溶剂，以OCMA-220分析仪进行样品中油含量的检测。二、样品提取率的实验l1l附录中提到了两种取样方法，一种是冲洗法，即用一定量的四氯化碳清洗待测表面。该方法的缺点是取样面积不好控制，并且试样容易损失，而且有时根本无法采用清洗取样。如复杂的设备、内部固定的水平表面等。我们主要采取擦拭法，即利用吸有四氯化碳的脱脂纱布对取样表面进行擦拭，以提取残留的油脂。这项实验就是验证取样方法的可行性和可靠性，以及影响提取率的因素，从而得到最佳的取样条件。1、取样面积的影响在0.02~0.1m2的相同材质表面分别加入25~125mg油标液，并使之均匀散布（以CCL4溶解），采用相同量的试剂及纱布进行擦拭取样，并按比例定容，测定浓度，计算提取率。结果如图：2、材质、表面状况及擦拭次数的影响分别在铜、碳钢、不锈钢、铝合金光滑及粗糙表面取样，各表面加入油脂量相同，取样面积相同，擦洗次数分别为3、4、5次，然后进行分析计算，结果如图:3、试剂量的影响以不同的试剂量在同样的状况下取样。S=0.1m2，油含量为125mg/m2，试剂量及定容量均为25~250ml，进行取样测试后结果如图:从以上实验可以总结得出以下结论：1、在最终检测浓度和取样试剂量一定的情况下，采样面积越小，提取率越完全，取样误差越小。2、一般来说，利用擦拭法取样，在光滑表面擦三次即可。如果表面粗糙，可适当增加擦拭次数以保证取样准确。而材质不同对取样影响不大。3、在同样条件下，增加取样试剂量，可提高提取率。三、试剂挥发浓度的关系从附录的重量法我们可以看出四氯化碳作为溶剂在挥发时油脂是不挥发的，这是重量法的基础。但我们知道，任何液体与它的蒸汽之间都存在着相平衡。就是说绝对不挥发的液体是不存在的，并且油脂是溶解在试剂中的，四氯化碳的挥发有可能回带走部分油脂，这就需要通过实验来验证。可分别采用相同浓度的两组试剂进行验证，一组在不同的时间间隔内，对容器内的含油量进行检测，来验证在通常条件下，油脂的挥发情况。另一组在加热的条件下，使溶剂蒸发掉一定比例后（不要使溶剂沸腾），测定剩余油的质量。这个实验因故未做完，我们只能以行业标准的附录的重量法的原理及步骤来推断出我们的结论：即在通常状况下，油脂不随四氯化碳的挥发而挥发，或者挥发量可忽略。只有这样才能使取样准确并且样品容易保存。而它们的这种特性也告诉我们，样品定容后要尽快分析，以免浓度发生改变产生误差。四、结果计算及误差分析检测结果以如下公式计算：P=×B×ρP为油脂含量mg/m2，A为取样面积m2，M为试样浓度10-6v/vB为定容后试样体积l，ρ为油脂密度mg/μl误差分析：1、取样面积：通常情况下可精确到1平方厘米，如果取样面积为0.04~0.1m2，则面积误差为0.1~0.25%2、检测仪器：仅从显示浓度来看，精度为0.2,控制示值在20~40,则仪器的相对误差为0.5~1%3、定容体积：应在100~250ml，相对误差小于0.2%4、油脂密度与提取率：从以上实验可以看出，取样总有一定的损失，应加以修正。而油脂密度的确定也有困难，综合考虑，将密度确定为0.9mg/μl，以减少取样损失带来的误差。综合以上实验及分析，并考虑到降低成本减少污染，采取浓度法进行油脂残留量分析时应注意以下几方面：1、取样面积要准确，范围在0.04~0.1m2之间；2、使用的试剂应进行空白较正，试剂的含油应在10-5v/v以下，取样及定容试剂量一致，以100~250ml为宜；3、纱布、滤纸、以及其他用具要保证清洁，防止污染；4、检测仪器要充分预热，进行“0点”和“终点”校正，因为仪器本身的误差对分析结果的影响较大；5、对进行分析的试样的浓度加以控制，尽量使仪器示值在20~40×10-6v/v之间，否则对样品进行处理；6、取样时在每次擦拭后将纱布充分清洗，沥净后进行下次擦洗，防止试液滴落损失，并根据表面情况擦3~5次；7、取样部位要具有代表性，防止取到特殊部位，如经高温处理（焊口附近）以及易处理的表面，得到错误的结果。总之，脱脂分析事关安全生产，责任重大。所以我们分析人员在检测过程中，要认真分析各种因素，严格按标准及规程操作，并不断总结、摸索，提高分析操作水平，保证检测结果的准确性，保证氧气生产、输送、使用的安全。参考文献：1、工业气体协会2008《工业气体标准汇编》2、李东生1993《油脂化学分析》3、左建立1988《石油化工》第三期作者简介：工程师，从事气体分析工作。