Phân tích phụ gia trong dầu nhờn bằng máy XRF để bàn LAB-X5000

Trong các nhà máy pha chế dầu nhờn, việc kiểm soát chính xác hàm lượng các nguyên tố chỉ thị của gói phụ gia như Mg, P, S, Cl, Ca, Zn và Mo là yếu tố quan trọng để bảo đảm từng mẻ sản xuất đạt đúng công thức. Với công nghệ XRF, LAB-X5000 cho phép phân tích nhanh nhiều nguyên tố trong một lần đo, gần như không cần chuẩn bị mẫu và phù hợp cho kiểm soát chất lượng thường quy tại nhà máy.

Vì sao cần kiểm soát phụ gia trong từng mẻ dầu nhờn?

Dầu nhờn thành phẩm thường được tạo thành từ dầu gốc kết hợp với một hoặc nhiều gói phụ gia. Tùy công thức, các phụ gia có thể hỗ trợ chống mài mòn, chống oxy hóa, hạn chế ăn mòn, cải thiện khả năng phân tán cặn, kiểm soát tạo bọt hoặc điều chỉnh ma sát.

Nhiều phụ gia chứa các nguyên tố đặc trưng. Vì vậy, việc đo hàm lượng nguyên tố là một cách hiệu quả để xác nhận gói phụ gia đã được bổ sung đúng tỷ lệ. Ví dụ, Ca và Mg thường liên quan đến phụ gia tẩy rửa hoặc phân tán; P và Zn có thể liên quan đến hệ phụ gia chống mài mòn; Mo có thể xuất hiện trong phụ gia biến tính ma sát. Ý nghĩa cụ thể của từng nguyên tố cần được đánh giá theo công thức dầu và giới hạn kỹ thuật của từng sản phẩm.

Nếu hàm lượng phụ gia sai lệch, nhà máy có thể phải pha chỉnh lại mẻ, giữ hàng để kiểm tra bổ sung hoặc đối mặt với nguy cơ sản phẩm không đáp ứng thông số công bố. Do đó, phản hồi phân tích nhanh ngay tại cơ sở pha chế giúp kỹ sư sản xuất đưa ra quyết định kịp thời trước khi đóng gói hoặc xuất xưởng.

XRF – giải pháp phân tích nhanh cho dầu nhờn

Huỳnh quang tia X (XRF) là kỹ thuật phù hợp cho phân tích nguyên tố trong dầu nhờn và gói phụ gia nhờ quy trình đo đơn giản:

• Phân tích nhanh nhiều nguyên tố trong cùng một lần đo
• Gần như không cần xử lý hóa học hoặc phá hủy mẫu
• Không yêu cầu quy trình pha loãng và tiêu hủy mẫu phức tạp như nhiều phương pháp hóa học ướt
• Phù hợp cho kiểm tra lặp lại với số lượng mẫu lớn
• Có thể bố trí gần khu vực sản xuất để rút ngắn thời gian chờ kết quả.

Đối với phép đo thường quy, người vận hành chỉ cần rót một lượng nhỏ dầu vào cốc mẫu có gắn màng, đặt cốc vào thiết bị và bắt đầu phân tích. Kết quả ban đầu có thể xuất hiện trong vài giây, trong khi phép phân tích đầy đủ thường hoàn tất trong vài phút, tùy chương trình đo và yêu cầu của phương pháp.

LAB-X5000 – phân tích nhiều nguyên tố trong một lần đo

Máy phân tích XRF để bàn LAB-X5000 của Hitachi High-Tech Analytical Science được phát triển cho các cơ sở pha chế dầu nhờn có tần suất kiểm tra cao. Thiết bị có thể xác định nhiều nguyên tố thường gặp trong dầu nhờn, bao gồm:

• Magie (Mg)
• Phospho (P)
• Lưu huỳnh (S)
• Clo (Cl)
• Canxi (Ca)
• Kẽm (Zn)
• Molypden (Mo).

Khả năng đo đa nguyên tố giúp phòng QC đánh giá nhanh thành phần của gói phụ gia, dầu đang pha trộn và sản phẩm cuối trong cùng một quy trình phân tích. Các tham số hiệu chuẩn được tối ưu cho nền dầu giúp thiết bị bù ảnh hưởng do sự khác nhau giữa các nền hydrocarbon và nâng cao độ tin cậy giữa các công thức pha trộn.

Kết quả tin cậy và hỗ trợ các phương pháp ASTM

LAB-X5000 được trang bị đầu dò Silicon Drift Detector (SDD) độ phân giải cao, hỗ trợ độ lặp lại tốt và giới hạn phát hiện thấp cho các phép đo nguyên tố. Với cấu hình, hiệu chuẩn và điều kiện đo phù hợp, thiết bị được định vị để đáp ứng yêu cầu hiệu năng của các phương pháp thử quốc tế liên quan đến dầu nhờn như:

• ASTM D6481 – xác định P, S, Ca và Zn trong dầu bôi trơn bằng EDXRF
• ASTM D7751 – xác định các nguyên tố phụ gia trong dầu nhờn bằng EDXRF.

Vận hành đơn giản, phản hồi đạt/không đạt nhanh

Quy trình phân tích thường quy gồm bốn bước:

• Rót mẫu dầu vào cốc mẫu và lắp màng mẫu
• Đặt cốc vào vị trí phân tích
• Chọn chương trình và nhập tên mẫu
• Nhấn nút Start để bắt đầu phép đo.

Giao diện cảm ứng lớn và quy trình khởi động một chạm giúp giảm phụ thuộc vào nhân sự phân tích chuyên sâu. Sau thời gian đào tạo ngắn, nhân viên QC hoặc vận hành sản xuất có thể thực hiện phép đo thường quy theo quy trình đã thiết lập.

Phần mềm SmartCheck cho phép cài đặt giới hạn chấp nhận trên và dưới đối với từng nguyên tố hoặc chỉ tiêu tính toán. Kết quả có thể được hiển thị theo trạng thái Pass/Fail – Đạt/Không đạt, giúp người vận hành nhanh chóng nhận biết mẻ nằm ngoài giới hạn và hạn chế sai sót khi diễn giải dữ liệu.

Giảm sử dụng heli và chi phí vận hành

Khi phân tích các nguyên tố phát tia X năng lượng thấp, điều kiện nhiệt độ và áp suất không khí có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của kết quả. LAB-X5000 tích hợp chức năng bù biến thiên khí quyển để theo dõi và hiệu chỉnh ảnh hưởng này.

Nhờ đó, phần lớn phép đo có thể thực hiện trong không khí. Tùy chọn heli chỉ được sử dụng khi thực sự cần thiết, chẳng hạn khi cần tăng độ nhạy cho hàm lượng Mg thấp hoặc một số phép đo nguyên tố nhẹ. Cách tiếp cận này giúp giảm tiêu thụ khí và kiểm soát chi phí vận hành.

Vật tư tiêu hao thường quy chủ yếu là cốc mẫu và màng mẫu. Không cần sử dụng axit, dung môi hoặc hệ thống xử lý mẫu phức tạp cho phép đo XRF thông thường, qua đó giúp đơn giản hóa công việc của phòng QC.

Thiết kế bền bỉ và quản lý dữ liệu thuận tiện

LAB-X5000 có thiết kế nhỏ gọn, tích hợp độc lập và phù hợp với môi trường sản xuất có tần suất mẫu cao. Cửa sổ an toàn giúp bảo vệ các bộ phận quan trọng khi xảy ra rò rỉ hoặc tràn dầu từ cốc mẫu. Sau khi đo, mâm xoay tự động đưa mẫu ra xa khu vực linh kiện phân tích, góp phần giảm nguy cơ nhiễm bẩn và hư hại.

Thiết bị hỗ trợ nhiều hình thức lưu trữ và xuất dữ liệu:

• Lưu trữ tới 100.000 kết quả và phổ trên thiết bị
• Xuất dữ liệu qua USB
• In kết quả bằng máy in tích hợp, tùy cấu hình
• Đồng bộ dữ liệu lên nền tảng ExTOPE Connect.

Những tính năng này giúp phòng QC dễ dàng truy xuất lịch sử mẻ, lập báo cáo, theo dõi xu hướng và tích hợp kết quả vào quy trình quản lý chất lượng của nhà máy.

Giải pháp kiểm soát chất lượng cho cơ sở pha chế dầu nhờn

Với tốc độ phân tích nhanh, vận hành đơn giản và khả năng kiểm tra nhiều nguyên tố trong một lần đo, LAB-X5000 phù hợp cho:

• Kiểm tra nguyên liệu và gói phụ gia đầu vào
• Xác nhận thành phần trong quá trình pha trộn
• Kiểm tra sản phẩm cuối trước khi đóng gói
• Theo dõi độ ổn định giữa các mẻ sản xuất
• Điều tra nhanh khi kết quả QC nằm ngoài giới hạn.

Thiết bị giúp rút ngắn thời gian từ lấy mẫu đến quyết định sản xuất, hỗ trợ giảm thời gian giữ mẻ và tăng khả năng phản ứng khi thành phần phụ gia có dấu hiệu sai lệch.

2H Instrument – đồng hành cùng giải pháp phân tích bằng XRF

Là đơn vị cung cấp giải pháp phân tích cho phòng thí nghiệm và sản xuất, 2H Instrument cung cấp máy phân tích XRF để bàn LAB-X5000 của Hitachi High-Tech cho nhu cầu kiểm soát phụ gia và thành phần nguyên tố trong dầu nhờn.

Đội ngũ 2H Instrument hỗ trợ tư vấn cấu hình, đánh giá mẫu, lựa chọn dải hiệu chuẩn, lắp đặt, đào tạo vận hành và dịch vụ kỹ thuật sau bán hàng. Doanh nghiệp có thể liên hệ 2H Instrument để trao đổi về loại dầu, nguyên tố cần đo, dải nồng độ và tiêu chí QC trước khi lựa chọn giải pháp phù hợp.

Nguồn tham khảo: Hitachi High-Tech Analytical Science – LAB-X5000 for lubricating oil blend analysis; tài liệu “LAB-X5000 – Lubricating Oil Analysis”.