ГОСТ 6321-92 Топливо для двигателей. Метод испытания на медной пластинке
Настоящий стандарт распространяется на топливо для двигателей и устанавливает метод коррозионного воздействия его на медную пластинку.
Сущность метода заключается в выдерживании медной пластинки в испытуемом топливе при повышенной температуре и фиксировании изменения ее внешнего вида, характеризующего коррозионное воздействие топлива.
1. ОТБОР ПРОБ
Отбор проб — по ГОСТ 2517.
2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ
Аппаратура, реактивы и материалы по приложению 1, разд. 3 и 4, в том числе аппарат типа ИКАН по НТД. Допускается использовать:
пробирки стеклянные внешним диаметром (17 ± 1) мм, высотой (150 ± 5) мм;
пластинки из электролитой меди марок М0 или M 1 по ГОСТ 859, размерами 40 ´ 10 ´ 2 мм, с предельными отклонениями по длине и ширине ±1 мм, по толщине ±0,5 мм.
Шкурка шлифовальная по ГОСТ 6456 или ГОСТ 5009 или шлифовальный порошок с зернистостью абразивного материала 6-8 по ГОСТ 3647, или аналогичные абразивные материалы с той же зернистостью.
Микропорошок шлифовальный с зернистостью М14 или М10 по ГОСТ 3647 или аналогичный с той же зернистостью.
Термометры типов ТЛ-2 № 2; ТЛ-2 № 3; ТЛ-5 № 2; ТЛ-6 № 2; ТЛ-6 № 3 по НТД.
Термометры электроконтактные по ГОСТ 9871 с погрешностью не более 1 °С.
Термоконтакторы ртутные стеклянные типов ТК-53БМ, ТК-53ММ.
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300, гидролизный высшей очистки.
Толуол по ГОСТ 14710 или ГОСТ 5789.
Смесь спиртотолуольная в соотношении 1:1 (по объему).
Изооктан эталонный по ГОСТ 12433 или технический по ГОСТ 4095.
Чаша выпарительная фарфоровая по ГОСТ 9147.
Щипцы или пинцет из нержавеющей стали или никелированные.
Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026.
3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ
3.1 . Подготовка поверхности пластинки — по приложению 1 , разд. 6 .
Касание руками свежешлифованной поверхности пластинки не допускается.
3.2 . Испытуемое топливо фильтруют через бумажный фильтр, наливают в пробирки 10 см 3 , опускают в них с помощью пинцета (щипцов) подготовленные к испытанию пластинки и закрывают пробирки корковыми пробками.
4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ
Проведение испытаний осуществляют по разд. 8 приложения 1. Допускается проводить испытания, как указано в пп. 4.1 — 4.3.
4.1 . Пробирки с топливом и медными пластинками помещают в вертикальном положении в нагретую водяную баню.
Уровень воды в бане должен быть выше уровня топлива в пробирках не менее чем на 30 мм.
4.2 . Топливо для реактивных двигателей выдерживают в течение 3 ч при температуре (100 ± 1) °С, остальные топлива — при (50 ± 2) °С.
4.3 . По истечении 3 ч пластинку извлекают пинцетом из пробирки и промывают в фарфоровой чаше не менее двух раз спиртотолуольной смесью и просушивают на фильтровальной бумаге (промокая). Не допускается касание руками поверхности пластинки.
5. ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ
5.1 . Для каждого испытуемого топлива проводят не менее двух параллельных определений. Оценку результатов испытания осуществляют по разд. 9 приложения 1 . Допускается проводить оценку результатов по п. 5.2 .
5.2 . Просушенные пластинки осматривают со всех сторон, сравнивают со свежешлифованной пластинкой (эталоном) и устанавливают изменение (или отсутствие изменения) цвета, наличие (или отсутствие) налетов или пятен на их поверхности и записывают результаты осмотра. При этом появление равномерного оранжевого оттенка, без изменения первоначального блеска, не считают изменением цвета пластинки.
5.3 . Топливо считают не выдержавшим испытание, если хотя бы при одном определении на пластинке образовался налет или пятна черного, коричневого или серо-стального цвета.
При других изменениях или отсутствии изменения цвета пластинки топливо считают выдержавшим испытание.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОРРОЗИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА МЕДНУЮ ПЛАСТИНКУ
1 . Назначение и область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод определения коррозионного воздействия на медь таких нефтепродуктов, как авиационное топливо для турбореактивных двигателей, автомобильный бензин, газовый бензин или другие углеводороды с давлением паров по Рейду не более 124 кПа (1,24 бар), уайт-спириты, растворители (Стоддарда), керосин, дизельное топливо, дистиллятное жидкое топливо и смазочное масло.
Меры предосторожности. Некоторые продукты, например газовый бензин, могут иметь более высокое давление паров по сравнению с автомобильными или авиационными бензинами. В связи с этим следует соблюдать меры предосторожности и нельзя помещать в баню при 100 °С бомбу для испытания, содержащую газовый бензин или другие продукты с высоким давлением паров. Образцы с давлением паров по Рейду, превышающим 124 кПа (1,24 бар), могут увеличить давление при 100 ° С, что вызовет разрыв бомбы для испытания. Для образцов с давлением паров по Рейду более 124 кПа (1,24 бар) применяют метод по ГОСТ 21443 (п. 2.6).
2 . Сущность метода
Подготовленную медную пластинку погружают в определенное количество образца, нагревают и выдерживают при температуре в течение периода времени, установленного для испытуемого материала. В конце этого периода пластинку вынимают, промывают и сравнивают с эталонами степени коррозии.
3 . Реактивы и материалы
3.1 . Растворитель для промывки
Для промывки может быть использован любой летучий углеводородный растворитель, не содержащий серы, не вызывающий потускнения медной пластинки при температуре испытания 50 °С. Целесообразно использовать в качестве растворителя изооктан, применяемый при испытаниях на детонацию. Этот же растворитель следует использовать при возникновении разногласий. Основные требования, предъявляемые к изооктану, применяемому при испытаниях на детонацию, приведены в приложении 2.
3.2 . Медная пластинка
Медные пластинки шириной 1 — 2,5 мм, толщиной 1,5 — 3,0 мм и длиной 75 мм вырезают из закаленной электролитической меди холодной обработки, с гладкой поверхностью, чистотой более 99,9 %. Пригодны медные пластинки, применяемые в электрошинах.
Пластинки могут быть использованы неоднократно, если на них не обнаружено точечной коррозии или глубоких царапин, которые нельзя устранить, или следов деформации поверхности от неосторожного обращения. В противном случае пластинки считают непригодными для испытания.
3.3 . Шлифовальные материалы
Абразивная бумага с покрытием из карбида кремния различной степени зернистости, включая бумагу или ткань с размером зерен 65 мкм (240 грит), также применяют карборундовый порошок с размером зерен 150 мкм (150 меш) и фармацевтическую хлопковую вату.
4 . Аппаратура
4.1 . Испытательная бомба, изготовленная из нержавеющей стали (сварная конструкция) в соответствии с размерами, указанными на черт. 1 , и рассчитанная на давление при испытании в 700 кПа (7 бар). Конструкция крышки бомбы и прокладки из синтетического каучука может быть иной при условии сохранения внутренних размеров бомбы, как указано на черт. 1 .
4.2 . Пробирки для испытания размером 25 ´ 150 мм с образцами помещают в испытательную бомбу.
Примечание. Некоторые тонкостенные пробирки имеют такую вместимость, что образец полностью не покрывает медную пластинку. Такие пробирки использовать не следует.
4.3 . Водяная или другая жидкостная баня, способная поддерживать установленную температуру в пределах ±1 ° С. Обычно устанавливаемые температуры для различных продуктов приведены в пп. 8.1.2 — 8.1.6 . Баня имеет соответствующие подставки для удерживания бомбы в вертикальном положении. Баня должна быть достаточно глубокой, чтобы бомба была полностью погружена в нагреваемую жидкость во время испытания.
Примечание. Установлено, что свет значительно влияет на результаты испытания. Поэтому баня должна быть из непрозрачного материала.
Испытательная бомба
1 — кольцеобразная прокладка из синтетического каучука, не содержащего серу; 2 — подъемное ушко; 3 — канавка для снижения давления; 4 — крышка с накаткой; 5 — резьба 12 ниток на 1 дюйм американской метки или эквивалентной; 6 — фаска с внутренней стороны крышки для защиты кольцеобразной прокладки при закрывания бомбы; 7 — бесшовный корпус
4.4 . Водяная или масляная баня, или алюминиевый блок для поддержания температуры в пределах ±1 °С. Обычно устанавливаемые температуры для различных продуктов приведены в пп. 8.1.2 — 8.1.6 . Баня должна иметь соответствующие подставки для удержания пробирки (п. 4.2 ), погруженной в вертикальном положении на глубину приблизительно 100 мм.
Примечание. Установлено, что свет значительно влияет на результаты испытания. Поэтому баня должна быть из непрозрачного материала.
4.5 . Зажим или держатель, предназначенный для устойчивого закрепления медных пластинок во время шлифования. Может быть использован любой тип держателя при условии, что пластинка закреплена прочно и шлифуемая поверхность выступает над поверхностью держателя. Соответствующий аппарат представлен на черт. 2 .
4.6 . Пробирки плоские (черт. 3 ) для предохранения пластинок во время их осмотра или хранения.
4.7 . Термометры полного погружения для измерения необходимой температуры испытания с наименьшей ценой деления 1 °С или меньше.
Ртутный столбик не должен выступать над поверхностью жидкости в бане более чем на 25 мм при температуре испытания.
5 . Эталоны для определения степени коррозии
Эталоны для определения степени коррозии представляют собой цветные репродукции пластинок с различной степенью увеличения потускнения и коррозии, отпечатанные на алюминиевой фольге (4 степени коррозии, см. таблицу).
Для хранения эталоны коррозии помещают в пластмассовый футляр в форме диска. Указания по применению эталонов коррозии приведены на обратной стороне каждого диска.
Эталоны, помещенные в пластмассовый защитный футляр, не должны подвергаться воздействию света во избежание выцветания.
Проверка на выцветание производится сравнением двух пластинок, одна из которых совершенно не подвергалась воздействию света (новая). Обе пластинки должны рассматриваться при рассеянном дневном свете (или аналогичном) сначала из точки, расположенной непосредственно над ними, а затем под углом 45 °. Если наблюдается выцветание, в частности, у левого края пластинки, то диск бракуют.
При покупке пластинки верхнюю цветную часть покрывают 20-миллиметровой непрозрачной лентой (маскировочная лента). Через определенные периоды времени ленту удаляют и проверяют, не обнаруживается ли выцветание незащищенной части пластинки. Выцветшую пластинку-эталон рекомендуется заменить. Пластмассовый футляр с глубокими царапинами на поверхности также подлежит замене.
6 . Подготовка пластинок для испытания
6.1 . Подготовка поверхности
Со всех шести граней медной пластинки (п. 3.2) удаляют пятна карборундовой бумагой (п. 3.3) с размером абразивных частиц, обеспечивающих необходимое качество обработки поверхности.
Окончательную обработку производят карборундовой бумагой или тканью с размером частиц 65 мкм (240 меш), удаляя все царапины, которые могли быть сделаны другими сортами бумаги, применяемыми ранее. Медную пластину погружают в растворитель (п. 3.1), из которого сразу же вынимают для окончательной обработки или хранят в растворителе для дальнейшего использования.
При подготовке поверхности вручную кладут лист абразивной бумаги на плоскую поверхность, смачивают его керосином или растворителем (п. 3.1) и шлифуют пластинку, перемещая ее по бумаге круговыми движениями, предохраняя пластинку от соприкосновения с пальцами беззольной фильтровальной бумагой. Подготовку поверхности медной пластинки можно осуществлять на шлифовальных станках, применяя соответствующие сорта сухой бумаги или ткани.
Тиски для пластинок
1 — метрическая резьба диаметром 5 мм (или эквивалентная); 2 — гайка-барашек (крыльчатая гайка); 3 — материал-пластмасса; 4 — материал-латунь
1 — оплавлено огнем; 2 — толщина от 0,75 до 1,05 мм
Примечание. Для увлажнения абразивной бумаги применяется керосин с низким содержанием серы. Предпочитается применять растворитель, не содержащий серы, и, как указано в п. 3.1, следует применять изооктан, используемый при определении детонационной характеристики в случаях возникновения разногласий.
6.2 . Окончательная обработка
Удаляют пластинку из растворителя, удерживая ее пальцами, защищенными беззольной фильтровальной бумагой, шлифуют сначала торцы, а затем боковые стороны карборундовым порошком (п. 3.3) с размером частиц 105 мкм (150 меш), который берут с чистой стеклянной пластинки ватным тампоном, смоченным каплей растворителя. Пластинку тщательно вытирают чистыми тампонами и в дальнейшем берут ее щипцами из нержавеющей стали; ни в коем случае нельзя прикасаться к ней пальцами. Пластинку закрепляют в зажиме (п. 4.5) и шлифуют основные поверхности карборундовым порошком, нанесенным на вату. Шлифование производят по продольной оси медной пластинки.
С пластинки удаляют металлическую пыль, тщательно протирая чистыми ватными тампонами до тех пор, пока свежий тампон не станет чистым. После этого пластинку сразу же погружают в приготовленный образец.
Примечание. Необходимо полировать пластинку одинаково для получения однородного коррозионного воздействия.
Если обнаруживается истирание кромок пластинки (эллиптическая поверхность), то они, как правило, показывают большую степень коррозии, чем центральная часть пластинки, поверхности пластинки. Применение зажимов облегчает достижение однородности полирования всей
7 . Отбор проб и образцов
7.1 Очень важно, чтобы все виды образцов, которые должны характеризоваться незначительной степенью потускнения после испытания на коррозию, были помещены в чистые склянки из темного стекла, пластмассовые или другие соответствующие сосуды, не оказывающие влияния на коррозионные свойства нефтепродуктов. Следует избегать применения луженых сосудов для сбора образцов, так как установлено, что они способствуют повышению степени коррозионной активности образцов.
ИСПЫТАНИЕ НА МЕДНОЙ ПЛАСТИНКЕ
Цель — приобретение навыков определения наличия в топливе активных сернистых соединений.
Задачи:
1. Изучить принцип содержания водорастворимых кислот и щелочей в бензине.
2. Изучить причины появления водорастворимых кислот и щелочей в бензине.
3. Провести исследования.
4. Подготовить выводы по результатам исследований.
5. Подготовить отчет и защитить его.
Теория
Общие сведения
Сернистые соединения по коррозионной агрессивности подразделяют на активные и неактивные. Их содержание в топливе отрицательно сказывается на его эксплуатационных свойствах, таких как стабильность, способность к нагарообразованию, коррозионная агрессивность и др. Активные сернистые соединения вызывают коррозию металлов даже при нормальных условиях.
Неактивные сернистые соединения не опасны для резервуаров, трубопроводов, топливных баков и других деталей автомобилей, так как при контакте с металлами коррозионный процесс не возникает.
При сгорании, как активные, так и неактивные соединения образуют серный и сернистый ангидриды SO2 и SO3, а при конденсации из продуктов сгорания воды, соединяясь с ней, соответственно сернистую и серную кислоты. Серный ангидрид при работе прогретого двигателя вызывает газовую коррозию цилиндра, поршня и выпускных клапанов. По результатам многочисленных экспериментов и практическим данным установлено, что коррозионный износ в значительной степени зависит от изношенности двигателя, количества серы, содержащейся в топливе, и конкретных условий эксплуатации: при увеличении содержания серы в бензине от 0,05 до 0,1% износ двигателей возрастает в 1,5-2 раза, с 0,1 до 0,2% — еще в 1,5-2 раза, а с 0,2 по 0,3% — в 1,3-1,7 раза (рис. 10).
 |
Рисунок. 10. Влияние серы, содержащейся в бензине, на износ двигателя
1 – толкатели; 2 – поршневые кольца; 3 – стержень клапана; 4 – цилиндр
Полное удаление серы из топлива — процесс трудоемкий и требует больших затрат. Часть сернистых соединений, в основном неактивных, в количестве, практически не влияющем на износ двигателя, в топливе остается. Максимальное содержание серы в отечественных автомобильных бензинах регламентируется ГОСТ 2084-77 и равно 0,12%.
Испытание на медной пластинке проводится в целях определения наличия в топливе активных сернистых соединений.
Сущность определения заключается в фиксировании изменения (или в отсутствии изменения) цвета медной пластинки под воздействием топлива в стандартных условиях испытания (рис. 1.2).
Подготовка к определению
Для определения применяют пластинки из электролитной меди марок М0 или М1 размером 40×10×2 мм. Новые пластинки изготовляют с шероховатостью поверхностей, соответствующей восьмому классу чистоты.
Непосредственно перед определением пластинки шлифуют шкуркой или шлифовальным порошком на вате, смоченной в изооктане (зернистость абразивного материала — 6-8). Шлифовка ведется вдоль обрабатываемой пластинки (туда и обратно). Пятна и царапины на всех шести сторонах пластинки удаляют шлифовальным порошком более крупной зернистости. Для получения гладкой поверхности пластинки обрабатывают шлифовальным микропорошком (корунд или карбокорунд зернистостью № 14 или №10) на вате, смоченной в изооктане, до удаления всех следов, оставшихся от первой обработки. Затем пластинки промывают спиртом и высушивают. Для каждого испытуемого топлива проводят не менее двух параллельных определений.
Испытуемое топливо фильтруют через бумажный фильтр и наливают в пробирки по 10 см 3 в каждую. В пробирки с топливом подготовленные пластинки опускают пинцетом и закрывают их корковыми пробками.
Рисунок 11. Испытание на медной пластинке
1 – горелка; 2 – пинцет; 3 – шлифовальная шкурка; 4 – стакан с термостатирующей жидкостью; 5 – пробирка с испытуемым продуктом и медными пластинками; 6 – термометр; 7 – склянка со шлифовальным порошком; 8 – фильтр; 9 – колба с изооктаном; 10 – фарфоровая чашка; 11 – колба со спиртом, 12 – вата
1.3. Порядок определения
Пробирки с испытуемым топливом и медными пластинками помещают в вертикальном положении в нагретую баню. При анализе топлив для реактивных двигателей в баню в качестве термостатирующей жидкости заливают глицерин или масло вазелиновое медицинское. При анализе всех остальных топлив в баню заливают в воду.
Уровень жидкости в бане должен быть выше уровня топлива в пробирках не менее чем на 30 мм.
Температура жидкости в бане во время определения должна быть:
при анализе топлива для реактивных двигателей 100±1°С;
при анализе всех остальных топлив 50±2°С.
Изменение цвета пластинки характеризует наличие в топливе сернистых соединений.
Лабораторный практикум. Эксплуатационные материалы
Единственный в мире Музей Смайликов
Самая яркая достопримечательность Крыма
Скачать 0.63 Mb.
2. Испытание на медной пластинке
Коррозионность топлива в очень большой степени обусловливается содержанием в нем серы и активных сернистых соединений. Поэтому в нормах на бензин допускается массовая доля серы, не более 0,05%.
В камере сгорания двигателя сера вместе с топливом сгорает и образует агрессивные кислоты – серную H2SO4 и сернистую – H2SO3. Кислоты попадают в масло двигателя, разносятся системой смазки по всему двигателю, разрушают особенно цветные металлы вкладышей, а стекая по стенкам цилиндров и собираемые поршневыми кольцами вызывают сильную коррозию канавок поршневых колец.
Проверка топлива на отсутствие в нем активной серы производится методом испытания на медной пластинке. В нашей стране приняты 2 метода испытания на медной пластинке – стандартный по ГОСТ-6321-52 и ускоренный. При испытании стандартным методом медная пластинка выдерживается при температуре 50°С в течении 3 ч. В настоящее время, получил распространение ускоренный метод испытаний. Пластинка выдерживается в топливе 18 минут при температуре 100°С.
Аппаратура, реактивы и материалы:
— колба вместимостью 100 мл (с притертым горлышком);
— холодильник – пробка (с притертой пробкой);
— пластинка размером 40×10×2 мм из электролитической меди;
— шлифовальная шкурка № 6;
— проволока.
Подготовка к испытанию
Пластинка из электролитической меди обрабатывается шлифовальной шкуркой.
После шлифования пластинку промывают в фарфоровой чашке спиртом или эфиром просушивают на фильтровальной бумаге. Закрепляют на проволоке. Касание руками больших поверхностей медной пластинки не допускается.
Проведение испытаний
Испытуемое топливо в количестве 75 мл наливают в колбу 1 (рисунок 4), включают подогреватель водяной бани 5. Медную пластинку подвешивают на проволоке, проходящей через холодильник – пробку так, чтобы она была погружена приблизительно наполовину в топливо.
Колбу закрывают холодильником – пробкой и опускают в кипящую воду точно на 18 мин. Уровень воды в водяной бане должен быть выше уровня топлива в колбе. Включают проточную воду холодильника – пробки.
По истечении 18 мин отключают подогреватель и холодильник, колбу вынимают из водяной бани, медную пластинку извлекают и тщательно осматривают.
Если пластинка после испытания покрылась черным, бурым, темнокоричневым или серо-стальным налетами, пятнами, то топливо считается не выдержавшим испытания.
При всех др. изменениях или отсутствии изменений цвета пластины топливо считается выдержавшим испытание.
Рисунок 4. Установка для испытания на медной пластинке
1 – штатив; 2 –нагреватель; 3 – водяная баня; 4 – колба; 5 –медная пластинка; 6 – холодильник-пробка
3. Определение плотности
Плотностью называется масса вещества, содержащаяся в единице объема. Размерность плотности – [кг/м3]. Согласно стандартной методике плотность нефтепродуктов определяют при любой температуре, но обязательно приводят ее к стандартной температуре 20°С, чтобы иметь возможность сопоставления результатов, полученных при разных температурах. С повышением температуры плотность нефтепродуктов уменьшается, а с понижением — увеличивается.
Если плотность измерена не при 20°С, а при другой температуре, то значение плотности при стандартных условиях вычисляют по формуле
где — плотность нефтепродукта при стандартной температуре 20°С, кг/м3; — плотность нефтепродукта при температуре t, кг/м3; t- температура нефтепродукта в момент измерений плотности, °С; X — температурная поправка, кг/м3 на 1°С.
Значения поправок на плотность приведены в таблице 3. Плотность нефтепродуктов нормируется ГОСТами, она, наряду с другими физико-химическими показателями, характеризует качество нефтепродуктов. Определение плотности нефтепродуктов необходимо для расчёта емкостей и учета, так как их выдача со склада обычно производится в объемном измерении, а бухгалтерский учет и отчетность в весовом.
Плотность нефтепродуктов меньше 1000 кг/м3. Она замеряется по ГОСТ 3900-85 при помощи нефтеденсиметров — ареометров.
Нефтеденсиметр (рисунок 5) представляет собой стеклянный пустотелый поплавок, снабженный снизу балластом и сверху тонкой трубочкой, внутри которой помечена шкала плотностей.
- Нефтеденсиметр (рисунок 5).
- Стеклянный или металлический цилиндр с внутренним диаметром не менее 5 см и высотой в соответствии с размером ареометра — денсиметра.
Порядок выполнения работы
В стеклянный цилиндр аккуратно по стенке налить испытуемый нефтепродукт, дать ему отстояться, чтобы выделились пузырьки воздуха, и топливо приняло температуру окружающего воздуха.
Сухой и чистый нефтеденсиметр, держа за верхний конец, осторожно опустить в цилиндр с топливом.
После того, как колебания нефтеденсиметра прекратятся и он примет температуру топлива, произвести отсчет показаний. Деление шкалы нефтеденсиметра, совпадающее с верхним мениском топлива, показывает плотность его при температуре опыта. При отсчете показаний следить, чтобы нефтеденсиметр не касался стенок цилиндра.
Одновременно с отсчетом показаний по шкале нефтеденсиметра зафиксировать температуру топлива по внутреннему термометру или замерить ее отдельным термометром, вводя его в топливо рядом с нефтеденсиметром.
Привести замеренную плотность к стандартному значению.
Таблица 1
Средние температурные поправки плотности нефтепродуктов
| Замеренная плотность нефтепродуктов , (кг/м 3 )х10 -3 | Температурная поправка на 1 0 С | Замеренная плотность нефтепродуктов , (кг/м 3 )х10 -3 | Температурная поправка на 1 0 С |
| 0,720-0,7299 | 0,000870 | 0,820-0,8299 | 0,000738 |
| 0,730-0,7399 | 0,000857 | 0,850-0,8399 | 0,000725 |
| 0,740-0,7499 | 0,000844 | 0,840-0,8499 | 0,000712 |
| 0,750-0,7599 | 0,000831 | 0,850-0,8599 | 0,000699 |
| 0,760-0,7699 | 0,000818 | 0,860-0,8699 | 0,000686 |
| 0,770-0,7799 | 0,000805 | 0,870-0,8799 | 0,000673 |
| 0,780-0,7899 | 0,000792 | 0,880-0,8899 | 0,000660 |
| 0,790-0,7999 | 0,000778 | 0,890-0,8999 | 0,000647 |
| 0,800-0,8099 | 0,000765 | 0,900-0,9099 | 0,000633 |
| 0,810-0,8199 | 0,000752 | 0,910-0,9199 | 0,000620 |
1. Привести схему замера плотности.
2. Определить плотность испытываемого нефтепродукта с учетом температурной поправки.
Лабораторная работа №3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА ТОПЛИВА
Фракцией называется часть топлива, выкипающая в определенных температурных пределах. Содержание в топливе тех или иных фракций характеризует его фракционный состав. Фракционный состав топлива является одним из важнейших показателей его качества, который дает возможность оценить испаряемость топлива и выражает зависимость между температурой и количеством перегоняющегося при этой температуре топлива.
Фракционный состав светлых нефтепродуктов определяется по ГОСТ 2177-99 и оценивается значениями температур начала перегонки, выкипания 10%, 50%, 90% и конца кипения топлива. Для бензинов величина температуры перегонки 10% характеризует его пусковые свойства. Температура перегонки 50% характеризует испаряемость средних фракций бензина, оказывающих влияние на время прогрева, устойчивость работы, приемистость двигателя, а также величину подогрева впускного трубопровода. Температура перегонки 90% характеризует наличие в бензине тяжелых фракций, оказывающих влияние на износ деталей двигателя и расход топлива.
Аппаратура
Для определения фракционного состава применяется аппарат для разгонки нефтепродуктов по ГОСТ 2177-99. Аппарат (рисунок 6) состоит из стеклянной колбы емкостью 125 мл с боковой отводной трубкой (колбы Энглера), холодильника, выполненного в виде водяной ванны с проходящей в ней металлической трубкой и приемника конденсата — мерного стеклянного цилиндра на 100 мл. Нагрев колбы осуществляется электрической плиткой с регулятором нагрева. Для замера температуры перегонки топлива колба снабжается термометром, который устанавливается в колбе таким образом, чтобы верхний край ртутного шарика термометра находился на уровне края отводной трубки колбы.
Проведение испытаний
Мерным цилиндром 11 отмеряют точно 100 мл топлива (Qв – взятый объем топлива) и переливают его в колбу 4, следя за тем, чтобы оно не попало в отводную трубку 7. Закрывают колбу плотной пробкой 6 с термометром 5 так, чтобы верхний край ртутного шарика был на уровне нижнего края отводной трубки в месте ее припая и не касался стенок горла колбы.
Записывают Qв = 100 мл.
Закрепляют (не жестко) колбу в штативе 1. Отводную трубку колбы на 20–30 мм вводят в трубку 9 холодильника 10 и уплотняют пробкой 8. Включают холодильник 10 и вводят предварительно разогретый нагреватель 2, под колбу 4 на таком расстоянии от неё, чтобы первая капля упала не ранее 5 мин и не позднее 10 мин с начала нагрева колбы 4.
Рисунок 6. Установка для определения фракционного состава нефтепродукта:
1 – штатив; 2 – нагреватель; 3 – кожух; 4 – колба; 5 – термометр; 6 – пробка; 7 – отводная трубка; 8 – пробка; 9 – трубка холодильника; 10 – холодильник; 11 – мерный цилиндр
Нагрев регулируют перемещением нагревателя 2 по штативу 1. Температуру, при которой упадет первая капля, записывают как температуру начала перегонки (НП) или разгонки (HP) Термины равнозначны. После падения первой капли нагрев уменьшают и ведут перегонку с интенсивностью 20–25 капель за 10 с. Корректировку интенсивности каплепадения начинают с интенсивности 23 капли за 10 с. Счет капель ведут непрерывно в течение всего эксперимента. Нарушение установленного режима дает существенное искажение результатов испытания.
После отгонки каждых 10 мл отмечают и записывают соответствующие этим объемам температуры (tнр, t10, t20 и т. д.).
После того как уровень топлива в цилиндре достигнет 90 мл (t90), нагрев колбы усиливают, чтобы до конца перегонки (КП) прошло от 3 до 5 мин. Концом перегонки бензина считается момент, когда ртутный столбик термометра 5 после подъема начнет опускаться, а в шейке колбы появится белый пар Максимальная засвидетельствованная температура и будет температурой конца перегонки (tкп).
По окончании перегонки прекращают нагревание и дают в течение 5 мин стечь конденсату из трубы 9 холодильника 10. После этого в мерном цилиндре 11 замеряют и записывают объем отогнанного топлива (Qот).
Далее определяют показатель ГОСТа, остаток и потери, в % (Qос + Qп).
Как неизвестное из формулы Qв = Qот + (Qос + Qп) [1];
где Qв – взятое топливо (уже записано); Qот – отогнанное топливо (уже записано); Qос – остаток в колбе (неизвестен); Qп – потери при перегонке (неизвестны). Qв = 100 мл; Qот = ? (? –замеренный и записанный объем отогнанного топлива). Из преобразования формулы [1] получают формулу.
(Qос + Qп) = Qв – Qот ; [2]
В формулу [2] подставляют уже известные значения (Qос + Qп) = 100 – ?
Отдельно записывают (Qос + Qп) = ?
Далее определяют показатель ГОСТа, остаток в колбе в процентах (Qос). Для чего в мерный цилиндр с отогнанным топливом сливают из колбы остаток и замеряют полученный объем и записывают как (Qот + Qос) = ?; вычисляют
Qос = (Qот + Qос) – Qот
Определить потери при перегонке (Qп) можно двумя способами:
1. (Qп) = (Qос + Qп) – Qос
2. (Qп) = Qв – (Qот + Qос)
Устанавливают вид топлива, делают выводы о соответствии бензина по этим показателям нормам технических условий. По нормативным документам допускается отклонение данных фракционного состава от норм в сторону повышения на +3 °С.
Заключение об эксплуатационных качествах бензина
По данным фракционного состава бензина нужно сделать заключение о работе двигателя на данном топливе. Для этой цели используют номограммы, разработанные на основании ряда исследований и данных практики.
На рисунке 7 представлены кривые, выражающие зависимость пусковых качеств бензина, приемистость двигателя, способность бензина образовывать паровые пробки, разжижать масло в картере и вызывать интенсивный износ двигателя от значения характерных фракций указанных в ГОСТе и температуры окружающего воздуха.
Рисунок 7. Номограмма для эксплуатационной оценки карбюраторных топлив.
1 – область возможного образования паровых пробок; 2 – область легкого запуска двигателя; 3 – область затрудненного запуска двигателя; 4 – область практически невозможного запуска; 5 – область хорошей приемистости; 6 – область плохой приемистости и неустойчивой работы двигателя в момент прогрева; 7 – область незначительного разжижения масла двигателя; 8 – область заметного разжижения масла в картере двигателя; 9 – область интенсивного износа двигателя.
При использовании этой номограммы на оси абсцисс восстанавливают перпендикуляры согласно температурам перегонки 10 %, 50 %, 90 % и trg бензина до пересечения их с соответствующими кривыми и отмечают на оси ординат предельные температуры воздуха.
Например, если t10 = 60 °С, то образование паровых пробок можно ожидать при температуре окружающего воздуха выше +25 °С, легкий запуск возможен лишь при температуре воздуха выше –14 °С, запуск двигателя затруднен в интервале температур от –15 °С до –27 °С, запуск двигателя невозможен при температуре –27 °С и ниже.
Порядок оформления отчета по лабораторным работам №1, 2 и 3
Кроме описания и изображения схемы прибора, цели эксперимента и порядка его проведения (что взять, куда налить, через какое время наблюдать и т. д.) необходимо записать полученные результаты и сделать вывод. Запись полученных результатов можно производить по ходу описания цели эксперимента и порядка его проведения, оставляя место для соответствующих записей и таблиц, или в конце описания всей работы.
Испытание на медной пластине
Испытание на медной пластинке является весьма чувствительной качественной пробой на присутствие активных сернистых соединений (S, H2S и меркаптаны). Даже при очень малом содержании элементной серы в бензине (0,00001%) медная пластинка, погруженная в этот бензин на 3 ч при 50 0 С, покрывается бледно-серыми пятнами. Минимальное присутствие H2S приводит в этих условиях к окрашиванию пластинки в серый цвет с красными разводами. Менее чувствительна пластинка к воздействию меркаптанов.
Испытание по ГОСТ 6321–69 проводят с пластинками из электролитной меди, отшлифованными до блеска. Отшлифованные пластинки промывают спиртом и высушивают на фильтровальной бумаге, после чего руками их трогать нельзя. Испытуемое топливо наливают в пробирку высотой 140-150 мм и диаметром 15-20 мм примерно до половины ее высоты и туда же щипцами опускают медную пластинку. Пробирку закрывают корковой пробкой и помещают в водяную баню, нагретую до 50 0 С. Уровень воды в бане должен быть выше уровня топлива в пробирках. Для каждого образца проводят два параллельных испытания. Через 3 ч пластинки вынимают и промывают ацетоном.
Если медная пластинка хотя бы в одной из параллельных проб покрылась черными, темно-коричневыми или серо-стальными налетами, топливо считается не выдержавшим испытание на медной пластинке и бракуется.