柴油检测标准

精品文档 1欢迎下载 柴油检验方法柴油检验方法 一一 柴油种类及牌号柴油种类及牌号 1 柴油种类 用于压燃式发动机 简称柴油机 作能源的石油燃料称为柴油 我国柴油主要分为馏分和残渣型两类 馏分型 柴油机燃料即为轻柴油和车用柴油 前者适用于轿车 汽车 拖拉机 内燃机车 工程机械 船舶和发电机 组等压燃式发动机 后者主要用于压燃式柴油发动机汽车 残渣型柴油机燃料目前主要用于船用大功率 低 速柴油机 故又称为船用残渣燃料油 2 柴油牌号 我国轻柴油和车用柴油均按凝点不同划分为七个牌号 即 10 号 5 号 0 号 10 号 20 号 35 号 和 50 号轻柴油或车用柴油 其中 10 号轻柴油表示其凝点不高于 10 轻柴油和车用柴油产品标记由国家标 准号 产品牌号和产品名称三部分组成 例如 10 号轻柴油标记为 GB252 10 号轻柴油 10 号用车柴油的 标记为 GB T19417 10 号车用柴油 不同牌号的轻柴油 车用柴油适用于不同地区和季节 本章第三节 残渣型柴油机燃料按 100 时的运动黏度划分牌号 如 35 0 是指该油品在 100 时的运动黏度不大于 35 0mm2 s 二 柴油标准 车用柴油标准是 GB T19147 2003 车用柴油 该标准是参照采用欧盟标准 EN509 1998 车用柴油 制 定的 排放达到欧 标准 满足国际贸易和环保要求 该标准于 2003 年 5 月 23 日发布 于 2003 年 10 月 1 日实施 该标准主要是对城市车用柴油而定 属于推荐实施标准 其实施可依据各地环保部门的具体要求而 定 由于车用柴油耗油量低 排放二氧化碳少 满足于节能和环保要求 因此其使用和发展将备受关注 目 前深受人们喜爱的新款柴油轿车 柴油汽车正在不断推出 轻柴油标准为 GB252 200 轻柴油 残渣型船用燃料油标准执行 GB T17411 1998 船用燃料 2 技术要求 轻柴油和车用柴油的馏程 铜片腐蚀 水分 机械杂质 总不溶物 10 蒸余物残炭值 炭分 凝点 冷滤点和运动黏度等指标准要求相同 其他质量指标略有差异 车用柴油要求更高 此外 车用柴油还堆密 度提出了具体要求 而轻柴油还有色度和酸度两项指标 车用柴油的技术要求和试验方法见表 3 1 表 3 1 车用柴油技术要求和试验方法 质量指标 GB T19147 2003 试验方法 项目 10 号 5 号 0 号 10 号 20 号 35 号 50 号 氧化安定性 总不溶物 mg 100Ml 不大于 2 52 52 52 52 52 52 5GB T0175 硫含量 w 不大于 0 050 050 050 050 050 050 05GB T2380 10 蒸余物残炭 ww 不大 于 0 30 30 30 30 30 30 3GB T268 灰分 w 不大于 0 010 010 010 010 010 010 01GB T508 铜片腐蚀 50 3h 级 不大于 1 1 1 1 1 1 1GB T5096 水分 不大于痕迹痕迹痕迹痕迹痕迹痕迹痕迹 GB T260 机械杂志 无无无无无无无 GB 511 润滑性 磨痕直径 60 m 不 大于 460460460460460460460ISO12156 1 项目质量指标 GB T 19147 2003 试验方法 精品文档 2欢迎下载 10 号5 号0 号 10 号 20 号 35 号 50 号 运动黏度 20 mm2 s 3 0 8 0 3 0 8 0 3 0 8 0 2 5 8 0 2 5 8 0 1 8 7 0 1 8 7 0 GB T 265 凝点 不高于 1050 10 20 35 50GB T 510 冷滤点 不高于 1284 5 14 29 44SH T 0248 闪点 闭口 不低于 55555555504545GB T 261 着火性 需满足下列要求之 一 十六烷值 不小于 或十六烷指数 不小于 49 46 49 46 49 46 49 46 46 46 45 43 45 43 GB T 386 GB T 11139 SH T 0694 馏程 50 回收温度 不高于 90 回收温度 不高于 95 回收温度 不高于 300 355 365 300 355 365 300 355 365 300 355 365 300 355 365 300 355 365 300 355 365 GB T 6536 密度 20 m3 820 860 820 860 820 860 820 860 820 860 820 840 800 840 GB T 1884 GB T 1885 为出厂保证项目 每月应检测一次 在原油性质变化 加工工艺条件改变 调和比例变化及检修开工 后等情况下应及时检测 对特殊要求用户 按双方合同要求进行检验 可用 GB T 11131 GB T 11140 GB T 12700 GB T 17040 和 SH T 0689 方法测定 结果有争议时 以 GB T 380 方法为准 可用 GB T 1744 石油产品残炭测定法 微量法 方法测定 结果有争议时 以 GB T 268 石油产 品残炭测定法 康氏法 方法为准 若柴油中含有硝酸酯型十六烷值的基础燃料进行 柴油中是否 含有硝酸型酯十六烷值改进剂 可用本标准附录 A 中的方法检验 可用目测法 即将试样注入 100ml 玻璃筒中 在室温 20 5 下观察 应当透明 没有悬浮和 沉降的水分及机械杂质 如果有争议时 按 GB T 260 石油产品水分测定法 或 GB T 511 石油产 品和添加剂机械杂质测定法 称量法 测定 为出厂保证项目 对特殊要求用户 按双方合同要求进行检验 第二节柴油质量指标检验 由于轻柴油与车用柴油应用普遍 质量指标多 因此柴油质量指标检验仅以此为重点进行介绍 一 蒸发性 1 质量要求 在燃烧室与喷油设备一定的条件下 柴油发动机中油气混合气的形成速度与质量决定于柴油的蒸发性 由于 高速柴油机油气混合气形成的时间极短 故对柴油的蒸发性有较高要求 轻柴油和车用柴油主要用于高速柴油机 它对蒸发性的质量要求是 在很短的时间内能完全蒸发 迅速与空 气形成均匀的可燃性混合气 以保证发动机正常 稳定运转 2 评定指标及意义 轻柴油和车用柴油的蒸发性主要是用馏程与闪点来评价 1 馏程 与汽油略有不同 车用柴油的馏程主要用 50 90 和 95 回收温度评价 50 回收温度反映轻柴油和车用柴油的启动性 该点温度低 表明柴油中的轻质馏分含量多 柴油机易于启动 我国轻柴油和车用柴油要求 50 回收温度不高于 300 但轻质馏分含量也不能过多 否 则会使喷入汽缸的柴油蒸发过快 易引起全部柴油迅速燃烧 造成压力剧增 使柴油机工作不稳定 车用柴 油闪点控制蒸发性下限 90 与 95 回收温度反映车用柴油的燃烧完全性 该亮的温度过高 表明柴油中重质馏分含量过 多 易使其燃烧不充分 这不仅增大油耗 降低柴油机的动力性 而且还加大机械磨损 易引起发动机过热 我国轻柴油和车用柴油要求 95 回收温度不高于 365 精品文档 3欢迎下载 显见 柴油的馏分过轻 过重都不适宜 我国轻柴油和车用柴油馏程一般控制在 200 380 范 围内 2 闪点 闪点是将可燃性液体在专门仪器和规定条件下加热 其蒸气与空气形成的混合气与火焰接触 发生瞬间闪火的最低温度 闪点既是评价柴油蒸发倾向的指标 又是确保其安全性的指标 根据测定仪器的不同 闪点又分为开口闪点与闭口闪点两种 轻柴油和车用柴油的蒸发倾向用 闭口闪点评价 通常 低闪点柴油蒸发性号 但过低的闪点 也会引起柴油燃烧猛烈 致使柴油机工作不稳 定 此外 闪点又是柴油储运及使用中的安全指标 其要求通常随发动机工作条件和油箱的位置而 不同 例如 一些固定式柴油机的油箱躲在空气流通性较差的室内 故对闪点的要求较为严格 不可过低 以降低着火危险性 确保安全 柴油在使用前如需预热 其加温度应低于闪点 10 20 3 测定方法 1 馏程 轻柴油和车用柴油的馏程测定也按 GB T 6536 1997 石油产品蒸馏测定法 进行 但与汽油 相比 除测定项目不同外 其取样条件 仪器准备及测定条件也略有差异 例如 样品的储存温度要求在室 温下即可 而不是 0 10 若试样含水 需用无水硫酸钠或其他适合的干燥及干燥 再用倾注法除去 而 无需另取试样 蒸馏烧瓶支板孔径为 50mm 而不是 38mm 蒸馏烧瓶和温度计温度不高于室温即可 不是限 制在 13 18 量筒和 100ml 试样温度为 13 室温之间 而不是 13 18 试验过程中冷浴温度控制在 0 60 内 可根据试样含蜡量控制操作允许的最低温度 不是限制在 0 1 之间 量筒周围的稳定为试样温度 3 从开始加热到初馏点的时间限制在 5 15min 从蒸馏烧瓶残留液体约为 5ml 到终馏点的时间 要求 不大于 5min 即可 而不是 3 5min 2 闪点 轻柴油和车用柴油闪点的测定按 GB T 261 83 91 石油产品闪点测定法 闭口杯法 进行 该标准参照采用 ISO 2719 1988 适用于测定燃料油 润滑油等油品的闭口杯闪点 测定时 将试样装入油杯至环状刻线处 在连续搅拌下加热 按要求控制恒定的升温速度 在 规定温度间隔内用一小火焰进行点火试验 点火时必须中断搅拌 试样表面上蒸气闪火时的最低温度 即为 闭口杯法闪点 4 影响测定的主要因素 影响闭口闪点测定的主要因素有试样含水量 加热速度 点火控制 试样装入量和大气压力等 1 试样含水量 闭口杯闪点测定法规定试样含水量不大于 0 05 否则 必须脱水 含水试样加热时 分散在油中的水会气化 形成水蒸气 有时形成气泡覆盖于液面上 影响油品的正常气化 推迟闪火时间 使测定结果偏高 2 加热速度 加热速度过快 试样蒸发迅速 会使混合气局部浓度达到爆炸下限而提前闪火 导致测 定结果偏低 加热速度过慢 测定时间将延长 点火次数增多 消耗了部分油气 使到达爆炸下限的温度升 高 则测定结果偏高 因此 必须严格按标准控制加热速度 3 点火控制 点火用的火焰大小 与试样液面的距离及停留时间都应按国家标准规定执行 球形火焰 直径偏大 与液面距离较近及停留时间过长等都会使测定结果偏低 4 试样装入量 按要求杯中试样要装至环形刻线处 过多或过少都会改变液面以上的空间高度 进而影 响油蒸气和空气的混合气浓度 使测定结果不准确 5 大气压力 油品的闪点与外界压力有关 气压低 油品易挥发 闪点有所降低 反之 闪点则升高 标准中规定以 101 3kPa 为闪点测定的基准压力 若有偏离 需作压力修正 闭口闪点的压力修正公式为 to t 0 25 101 3 p 式中 to 相当于基准压力 101 3kPa 时的闪点 t 实测闪点 p 实际大气压力 kPa 二 着火性 1 质量要求 1 柴油机的爆震 柴油机工作过程与汽油机即相似又有本质区别 其工作过程与汽油机既相似又有本 精品文档 4欢迎下载 质区别 其工作过程也分为吸气 压缩 膨胀做功和排气四个行程 不同的是柴油机吸入与压缩的是空气 而不是空气与燃料的混合气体 由于压缩终了温度可达 500 700 压力达 3 5 4 5Mpa 已超过柴油的自燃 点 所以喷入汽缸的燃料靠自燃而膨胀做功 故柴油机又称为压燃式发动机 从理论上讲 柴油喷入燃烧室 便已具备了着火燃烧的基本条件 但实际上从柴油喷入至自燃 往往还 有一定的时间间隔 这是由于柴油需完成于空气充分混合 先期氧化及形成局部着火点等物理化学准备的缘 故 从喷油器开始喷油到柴油开始着火这段时间称为着火滞后期或称为滞燃期 着火滞后期很短 通常为百 分之几秒到千分之几秒 但它对柴油机工作状况的影响却很大 正常情况下 柴油的自燃点较低 着火滞后期短 燃料着火后 边喷油 边燃烧 发动机工作平稳 热 功效率高 但如果柴油的自燃点过高 则着火滞后期延长 以至于在开始自燃时 汽缸内积累较多的柴油同 时自燃 温度和压力剧烈增高 冲击活塞头剧烈运动而发生金属敲击声 这就是柴油机的爆震 柴油机的爆 震同样会使燃料燃烧不完全 形成黑烟 油耗增大 功率降低 并使机件磨损加剧 甚至损坏 柴油机的爆震与汽油机有着本质的不同 汽油机是点火燃烧的 其爆震是由于火焰前沿还没传播到的那 部分混合气生成的过氧化物自行燃烧而致 一般发生在燃烧末期 而柴油机是压燃的 其爆震是由于柴油着 火性差 滞燃期过长而致 一般发生在燃烧的初期 2 影响柴油机爆震的因素 影响柴油机爆震的因素较多 其中柴油的着火性 或称发火性 是主要因 素之一 柴油着火性是指柴油的自燃能力 着火性好的柴油 滞燃期短 燃烧后缸内压力上升平缓 柴油机 工作稳定 柴油着火性的好坏与其化学组成及馏分组成密切相关 试验表明 相同碳原子数的不同烃类 正 构烷烃的滞燃期最短 物侧链稠环芳烃的滞燃期最长 正构烯烃 环烷烃 异构烷烃居中 烃类异构化程度 越高 环数越多 其滞燃期越长 芳烃和环烷烃随侧链长度的增加 其滞燃期缩短 而随侧链分支的增多 滞燃期显著加长 对相同的烃类来说 相对分子质量越大 而稳定性越差 自燃点越低 其滞燃期越短 由 相同类型原油生产的柴油 直馏柴油的滞燃期要比催化裂化柴油含有较多芳烃 热裂化合焦化柴油含有较多 烯烃 因此滞燃期有所加大 经过加氢精制的柴油 由于其中的烯烃转变为烷烃 芳烃转变为环烷烃 故滞 燃期明显缩短 为提高柴油的抗爆性能 可将滞燃期长的热裂化 焦化柴油和部分滞燃期较短的直馏柴油惨 和使用 此即柴油的调和 此外还可采用加入添加剂的手段 改善柴油的着火性 常用的添加剂时硝酸烷基 酯 影响柴油机爆震的因素与汽油机有着根本的不同 汽油机提高压缩比或增高汽缸温度会促发爆震 而 柴油机提高压缩比或增高汽缸温度却能减轻爆震 原因在于柴油机压缩的是空气 而不是空气与燃料的混合 气体 不受燃料性质的影响 因此压缩比可以尽可能的增大 可高达 16 24 使燃料转化为功的效率显著 提高 实际上柴油机燃料的单位消耗率比汽油机约低 30 70 非常经济 3 质量要求 要求轻质柴油和车用柴油有良好的燃烧后性 十六烷值适宜 自燃点低 燃烧完全 发动 机工作稳定性好 不发生爆震现象 能发挥应有的功率 2 评定指标及意义 轻柴油和车用柴油的着火性时评价柴油燃烧性 抗爆性 能的重要指标 具体用十六烷值和十六烷指数来评 定 1 十六烷值 十六烷值时表示柴油在发动机中着火性能的一个约定量值 它是在规定操作条件的标准发 动机试验中 将柴油试样与标准燃料进行比较测定 当两者具有相同的着火滞后期时 标准燃料中的正十六 烷值即为试样的十六烷值 标准燃料是用抗爆性能好的正十六烷和抗爆性能较差的七甲基壬烷按不同体积比配制成的混合物 规 定正十六烷的十六烷值为 100 七甲基壬烷的十六烷值为 15 则试样的十六烷值为 CN 1 0 15 2 式中 CN 标准燃料的十六烷值 1 标准燃料中正十六烷的体积分数 2 标准燃料中七甲基壬烷的体积分数 计算结果 取两位小数 通常 十六烷值高的柴油 自燃点低 着火性好 燃烧均匀 易于启动 不易发生爆震现象 发动机热功 效率高 使用寿命长 但柴油十六烷值也并非越高越好 使用十六烷值过高 如十六烷值大于 65 的柴油 精品文档 5欢迎下载 同样会冒黑烟 燃料消耗量反而增加 其原因是燃料的着火滞后期太短 自燃时还未与空气形成均匀混合气 致使燃烧不完全 部分烃类热分解而形成黑烟 另外 柴油的十六烷值过高 还会减少燃料的来源 因此 从使用性和经济性两方面考虑 使用十六烷值适当的柴油才合理 通常柴油机的转速越大 要求燃料的十六 烷值越高 不同转速的柴油机对柴油十六烷值要求不同 GB T 19147 2003 中规定 10 5 0 10 号车用柴油的十六 烷值不小于 49 20 号车用柴油的十六烷值不小于 46 35 50 号车用柴油的十六烷值不小于 45 而 GB 252 2000 中规定轻柴油的十六烷值一律要求不小于 45 2 十六烷指数 十六烷指数是表示柴油抗爆性能的一个计算值 它是用来预测馏分燃料十六烷值的一种 辅助手段 其计算按 GB T 11139 89 馏分燃料十六烷指数计算法 进行 该标准参照采用 ASTM D 976 80 适用于计算直馏馏分 催化裂化馏分以及两者的混合燃料的十六烷指数 特别是当试样量很少或不具备非手 动机实验条件时 计算十六烷指数是估计十六烷值的有效方法 当原料和生产工艺不变时 可用十六烷指数 检验柴油馏分的十六烷值 进行生产过程的质量控制 试样的十六烷指数按下式计算 CI 431 29 1586 88 20 730 97 20 2 12 392 20 3 0 0515 20 4 0 554B 97 803 B 2 式中 CI 试样的十六烷指数 20 试样在 20 时的密度 g ml B 按 GB T 6536 石油产品蒸馏测定法 测得的试样中沸点 计算结果 要求修约至整数 上式的应用有一定局限性 它不适用于计算纯烃 合成燃料 烷基化产品 焦化产品以及从页岩油和油砂中 提炼燃料的十六烷指数 也不适用于计算加有十六烷改进剂的馏分燃料的十六烷指数 我国车用柴油十六烷指数质量指标见表 3 1 十六烷指数的计算还可按 SH T 0694 2000 中间馏分燃料十六 烷指数计算法 四变量公式法 进行 3 测定方法 柴油十六烷值按 GB T 386 91 柴油着火性质测定法 十六烷值法 进行 该标准参照采用 ASTM D 613 86 测 定仪器是一台可改变压缩比的专用单缸柴油机 900r min 压缩比可调范围为 7 95 23 50 机上装有着火 滞后期表及辅助装置 包括四个电磁传感器 即燃烧传感器 喷油传感器 及两个参比传感器 测定十六烷值的基本原理是 在标准操作条件下 将试样的着火性质与已知十六烷值的两个标准燃料相比较 其中两个标准燃料的十六烷值分别比试样略高或略低 在着火滞后期相同的情况下 测定它们的压缩比 用 手轮读数表示 据此用内插法计算试样的十六烷值 其具体测定步骤如下 1 喷油量的测量 稳定发动机操作条件 并按规定调整喷射量为 13 0ml min 0 2ml min 燃料喷油 量用测微计调节 2 喷油提前角的调整 旋转测微计 按规定调整并固定喷油提前角为上止点前 13 3 试样着火滞后期的测量 将着火滞后期表上的选择开关转到着火滞后位置 然后用手轮调节发动机 压缩比 准确锁紧在上述要求的喷油提前角 上止点前 13 位置上 记录手轮读数 以同样的方 法 至少重复三遍 计算平均值 4 标准燃料的选择 选择两个相差不大于 5 个十六烷值的标准燃料进行试验 调节发动机压缩比 使 试样在仪表指示 13 的手轮读数处于两个标准燃料之间 否则另选标准燃料 根据标准燃料的十六 烷值和压缩比数值 用内插法按式 3 4 即可计算试样的十六烷值 CN CN1 CN2 CN1 a a1 a2 a1 式中 CN 试样的十六烷值 CN1 低十六烷值标准燃料的十六烷值 CN2 高十六烷值标准燃料的十六烷值 a 试样三次测定手轮读数的平均值 a1 低十六烷值标准燃料三次测定手轮读数的平均值 a2 高十六烷值标准燃料三次测定手轮读数的平均值 计算结果准确至小数点后一位 作为十六烷值测定结果 报告时 用符号 CN 表示 例如 精品文档 6欢迎下载 47 8 CN 目前 已研制出多种便携式十六烷值测定仪 应用于柴油的生产 质检和科研中 它们多为快速 简便 数 显式多功能分析仪器 一般能同时测定柴油的十六烷值 十六烷指数 十六烷添加剂 总芳香族化合物含量 等多种参数 三 黏度 1 质量要求 黏度是保证车用柴油正常输送 雾化 燃烧及油泵润滑的重要质量指标 黏度关系到发动机供油系统 滤清 器 油泵 喷嘴 的正常工作 黏度过大 油泵效率降低 发动机的供油量减少 同时喷油嘴喷出的油射程 远 油滴颗粒大 不均匀 雾化状态不好 与空气混合不均匀 燃烧不完全 甚至形成积碳 黏度过小 则 影响油泵润滑 加剧磨损 而且喷油过近 造成局部燃烧 同样会降低发动机功率 因此 高 中 低速柴 油机均需要有一个适宜黏度范围的燃料 轻柴油和车用柴油对黏度的质量要求是 黏度适宜 即具有良好的流动性 以保证高压油泵的润滑油和喷油 雾化的质量 利于形成良好的混合气 2 评定指标及意义 黏度是液体在一定剪切应力流动时内摩擦力的量度 黏度有动力黏度与运动黏度之分 两者有简单的换算关 系 车用柴油的黏度用运动黏度评价 动力黏度是表示液体在一定剪切应力下流动时内摩擦力的量度 当流体处于层流状态时 符合以下的牛顿黏 性定律公式 F S d dx 式中 剪切应力 即单位面积上的剪力 Pa S 相邻两层流体的接触面积 F 相邻两层流体相对运动时产生的剪力 或称为内摩擦力 N d dx 在与流动方向垂直方向上的流体速度变化率 称为速度梯度 S 1 流体的黏滞系数 又称动力黏度 简称黏度 Pa s 符合上式关系的流体称为牛顿型流体 黏滞系数是衡量流体黏性大小的指标 称为动力黏度 简称黏度 其 物理意义是 当两个面积为 1 垂直距离为 1m 的相邻流体层 以 1m s 的速度作相对运动时所产生的内摩 擦力 运动黏度则是液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度 其数值为相同温度下液体的动力黏度与其密度之比 如下式 t t t 式中 t 油品在温度 t 时的运动黏度 s t 油品在温度 t 时的动力黏度 Pa s t 油品在温度 t 时的密度 M3 实际生产中 常用 2 s 作为油品运动黏度单位 1 s 106 2 s 黏度与流体的化学组成密切相关 通常 当碳原子数相同时 各种烃类黏度大小排列的顺序是 正构烷烃 异构烷烃 芳香烃 环烷烃 且黏度随环数的增加及异构程度的增大而增大 在油品中 环上碳 原子在油料分子中所占比例越大 其黏度越大 表现为不同原油的相同馏分 含环状烃多的 特性常数 K 值 小 油品比相对分子质量的增大 分子间引力增大 则黏度也增大 故石油馏分越重 其黏度越大 见表 3 2 我国轻柴油和车用柴油按牌号对 20 的运动黏度有不同的要求 详见表 3 1 表 3 2 不同类型原油一些馏分的运动黏度比较 大庆原油羊三木原油 序号馏程 20 g cm3 K 5 0 2 s 20 g cm3 K 5 0 2 s 精品文档 7欢迎下载 1 2 3 4 5 200 250 250 300 300 350 350 400 400 450 0 8039 0 8167 0 8283 0 8368 0 8574 11 90 12 08 12 28 12 49 12 57 11 90 12 08 12 28 12 49 12 57 0 8630 0 8900 0 9100 0 9320 0 9433 11 12 11 13 11 21 11 25 11 34 1 71 3 43 7 87 23 97 146 29 3 测定方法 柴油运动黏度的测定按 GB T 265 88 石油产品运动黏度测定法和动力黏度计算法 进行 主要仪器是玻璃 毛细管黏度计 该法适用于属于牛顿型流体的液体石油产品 其原理是依据泊赛耳方程式 4p 8VL 3 7 式中 试样的动力黏度 Pa s 毛细管半径 m L 毛细管长度 m V 毛细管流出试样的体积 m3 试样的平均流动时间 多次测定结果的算术平均值 s P 使试样流动的压力 N 如果试样流动压力改用油柱静压力表示 即 P h g 再将动力黏度转换为运动粘度 则式 3 7 改写为 4 h g 8VL 4 hg 8VL 3 8 式中 试样的运动粘度 s h 油柱高度 m g 重力加速度 m s2 对于指定的毛细管粘度计 其直径 长度和液柱高度都是定值 即 V L h g 均为常数 因此 3 8 可改写为 C 3 9 C 4 hg 8VL 式中 C 毛细管黏度计常数 s2 其他符号意义同式 3 8 毛细管粘度计常数仅与粘度计的几何形状有关 而与测定温度无关 式 3 9 表明液体的运动黏度与流过毛细管的时间成正比 因此 只要预先测得毛细管粘度计常 数 就可以根据液体流出毛细管的时间计算其黏度 测定时 把被测试样装入直径合适的毛细管粘度计中 在恒定的温度下 测定一定体积试样在重力作用下流过该毛细管粘度计的时间 粘度计的毛细管常数与流动 时间的乘积即为该温度下试样的运动黏度 由于油品的黏度与温度有关 故式 3 9 可改为 t C t 3 10 式中 t 在温度 t 时 试样的运动黏度 2 s t 在温度 t 时 试样的平均流动时间 s 表 3 3 玻璃毛细管黏度计规格型号 型号毛细管内径 BMN 1 BMN 2 BMN 3 BMN 4 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 5 0 6 0 1 0 1 2 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 1 0 1 2 1 5 2 0 2 5 3 0 在 SH 他 0173 92 玻璃毛细管粘度计技术条件 中规定 应用于石油产品黏度检测的毛细管粘度计分为四 精品文档 8欢迎下载 种型号 见表 3 3 测定时 应根据试样黏度和试验温度选择合适的黏度计 必须满足试样流动时间不少于 200s 内径为 0 4 的黏度计流动时间不少于 350s 不同的毛细管黏度计 其常数 C 值不尽相同 其测定方法如下 用已知黏度的 在规定条件下测定 其通过毛细管粘度计的时间 再根据式 3 8 计算出 C 测定时 要注意选用的标准液体其黏度应与试样接 近 以减少误差 通常 不同规格的黏度计出厂时 都给出 C 的标定值 4 影响测定的主要因素 1 温度 油品黏度随温度变化很明显 为此规定试验温度必须控制恒定在所要求温度的 0 1 以内 否则即使是极小的波动 也会使测定结果产生较大的误差 为维持稳定的测定温度 要求试验使用的恒温浴高度不小于 180 容积不小于 2L 设有自动搅拌 装置和能够准确调温的电热装置 根据测定条件 要在恒温浴内注入表 3 4 中列举的一种液体 表 3 4 不同测定温度下使用的恒温浴液体 测定温度 恒温浴液体 50 100 20 50 0 20 0 50 透明矿物油 丙三醇 甘油 或 25 硝酸铵溶液 水 水与冰的混合物或乙醇与干冰 固体二氧化碳 的混合物 乙醇与干冰的混合物 若没有乙醇 可用车用无铅汽油代替 恒温浴中的矿物油最好加有抗氧化添加剂 以防止氧化 延长使用时间 2 流动时间 试样通过毛细管黏度计的流动时间要控制在不少于 200s 内径为 0 4 的粘度计流动时 间不少于 350s 以确保试样在毛细管内处于层流状态 符合式 3 10 的使用条件 试样通过时间过短 易产生湍流 会使测定结果产生较大偏差 通过时间过长 不易保持温度恒定 也可引起测定偏差 3 黏度计位置 黏度计必须调整成垂直状态 否则会改变液柱高度 引起静压差的变化 使测定结果 出现偏差 黏度计向前倾斜时 液面压差增大 流动时间缩短 测定结果偏低 黏度计向其他方向倾斜时 都会使测定结果偏高 4 气泡的产生 吸入黏度计的试样不允许有气泡 气泡不但会影响装油体积 而且进入毛细管后还能 形成气塞 增大流体流动阻力 使流动时间增长 测定结果偏高 5 试样预处理 试样必须脱水 除去机械杂质 试样含水在较高温度下进行测定时会气化 在低温下 测定时则会凝结 均影响试样的正常流动 使测定结果产生偏差 杂质的存在 易黏附于毛细管内壁 增大 流动阻力 使测定结果偏高 四 低温流动性 1 质量要求 油品的地低温流动性能是指油品在低温下使用时 维持正常流动 顺利输送的能力 例如 我国 三北 地区冬季气候寒冷 室外发动机或机器的启动温度与环境温度基本相同 流动性差的柴油 往往造 成不能可靠供油 严重时甚至使发动机无法工作 因此 轻柴油和车用柴油要求有良好的低温流动性能 以保证在使用条件下无结晶析出 不堵塞滤 清器 容易泵送 供油正常 发动机易于启动 2 评定指标及意义 评定车用柴油低温流动性的指标主要有凝点和冷滤点 1 凝点 石油产品是多种烃类的复杂混合物 在低温下油品时逐渐失去流动性的 没有固定的凝固温度 根据组成不同 油品失去流动性的原因有两种 其一是黏温凝固 对含蜡很少或不含蜡的油品 温度降低 黏度迅速增大 当黏度增大到一定程度时 就会变成无定形的粘稠玻璃状物质而失去流动性 这种现象称为 黏温凝固 影响黏温凝固的是油品中的胶状物质以及多环短侧链的环状烃 其二是构造凝固 对含蜡较多的 油品 温度降低 蜡就会逐渐结晶出来 当析出的蜡形成网状骨架时 就会将液态的油包在其中而失去流动 性 这种现象称为构造凝固 影响构造凝固的是油品中高熔点的正构烷烃 异构烷烃及带长烷基侧链的环状 烃 黏温凝固和构造凝固 都是指油品刚刚失去流动性的状态 事实上 油品并未凝成坚硬的固体 仍是一 种黏稠的膏状物 所以 凝固 一词并不十分确切 精品文档 9欢迎下载 由于油品的凝固过程是一个渐变过程 所以凝点的高低与测定条件有关 油品的凝点 或称凝 固点 是指油品在规定的条件下 冷却至液面不移动时的最高温度 以 表示 凝点是油品完全失去流动性的温度 我国轻柴油和车用柴油按凝点划分牌号 如 10 号车用柴 油 其凝点不高于 10 余此类推 不同地区和气温下 选用不同牌号的油品 油品凝点的高低与其化学组成密切相关 当碳原子数相同时 柴油以上馏分的各类烃中 通常 正构烷烃熔点最高 带长侧链的芳烃 环烷烃次之 异构烷烃则较小 因此石蜡基原油直馏柴油的凝点会明 显增高 胶质 沥青质 表面活性剂等能吸附在石蜡结晶中心的表面上 阻止石蜡结晶的生长 防止 延缓 石蜡形成网状结构 致使油品的凝点下降 因此加入某些表面活性物质 将凝添加剂 可以降低油品的凝 点 使油品的低温流动性能得到改善 这是降低柴油凝点最为经济 简便的措施 广泛应用于油品生产中 此外 凝点较高的柴油中掺入裂化柴油也可以明显降低其凝点 如凝点为 3 的直馏柴油按 1 1 的比例掺 入 6 的催化裂化柴油 其调和凝点为 14 表 3 5 不同类型原油的直馏柴油馏分 200 300 的凝点比较 原油类型大庆原油 石蜡基 柴油馏分孤岛原油 环烷基 柴油馏分 凝点 21 5 48 0 2 冷滤点 在规定条件下 柴油试样在 60s 内开始不能通过过滤器 20ml 时的最高温度 称为冷滤点 以 按 1 的整数倍 表示 对柴油而言 并不是在失去流动性时才不能使用 大量的行车及冷启动试验表明 其最低 极限使用温度是冷滤点 冷滤点测定仪是模拟车用柴油在低温下通过滤清器的工作状况而设计的 因此冷滤 点比凝点更能反映车用柴油的低温使用性能 它是保证车用柴油输送和过滤性的指标 并且能正确判断添加 低温流动改进剂 降凝剂 后的车用柴油质量 一般冷滤点比凝点高 2 6 而添加了降凝剂的柴油其冷滤 点可比凝点高 10 15 最高者可达 30 为保证柴油发动机正常工作 规定轻柴油和车用柴油要在高于其冷滤点 5 的环境温度下使用 3 测定方法 1 凝点 柴油凝点的测定按 GB T510 83 91 石油产品凝点测定法 进行 该标准方法适用于测定 深色石油产品及润滑油的凝点 测定时将试样装入规定的试管中 按规定条件预热到 50 5 然后将试管放入装好冷却剂 的容器中 当试样冷却到预期的凝点时 将浸在冷却剂中的试管倾斜 45 保持 1min 观察液面是否移动 然后 从套管中取出试管重新将试样预热到 50 1 按液面有无移动的情况 用比上次试验温度低或高 4 的温度重新测定 直至能使液面位置静止不动而提高 2 又能使液面移动时 则取液面不动的温度作为 试样的凝点 凝点的测定常用半导体制冷石油分析试验仪 这类仪器具有体积小 重量轻 无污染 无噪声 无磨损 可连续工作等特点 是油品检测的理想仪器 2 冷凝点 柴油冷滤点的测定按 SH T 0248 92 馏分燃料冷滤点测定法 进行 该标准参照采用 IP 309 98 馏分燃料的冷率堵塞点 测定冷滤点时 先将 45ml 清洁的试样注入试杯中 水浴加热到 30 5 再按规定条件冷 却 当试样冷却到比预期冷滤点高 5 6 时 以 1 96kPa 200 H2O 压力抽吸 使试样通过规定的过滤器 20ml 时停止 同时停止秒表计时 继续以 1 是时间间隔降温 再抽吸 如此反复操作 直至 60s 内通过过 滤器的试样不足 20ml 为止 记录此时的温度 即为冷滤点 4 影响测定的主要因素 预热条件和冷却速率时影响凝点 冷滤点测定的主要因素 不同预热条件和冷却速度下 石蜡在油品中的溶 解程度 结晶温度 晶体结构及形成网状骨架的能力均不相同 可致使测定结果出现明显误差 因此 试验 时只有严格遵守操作规程 才能得到正确的具有可比性的数据 五 安定性 1 质量要求 精品文档 10欢迎下载 与汽油相似 影响柴油安定性的主要原因同样是油品中的不饱和烃 如烯烃 二烯烃 以及含硫 氮化合物 等不安定组分 安定性差的柴油 长期储存 颜色会变深 易在油罐或油箱底部 油库管线内及发动机燃油 系统生成胶质和沉渣 在使用过程中 油箱温度可达 60 80 由于剧烈震荡 油品中的溶解氧可达到饱和 程度 进入燃油系统后 温度继续升高 在金属的催化作用下 不安定组分会急剧氧化生成胶质 这些胶质 堵塞滤清器 会影响供油 沉积在喷嘴上 会影响雾化质量 导致不完全燃烧 甚至中断供油 沉积在燃烧 室壁 会形成积碳 加剧设备磨损 车用柴油要求安定性好 阻碍储存时生成胶质及燃烧后形成积碳倾向要小 2 评定指标及意义 评价轻柴油和车用柴油安定性的指标主要有总不溶物和 10 蒸余物残炭 1 总不溶物 总不溶物是评价车用柴油固有安定性的指标 所谓固有安定性是在没有水 及活性金属 表面及污物存在的情况下 试样暴露于大气中的抗氧化能力 柴油是复杂的有机混合物 其中也有以聚集状态存在的胶体化合物 在大量溶剂的稀释下 其固有的胶体稳 定性被破坏 使胶体凝集而沉降下来 此即为不溶物 不溶物量与溶剂的相对分子质量密切相关 因此得到 的结果需注明是什么溶剂的不溶物 通常 溶剂用量为试样量的 30 40 倍 总不溶物包括黏附性不溶物和可过滤不溶物两部分 其中 黏附性不溶物是试验条件下 试样在氧化过程中 产生的 黏附在氧化管壁上 且不溶于异辛烷的物质 可过滤不溶物是试验条件下 试样在氧化过程中产生 的能过滤分离出来的物质 它包括氧化后在试样中悬浮的物质和在管壁上易于用异辛烷洗涤下来的物质 我国轻柴油和车用柴油均要求总不溶物含量不大于 2 5 100ml 2 10 蒸余物残炭 油品在规定的仪器中隔绝空气加热 使其蒸发 裂解及缩合所形成的残留物 称为 残炭 残炭是评价油品在高温条件下生成焦炭倾向的指标 由于车用柴油馏分轻 直接测定残炭值很低 误差较大 故规定测定 10 蒸余物残炭 车用柴油 10 蒸余物 残炭反映油品的精致深度或油质的好坏 10 蒸余物残炭值大的柴油在使用中会在汽缸内形成积碳 导致散 热不良 机件磨损加剧 缩短发动机使用寿命 轻柴油和车用柴油均要求 10 蒸余物残炭值不大于 0 3 3 测定方法 1 总不溶物 总不溶物的测定按 SH T 0175 94 馏分燃料油氧化安定性测定法 加速法 进行 该 标准试验方法适用于评定初馏点不低于 175 90 点温度不高于 370 的中间馏分燃料油的固有安定性 但 不适用于含渣油的燃料油以及主要组分为非石油成分的合成燃料油 也不能准确预测中间馏分燃料油在储存 一定时间后生成的总不溶物量 测定时 将以过滤是 350ml 试样注入氧化管中 通进氧气 速度为 50ml min 在 95 的温度条件下氧化 16h 然后将氧化后的试样冷却到室温 过滤 得到可过滤的不溶物 用三合剂 等体积混合的分析纯丙酮 甲醇和甲苯液体 把黏附性不溶物从氧化管上洗下来 蒸发除去三合剂后 既得黏附性不溶物 可过滤的不 溶物与黏附性不溶物之和即为总不溶物量 以 100ml 表示 2 10 蒸余物残炭 车用柴油 10 蒸余物残炭在测定前先按 GB T 6536 1977 石油产品蒸馏测定法 对 200ml 试样进行蒸馏 收集 10 残余物作为试样 也可用 GB T 255 77 88 石油产品蒸馏测定法 获取 10 残余物 由于该法采用 100ml 蒸馏烧瓶 因此需进行不少于两次的蒸馏 收集 10 蒸余物作为试样 再 按康氏法测定残炭 康氏法残炭按 CB T268 87 石油产品残炭测定方法 康氏法 进行 该方法参照采用 ISO6615 1983 是 国际普遍应用的一种标准试验方法 康氏法残炭一般用于常压蒸馏时易分解 相对易挥发的石油产品 测定时 用恒重好的瓷坩堝按规定称取试样 将盛有试样的瓷坩堝放入内铁坩堝中 再将内铁坩堝放在外铁 坩堝内 内外铁坩堝之间装有细砂 然后再将全部套坩堝放在镍铬丝三角架上 使外铁坩堝置于遮焰体中 心 用圆铁罩罩好 用强火焰的煤气喷灯加热 使试样蒸发 燃烧 生成残留物 冷却 40min 后称量 计算 残炭占试样的质量分数 即为康氏法残炭值 加热过程分预热期 燃烧期和强热期三个阶段 测定时 要严格执行标准 以确保测定结果的有效性 4 影响测定的主要原因 精品文档 11欢迎下载 1 总不溶物 试样的贮存与保管 试样的贮存与保管条件应不致引起总不溶物增多 按要求试样应装在金属桶或棕 色瓶中避光保存 不得用塑料容器或软质玻璃材料容器存放 如果不能立即试验 应用氮气加以保护 储存温度不应高于 10 储存时间不得超过一周 试验条件的保证 试验必须在没有水 活性金属表面及污物存在的规定条件下进行 同时避免光照 否 则可导致测定结果偏高 2 10 蒸余物残碳 量取温度 为了得到较准确的 10 蒸余物 蒸馏时应设法使馏出物温度与装样温度一致 仪器的安装 全套坩埚放在镍铬丝三脚架上 必须将外铁坩埚放在遮焰体的正中心 不能倾斜 全 套坩埚用圆铁罩罩上 必须受热均匀 否则将影响测定结果 加热强度控制 预热期的加热应自始自终保持均匀 如果加热强度过大 试样会溅出瓷坩埚外 使 测定结果偏低 如果加热强度小 会使燃烧期延长 溅出残炭的可能性加大 同样使测定结果偏低 燃烧期 要控制火焰不超过火桥 否则测定结果偏低 强热期必须保证 7min 若加热强度不够 会影响到残炭的形成 使其无光泽 并不成鱼鳞片状 造成结果偏大 坩埚冷却和称量 按规定 强热期过后 移开喷灯 使仪器冷却到不见烟 约 15min 再移去圆铁 罩和外内铁坩埚盖 用热坩埚坩将瓷坩埚移入干燥器内 冷却 40min 称量 如果取出坩埚过早 新鲜空气 进入瓷坩埚 在高温下残炭发生燃烧 会使测定结果偏小 反之 超时未取出 由于温度降低 可能引起瓷 坩埚吸收空气中的水分 使测定结果偏高 六 腐蚀性 1 质量要求 柴油中的硫化物会引起油管 汽缸 活塞环以及其他发动机部件的腐蚀 增加积炭的生成 进入取轴箱 使润滑油老化以及造成大气污染 轻柴油和车用柴油要求硫含量要小 以保证发动机不被腐蚀 2 评定指标及意义 评价轻柴油和车用柴油腐蚀性的指标有硫含量 酸度 和铜片腐蚀 1 硫含量 与汽油相同 柴油硫含量是指存在于油品中的硫及其衍生物的含量 硫及了硫化物在柴油 机中燃烧时生成的硫氧化物 不但腐蚀柴油机组件 而且还会对气缸壁上润滑油和尚未燃烧的柴油起催化作 用 加速烃类的聚合反应 使燃烧室 活塞顶和排气门的那个部位的胶状物和积炭增加 在有硫存在的条件 下 积炭层会更加坚硬 不仅加剧机件磨损 而且清除困难 当气态硫氧化物进入曲轴箱时 遇水分将生成 亚硫酸和硫酸 强烈腐蚀机件 同时也会加速润滑油老化变质 所以 对于柴油中的硫与硫醇硫含量应严格 限制 轻柴油和车用柴油分别要求硫含量不大于 02 0 05 其测定方法与车用无铅汽油相同 2 铜片腐蚀 铜片腐蚀的测定意义 指标要求及测定方法与测定方法与车用无铅汽油相同 3 酸度 酸度是用来衡量油品中酸性物质含量的指标 轻柴油要求酸度不大于 7mgKOH 100m L 其 意义及试验方法详见第四章 七其他指标 1 清洁性 评价轻柴油和车用柴油清洁性的指标有机杂质 水分和灰分 1 水分 水分的存在 将影响柴油的低温流动性 使柴油机运转不稳定 在低温时还可能因结冰而堵塞 油路 同时 因溶解带入的无机盐将使柴油灰分增大 并加重硫化物对金属零件的腐蚀作用 所以 轻柴油 和车用柴油严格规定水分为痕迹 柴油水分的检验可用目测法 即将试样注入 100m L 的玻璃量筒中 在室温 20 5 下静置后观 察 应当透明 没有悬浮和沉降的水分 如有争议 可按 GB T260 77 88 石油产品水分测定法 进行测 定 该方法属于常量分析法 测定装置由蒸馏烧瓶 带刻度的接受器及冷凝管组成 蒸馏法的测定原理是 将称量好的试样及一定体积的无水溶剂注入蒸馏烧瓶中加热至沸腾 使溶剂气化 并将油品中的水分携带出去 通过接受器支管进入冷凝器中 冷凝回流后进入带刻度的接受器内 由于二者 精品文档 12欢迎下载 互不相溶 且水的密度比溶剂大 故在接受器内油水分层 水分沉入底部 而溶剂则连续不断地经接受器支 管返回蒸馏烧瓶中 在不断加热的情况下 反复气化 冷凝 直至接受器中水的体积不再增加为止 根据接 受器内的水量及所取试样量 即可由式 3 11 计算出试样的含水质量分数 V m 100 3 11 式中 试样含水质量分数 V 接受器收集水的体积 mL 水的密度 g mL m 试样的质量 g 由于蒸馏法是一种常量测定法吗 因此只能测定含水量在 0 03 以上的油品 当含水量少于 0 03 时 认为是痕迹 如接受器中没有水 则认为试样无水 无水溶剂的作用是降低试样粘度 避免含水试样沸腾时引起冲击起泡现象 便于水分蒸出 蒸出的溶 剂被不断的冷凝回流到烧瓶内 可防止过热现象 便于将水全部携带出来 如果测定润滑脂溶剂还起溶解润 滑脂的作用 2 机械杂质 柴油机的燃料供给系统中有许多精密配合的零件 例如 喷油泵的喷针和喷阀座的配 合精度也很高 机械杂质不但会使高压油泵或喷油器磨损加重 而且还会堵塞喷油器及喷油孔 造成供油系 统故障 因此 柴油中不允许机械杂质存在 柴油机械杂质的检验可用目测法 方法与水分检验相同 要求没有悬浮和沉降的机械杂质存在 在有 争议时 可按 GB T 511 88 石油产品和添加剂机械杂质测定法 称量法 进行测定 3 灰分 灰分是油品在规定条件下灼烧后 所剩下的不燃物质 用质量分数表示 灰分的来源主要是蒸馏不能除去的可溶性无机盐及油品精制时酸碱洗涤后 腐蚀设备生成的金属氧化 物 由于灰分是不能燃烧的矿物质 成粒状 非常坚硬 在发动机运转中起摩擦的磨料作用 是造成汽缸壁 与活塞磨损的主要原因 轻柴油和车用柴油中要求灰分不大于 0 01 其测定方法按 GB T 508 85 91 石油产品灰分测定法 进行 该标准等同于金属盐类分解或氧化为金属氧化物 灰渣 然后冷却并称量 以质量分数表示 4 色度 色度是在规定条件下 油品颜色最接近于某一色号的标准色板 色液 颜色时所测得 的结果 色度的测定按 GB T 6540 86 91 石油产品颜色测定法 进行 颜色越深 色号越大 则油品精 制程度或储存安定性越差 轻柴油要求色度不大于 3 5 号 2 润滑性 车用柴油的润滑性用磨痕直径来评价 并要求磨痕直径 60 不大于 460 m 按 ISO 12156 97 的要求 用高频往复试验机测定车用柴油的润滑性 它是由计算机控制的往复磨损测