張 浩,嚴(yán)亞寧
(中國石油寧夏石化公司,寧夏銀川 750021)
由于環(huán)保要求的日益嚴(yán)格,生產(chǎn)高質(zhì)量的清潔柴油已成為現(xiàn)代煉油工業(yè)的發(fā)展方向。柴油加工工藝的變化,柴油中的多環(huán)芳烴和其他抗磨雜質(zhì)的含量隨之下降,車用柴油的潤滑性也隨之變差,從而導(dǎo)致對發(fā)動機(jī)燃料供應(yīng)系統(tǒng)的磨損,使發(fā)動機(jī)的燃料噴射泵過早損壞。目前實(shí)驗(yàn)室采用高頻往復(fù)試驗(yàn)機(jī)法(HFRR)測定車用柴油的潤滑性,該試驗(yàn)方法操作中諸多因素導(dǎo)致了分析結(jié)果準(zhǔn)確度較低;而且本方法中規(guī)定的重復(fù)性范圍也較大(不大于63 μm),基于上述可造成車用柴油出廠受阻;成本增加;分析用原材料浪費(fèi);因此,通過改進(jìn)操作條件提高柴油潤滑性分析結(jié)果準(zhǔn)確度[1,2],可以為裝置提供更可靠、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),以達(dá)到公司降本增效的目的。
試驗(yàn)樣品放在給定溫度下的油槽內(nèi),固定在垂直夾具中的鋼球?qū)λ桨惭b的鋼片進(jìn)行加載,鋼球以設(shè)定的頻率和沖程往復(fù)運(yùn)動,球與片的接觸界面應(yīng)完全浸在樣品中。球和片的材質(zhì)、試驗(yàn)溫度、載荷、頻率和沖程都是確定的。根據(jù)試驗(yàn)環(huán)境(溫度和濕度)把鋼球的磨斑直徑校正到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的數(shù)值,試驗(yàn)樣品的潤滑性用校正后的磨斑直徑表示。
采用英國PCS 公司生產(chǎn)的高頻往復(fù)試驗(yàn)機(jī)(簡稱HFRR),按照SH/T 0765-2005 進(jìn)行柴油潤滑性試驗(yàn)。試驗(yàn)條件(見表1)。
表1 試驗(yàn)條件
(1)車用柴油國V 標(biāo)準(zhǔn)要求潤滑性不大于460 μm,防止分析中產(chǎn)生誤差,造成質(zhì)量糾紛。故規(guī)定內(nèi)控指標(biāo)不大于440 μm。
(2)本方法規(guī)定的精密度范圍較大:測定同一個樣品的重復(fù)性不大于63 μm,再現(xiàn)性不大于102 μm,導(dǎo)致出廠產(chǎn)品質(zhì)量過剩,或不合格產(chǎn)品出廠。
(3)校準(zhǔn)后的磨斑直徑和實(shí)際測定的平均磨斑直徑結(jié)果相差較大,方法要求磨斑測量值長軸和短軸之差不超過-30 μm~100 μm,分析過程中有時會出現(xiàn)超此范圍現(xiàn)象。
在現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)中對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度以及相對濕度規(guī)定了一個容許范圍。分析試驗(yàn)時儀器內(nèi)部環(huán)境溫度要求的范圍是:17 ℃~28 ℃,因儀器自帶內(nèi)部溫度控制器,要求溫度控制在25 ℃。而實(shí)驗(yàn)室一年四季濕度變化較大,為考察濕度對結(jié)果的影響,選擇了2017 年3月~2017 年12 月在不同的濕度條件下的數(shù)據(jù)進(jìn)行考察,結(jié)果(見表2)。
由表2 可見,儀器內(nèi)部環(huán)境濕度在試驗(yàn)前后變化越大以及濕度過低或過高,都會導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的平均磨斑直徑和校正磨斑直徑差值變大,試驗(yàn)結(jié)果誤差也會隨濕度的變化進(jìn)行大幅度的波動。從而得出環(huán)境濕度是影響柴油潤滑性分析結(jié)果準(zhǔn)確度的重要原因。
(1)進(jìn)行多次試驗(yàn)對比,找到在溫度穩(wěn)定的情況下的最佳濕度范圍,結(jié)果(見表3)。由表3 高參考油和低參考油在不同濕度下的數(shù)據(jù)比對可以確定:在溫度穩(wěn)定的情況下,濕度達(dá)到40 %~45 %時,平均磨斑直徑和校正磨斑直徑差值最小,故最佳的濕度范圍確定為:40 %~45 %。
(2)規(guī)定分析柴油潤滑性試驗(yàn)時,必須提前半個小時進(jìn)行開機(jī)預(yù)熱,用無水碳酸鉀和蒸餾水調(diào)節(jié)濕度時,要少量多次的加入,以防用量過多,濕度變化過大。直到濕度范圍穩(wěn)定在40 %~45 %后,再開始分析樣品。
將濕度調(diào)整為40 %~45 %范圍內(nèi),分別用高、低參考油進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn),結(jié)果(見表4)。
表2 濕度對測定結(jié)果的影響
表3 試驗(yàn)溫度穩(wěn)定,不同的濕度下進(jìn)行比對試驗(yàn)
表4 重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果
由表4 數(shù)據(jù)可得:該濕度范圍內(nèi)高標(biāo)和低標(biāo)的分析結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差分別是±12 μm 和±10 μm,而兩個標(biāo)樣的標(biāo)準(zhǔn)值分別是420±36 μm 和633±55 μm,極大的提高了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
同時同一個參考油的實(shí)際結(jié)果最高與最低的差值分別為18 μm 和15 μm,也就是說該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的重復(fù)性結(jié)果是不大于18 μm。
通過改進(jìn)柴油潤滑性的分析條件,極大的提高了測定結(jié)果的準(zhǔn)確度為油品的調(diào)合提供了更精確的數(shù)據(jù),減少了抗磨劑的浪費(fèi),節(jié)約了生產(chǎn)調(diào)合成本、縮短了調(diào)合時間、杜絕了不合格產(chǎn)品的出廠,避免了質(zhì)量糾紛,減少了對用戶車輛發(fā)動機(jī)燃料供應(yīng)系統(tǒng)的磨損,增加了車輛發(fā)動機(jī)的使用壽命。