Hvordan til å Teste flammepunkt

Som viskositet, flammepunkt testen har alltid vært en standard del av et smøremiddel spesifikasjoner. Og, på grunn av sin lave pris, enkelhet og allsidighet, testen er populær blant den brukte oljen analyse samfunnet så vel. Som oftest brukes som en rask bestått/ikke bestått testen for drivstoff fortynning, flere programmer har dukket opp i de senere år., Laboratoriet analytiker kan distribuere informasjon om en brukt oljens flammepunkt til å feilsøke slike problemer som termisk feil, gamma-stråling, solvent forurensning, blandet (eller galt) oljer og frostvæske forurensning.

Hva er en oljens flammepunkt?

flammepunktet er den laveste temperaturen hvor dampen over olje eksempel vil et øyeblikk lyser eller blinker når en tennkilde er gått over det., Flammepunkt (vanligvis på 225 grader C eller 440 grader F for mineraloljer) er en indikasjon på sikkerhet farer av et smøremiddel med hensyn til brann-og eksplosjonsfare. Flammepunkt og litt høyere brann punktet er dekket av ASTM D92 og D93.

Imidlertid flash punktet bør ikke forveksles med selvantennelsestemperatur (AIT), som er den temperatur (typisk 360 grader C eller 650 til 700 grader F for mineral oljer) som oljedamp vil combust spontant uten at det i en tennkilde., Dette er en viktig egenskap av brannsikre hydrauliske væsker i EHC systemer på dampturbiner.

i Henhold til ASTM, som først standardisert test i 1924, flammepunktet er den laveste temperaturen som en tennkilde fører til at det damper av prøven (smøremiddel) til å tenne under spesifiserte betingelser. Oljen er sagt å ha «blinket» når en flamme vises, og umiddelbart forplanter seg over hele overflaten.

olje blinker fordi en brannfarlig blanding resultater når det er tilstrekkelig oppvarmet, noe som fører damper å dukke opp og blander seg med oksygen i luften., Flammepunkt temperatur av en olje tilsvarer omtrent et damptrykk på 3-5 mm Hg.

Når en liten flamme (tennkilde) brukes til olje-overflaten i denne vaporous blandingen vil brenne et øyeblikk og deretter slukke hvis den kritiske temperaturen er nådd. Fortsatt oppvarming av olje (vanligvis 50-75° over flammepunkt temperatur) vil føre til at «brann punktet» å være nådd. Som navnet tilsier, brann punkt er den temperaturen som en vedvarende flammer resultater (lenger enn fire sekunder).,

ved Hjelp av Flash Point for å Oppdage og Kvantifisere Drivstoff Fortynning

Opprinnelig flammepunkt ble utviklet for det formål å avgjøre om brannfare av brensel og oljer lagres eller transporteres. Men, kombinert med andre tester som viskositet, viskositet index, og egenvekt, flammepunkt kan bidra til å avsløre både kvaliteten på råolje som smøremiddel ble avledet og kvaliteten på raffineringsprosess.,

flammepunkt kan også identifisere om base olje var en bred eller smal enkelt klippe ut eller om det representerer en blanding av to fraksjoner (to base oljer av forskjellige viscosities blandet sammen). Og, flash-punktet kan gi noen indikasjon på om volatilitet og innhold av de mest flyktige komponentene i prøven olje. Flammepunkt forteller ingenting, men om volatiliteten i olje som helhet.

i Motsetning til mineral oljer som begynner å fordampe lenge før deres flash-poeng er nådd, noen syntetiske materialer ikke fordampe før de begynner å brytes ned (destruktiv destillasjon)., Derfor, flash poeng av disse syntetiske materialer kan variere mye høyere enn de av mineralske oljer av konvensjonelt raffinert lignende viscosities.

Mens det er mer presise metoder for måling av drivstoff fortynning (f.eks., damp destillasjon for bensin og gass kromatografi for diesel og bensin drivstoff), flammepunkt er svært nyttig som en bestått/ikke bestått screening verktøy som er tilstrekkelig for de fleste brukt olje analyse-programmer. På grunn av den lave flash poeng på de fleste brensel, et plutselig fall i flash temperatur i en veivaksel olje kan vanligvis være lettelse opp på som en indikasjon av fortynning., Men det finnes unntak, spesielt i tilfelle av diesel.

Fordi det er ofte en viss overlapping av lys-end flyktige bestanddeler av noen glidemiddel oljer med den tunge enden av drivstoff, tilstedeværelse av drivstoff fortynning kan være mindre tydelige. Dette er spesielt sant når alle av drivstoff fortynning er resultatet av blow-by, dvs., drivstoff inn veivaksel ved hjelp av brennkammeret.

I slike tilfeller er det bare tunge endene kan angi olje med oksidert lys ender som en del av eksosen., Imidlertid, i tilfelle av lekkasje av rå drivstoff, inkludert dribbling sprøytebrukere, alle eller en høy andel av drivstoffet lys-endene kan være blandet med veivaksel olje. En annen påvirkende faktor er at varmt veivaksel temperaturer alene er ofte tilstrekkelig til å koke av lys-end drivstoff fraksjoner, og lar de mindre flyktige og mer tyktflytende tung-ender blandet med olje-og potensielt undetectable med flammepunkt test.

Drivstoff fortynning reduserer viskositeten av et smøremiddel., Imidlertid, hvis viscometry ble brukt alene til skjermen for drivstoff, er det mulig at lite eller ingen tynning kunne bli oppdaget av de grunner som er beskrevet ovenfor.

Dette er ytterligere forverret av den ofte forstyrrende effekter av tyktflytende fortykkelse fra sot (også et produkt av blow-by), base olje volatilitet (fortykning), og VI improver skjær tynne. Det er mulig at en veivaksel olje kan være tynning fra drivstoff fortynning (eller ikke hvis-lampen slutter koke bort), tynning fra VI improver sheardown, jevning fra volatilization, og fortykkelse fra stigende sot legg – alt på samme tid.,

På overflaten kan dette virke som et problem at det er ikke et problem hvis de blandet viskositet er ikke endret. Imidlertid, til tross for den nøytrale viskositet effekt, potensielle destruktive konsekvenser, inkludert tap av dispersancy, antiwear beskyttelse, og oksidasjon stabilitet, utgjør en alvorlig risiko.

flammepunkt kan forbedre evnen av et olje-analyse program for å sikkert identifisere unormale nivåer av drivstoff. Selv når de brukes bare som et unntak test, kan det være på vakt mot en falsk positiv konklusjon på drivstoff fortynning fra en original lav viskositet resultat.,

Hvis, for eksempel, lav viskositet var forårsaket av feil sminke olje med lavere viskositet), flash kan bekrefte dette ved indikerer ingen endring fra den nye oljen baseline. Drivstoff fortynning, men ville nesten helt sikkert registrere en lavere flammepunkt fra referanse ny olje. Figur 3 viser en graf som viser den generelle forholdet mellom flammepunkt og prosent fortynning (raw drivstoff).,

Fordi det ofte tar 30 minutter eller lenger for å få tak i flash-punktet ved hjelp av vanlige Cleveland Åpen Kopp eller Pensky Mår Closed Cup prosedyrer mange laboratorier foretrekker Liten Skala Closed Cup prosedyren som er beskrevet i ASTM D 3828. I denne prosedyren (Metode A) et mål flammepunkt er forhåndsinnstilt, sier 20 – 30° C lavere enn den nye oljen baseline (Figur 4), tilsvarende 1.5 – 2.0% drivstoff fortynning.

Den lille mengden av olje som brukes (2 ml) gir ønsket temperatur nås raskt, vanligvis i løpet av 1-2 minutter. De tenner er deretter brukt til å initiere flash., Hvis en flash-er innhentet testen mislykkes olje, noe som tyder på muligheten av drivstoff fortynning.

I tilfelle når en olje mislykkes flammepunkt screening test, ett eller flere unntak tester kan være foreskrevet for å både bekrefte og kvantifisere drivstoff fortynning. Mulig unntak testene inkluderer gass kromatografi og infrarød spektroskopi. Så også, å bestemme den endelige flammepunkt temperatur kan brukes til å anslå prosent drivstoff fortynning (Figur 3).

Avhengig av programmet, for diesel motorer, en advarende grensen er vanligvis satt til rundt 1.,5% innblanding (ca -20° C flash) og en kritisk grense på 3% til 5% innblanding (-40° C til -60° C flash). Program-spesifikke kalibrering kurver basert på den faktiske test-protokollen (open cup, closed cup, etc.), motorolje/klasse, og drivstoff, vil i stor grad forbedre presisjon i å oversette en dråpe i flammepunkt til prosent drivstoff fortynning.,

Foruten viskositet og flash, andre rutinemessige olje analyse tester som kan avsløre drivstoff fortynning inkluderer elementær analyse (proporsjonalt redusert additiv konsentrasjoner), blotter stikkprøve, crackle test, lukt, og oksidasjon stabilitet (f.eks., RBOT og DSC). Det har også blitt rapportert at viskositet index vil endre seg kraftig på grunn av drivstoff fortynning.

Diesel drivstoff-konsentrasjoner i overkant av fem prosent har blitt funnet å forårsake tidlig tap av dispersancy, som fører til avleiringer og filter plugging., Dette kan observeres fra blotter stikkprøve eller ved å definere forholdet coagulated pentan insolubles å uncoagulated pentan insolubles (ASTM D-893), noen ganger kalt spredning indeks. En lav indeks tall tyder på dårlig dispersancy.

Andre Programmer For flammepunkt Testing i Brukt Olje Analyse

Det er ikke vanlig for laboratorier for å ansette flammepunkt testing i programmer utenfor brukt motorolje analyse., Imidlertid kan det, alt på maskinen programmet, driftsmiljø, potensial for forurensning, og understreker betingelser, et flammepunkt test kan gi de tidligste indikasjon på visse feil og årsaken forhold.

Derfor bruken bør vurderes i å definere rutinemessig test slates for all brukt olje analyse programmer. Og, er det definitivt bør være blant flere strategiske unntak tester brukes til å bekrefte og diagnostisere sporadisk avvikende betingelser flagget av rutinemessige tester som viskositet og infrarød spektroskopi., Nedenfor er en liste over programmer for flammepunkt testing av andre enn drivstoff fortynning:

Base Olje Sprekker

noen Ganger, veldig høy, lokalisert temperaturer kan føre til spalting og gass utviklingen innen olje, senke flammepunktet. Dette kan skje fra høy flash temperaturer (må ikke forveksles med flammepunkt) av svært lastet klem filmer i ruller kontakter av visse lagrene og girene. Det kan også oppstå der maskinen overflate temperaturen er ekstremt varmt på grunn av nærhet til damp eller ovner.,

mis-program av høy watt-tetthet tank varmeovner kan også føre til termisk cracking. Og, lufting av hydrauliske systemer ofte gjenstand væske til meget høye adiabatic temperaturer når luftbobler plutselig skal beskyttes (det kan også oppstå i kompressorer og legg soner av lager). I hydrauliske systemer, tilstanden kalles micro-dieseling når temperaturen i komprimert luft bobler er høy nok til å auto-antenne.,

Uavhengig av kilden til varme, hvis lokalisert olje temperaturer er lov til å overstige 550° C det er reell fare for cracking (avhengig av type olje og andre driftsforhold). De sprekker kan føre til dannelse av karbon bøter (cola) og low boiling point volatiles innen olje som reduserer flammepunkt temperatur. Også, eksponering for Gamma stråling, for eksempel i tilfelle av drivstoff håndtering hydraulikk i et atomkraftverk, kan føre til at gass evolusjon og lavere flammepunkt.,

Forurensning

Fordi flammepunkt er følsomme for lavt kokepunkt bestanddeler i olje en endring i flash point (opp eller ned) kan indikere tilstedeværelse av en uinvitert gjest, dvs., en forurensning. I tillegg til diesel og bensin, andre vanlige lavt kokepunkt forurensninger inkluderer natural gass (gass motorer og kompressorer) og løsemidler.

Solvent forurensning kan bli funnet når, for eksempel, en girkasse er renset ut med nafta, parafin eller andre brannfarlige cleaner. Visse forurensende stoffene er kjent for å faktisk heve flash point., Dette kan skje fra et høyt nivå av vann forurensning i olje, en felles forstyrrelser i flammepunkt testing. Vann forurensning kan også gi en falsk lav flash, spesielt i visse mini-flash-systemer som benytter endring i press for å oppdage flash.

koking av vann kan gi et falskt positivt på drivstoff, for eksempel. Vann kan også snus ut flammen i tilfeller der en gass pilot flamme er brukt. En løsning for å håndtere vann er å legge til partikler av kalsium sulfates eller kalsiumkarbonat før du utfører flash. Sentrifugering er ennå en annen løsning., Det har også blitt rapportert at kull støv og glykol (frostvæske) kan syntetisere flyktig olje komponenter, som resulterer i en opp-tick i flash point.

Feil Olje / Blandet Olje

Som vist i Figur 5, flash poeng for konvensjonelt raffinert mineralolje kan variere fra 165° C for en ISO-22 viskositet til en høy 260° C for en ISO 1000 viskositet. Flash poeng også variere noe i viskositet karakterer som påvirket av råolje og type raffineringsprosess.,

Som nevnt tidligere, syntetiske smøremidler vanligvis utstilling høyere flash poeng enn sine mineral-olje kolleger. Derfor er det noen ganger mulig å oppdage feil eller olje blandet med bruk av flash-punkt testing. Men, fra et praktisk synspunkt, andre rutinemessige tester som infrarød spektroskopi, TAN, viskositet og fargen er mer effektive i å varsle brukere til feil eller blandet smøremidler. I disse tilfellene, flammepunkt test bedre serverer i en bekreftet rolle.,

Subtractions Fra Olje

Et smøremiddel som utsettes for høy temperatur over lang tid kan miste en betydelig del av sine lys ender fra fordampning. Noen smøremidler, på grunn av base oljeraffinering og «dum-bell» blander, (høy viskositet blandet med en lav viskositet å produsere en blandet medium viskositet) er mer utsatt for å volatilization enn andre.

i Tillegg er det mulig at rutinemessig bruk av vakuum dehydrators på høy innløp temperaturer kan føre til fordampning av visse tilsetningsstoffer og med lavt kokepunkt base olje fraksjoner.,

Prøvetaking og prøvebehandling Håndtering

for å sikre nøyaktige flammepunkt resultater er det viktig at et representativt utvalg skal presenteres for instrumentet. For ulike grunner, dette er lettere sagt enn gjort. Det er verdt å merke seg at forsiktighetsregler her er like sant for noen test (FTIR -, gass-kromatografi, etc.) brukes til å måle lavt kokepunkt avfall som drivstoff.

Mange brensel, for eksempel, vil fordampe fra olje over tid dersom prøven ikke er godt forseglet., Og, lys drivstoff fraksjoner kan bokstavelig talt diffuse gjennom vegger av visse eksempel beholdere slik som de som er laget av polyetylen og polypropylen. I slike tilfeller, PET-plast og glass flasker er foretrukket.

Det kan også være tap av lys drivstoff fraksjoner når vakuum prøvetaking pumper brukes til å trekke varm motor oljer fra crankcases. Vakuum generert ikke bare trekker olje, men kan sterkt redusere kokepunkt av drivstoff, noe som fører til fordampning., For denne og andre viktige grunner, foretrukket sted for prøvetaking veivaksel oljer er på trykket linje mellom pumpen og filteret med en akseptabel live-sone prøvetaking prosedyre.

Forsiktighet må utvises ved laboratoriet som godt. Prøvene må ikke være venstre uncapped, utsettes for vakuum, eller oppvarmet før flammepunkt testing eller noen test for drivstoff fortynning. Det er mange detaljerte prosedyrer og retningslinjer som er inkludert i ASTM flammepunkt standarder som skal følges for å sikre kvalitet og treffsikkerhet.,

Standarized flammepunkt Tester for Smøremidler

for å sikre nøyaktighet og kvalitet det er best å følge standardiserte flash point prosedyrer og instrument konfigurasjoner. Det finnes mange forskjellige tester er publisert av standarder myndigheter som for eksempel ISO, ASTM, og IP. Men bare tre er ofte brukt for smøremidler og hydrauliske væsker. Og på grunn av forskjeller i disse prosedyrene, en flash-punkt må det være en temperatur alltid sitert bestemt til den prosedyren som er ansatt., En kort beskrivelse av de tre flash point prosedyrer som følger (se også Figur 6):

Cleveland Open Cup (COC)

Denne testen benytter en åpen metall beholder som er fylt med eksempel olje. Oljen varmes deretter opp på et fastsatt pris, og med jevne mellomrom en liten pilot flamme (tenner) er gått over overflaten. Dette fortsettes helt til en flash vises.

oljetemperaturen er da registrert som en flash-punkt., Prosedyren er den mest brukte til å presentere en ny smøremiddel fysiske og kjemiske egenskaper. I brukt olje analyse lab imidlertid kan prosedyren krever mer olje enn det som vanligvis er tilgjengelig, og en meget lang test tid.

Og, for drivstoff fortynning den nedre grensen for følsomhet kan være utilstrekkelig fordi, å være åpen, er det ikke beholde damper lenge nok til å få en blits.

Pensky-Marten Closed Cup

Med denne testen, prøven er innesperret i en lukket beholder inn som pilot flamme er med jevne mellomrom innført., I tillegg, smøremiddel er opphisset under oppvarming perioden, og den laveste temperaturen som en flash vises er registrert.

Som med COC-metoden, en betydelig mengde væske og tid er nødvendig for å utføre testen. Imidlertid fullt automatiserte instrumenter som er tilgjengelig fra forskjellige leverandører. Måling av drivstoff fortynning, en fordel Pensky-Marten har over COC metoden er forbedret følsomhet til lavere konsentrasjoner av drivstoff fortynning (Figur 7).,

Liten Skala Lukket Tester

Dette i liten skala flammepunkt tester går under ulike navn (f.eks., mini-flash -) og er kanskje den mest fleksible for rutinemessig brukt olje analyse. Mens både Pensky-Marten og COC kan brukes som en bestått/ikke bestått tester denne prosedyren oppnår screening test (Metode A) med bare 2ml av væske i bare 1-2 minutter.

Det endelige flammepunkt kan også oppnås (Metode B), men mer flytende og tid er nødvendig., Det er også verdt å merke seg at både repeterbarhet og reproduserbarhet av denne prosedyren er klart bedre enn de to foregående testene (Figur 8). Mange high-produksjon brukt olje analyse labs bruk denne prosedyren med automatisk prøvetaking i bestått/ikke bestått-modus i screening for drivstoff fortynning.

Konklusjon

flammepunkt har tålt tidens tann. I mange anvendelser av brukt olje analyse flammepunkt test er fortsatt metodevalget i å oppdage visse forurensninger og ikke forenlig med smøremiddel forhold., I andre tilfeller flash point fungerer som en pålitelig, diagnoseverktøy eller bekrefter testen når en mistenker at tilstanden har allerede blitt merket. Og, som de fleste alt i verden av olje-analyse, suksess i å bruke flash point avhenger forsiktig tilslutning til slike ting som for eksempel håndtering og test-protokollen.

Referanse
ASTM Årlige Book of Standards (1999)

Gill, Augustus H., En Kort Hånd-Bok av Olje-Analyse, J. B. Lippincott Selskapet, 1898.

Caines, A. J. og R. F. Haycock, Automotive Smøremidler oppslagsverk, SAE 1996.

Snook, Willett A.,, Smøring, Bind 54, Nr 9, 1968. Texaco Publisering

Moller, U. J. , Smøremidler i Drift, maskinteknikk Publikasjoner, Ltd.

Shublein, R. L., Syntetiske Smøremidler og Høy Ytelse Funtional Væsker, Marcel Dekker, 1999