Стандартен метод за изпитване на ASTM D189 за въглеродни остатъци от нефтопродукти по Конрадсън

Стандартът „ASTM D189 Стандартен метод за изпитване на въглеродни остатъци от петролни продукти по метода на Конрадсън“, разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва метод за изпитване за определяне на количеството въглеродни остатъци, оставащи след изпаряването и пиролизата на масло. Този стандарт има за цел също така да предостави известна индикация за относителните тенденции за образуване на кокс.

Този метод за изпитване е общоприложим за относително нелетливи петролни продукти, които частично се разлагат по време на дестилация при атмосферно налягане. Петролните продукти, съдържащи пепелообразуващи компоненти, определени по стандартния метод за изпитване на ASTM D482 или метода IP 4, ще имат неточно висок въглероден остатък въз основа на количеството образувана пепел.

Терминът „въглероден остатък“ се използва в целия този метод за изпитване, за да се обозначи въглеродният остатък, образуван след изпаряването и пиролизата на нефтопродукт при условията, посочени в този метод за изпитване. Остатъкът не е изцяло въглерод, а по-скоро кокс, който може да бъде допълнително модифициран чрез пиролиза. Терминът „въглероден остатък“ се запазва в този метод за изпитване само в съответствие с общата му употреба.

Стойностите, получени с този метод на изпитване, не са числено идентични с тези, получени със стандартния метод на изпитване ASTM D524. Получени са приблизителни корелации, но тъй като изпитването за въглеродни остатъци е приложимо за голямо разнообразие от петролни продукти, те не е задължително да се отнасят за всички материали, които могат да бъдат тествани.

Резултатите от теста са еквивалентни на стандартния метод за изпитване ASTM D4530.

Наличието на алкилни нитрати, като амилнитрат, хексилнитрат или октилнитрат, в дизеловото гориво води до по-висока остатъчна стойност от наблюдаваната в чистото гориво, което може да доведе до погрешни заключения относно склонността на горивото да образува кокс. Наличието на алкилни нитрати в горивото може да се определи с помощта на стандартния метод за изпитване ASTM D4046.

Стойността на въглеродния остатък в горивото на горелката служи като груба оценка на склонността на горивото да образува отлагания в изпарителни чашковидни и ръкавни горелки. По подобен начин, въглеродният остатък в дизеловото гориво корелира приблизително с отлаганията в горивната камера, когато алкилнитрати не присъстват (или когато присъстват, когато изпитването се извършва върху базово гориво без добавки).

Някога смятана за индикатор за количеството въглеродни отлагания, които моторното масло ще образува в горивната камера на двигателя, стойността на въглеродния остатък в моторното масло сега се счита за съмнителна поради наличието на добавки в много масла. Например, добавка към детергент, образуваща пепел, може да увеличи стойността на въглеродния остатък в маслото, но като цяло намалява склонността му към образуване на отлагания.

Стойността на въглеродния остатък в газьола е полезна като ориентир при производството на газ от газьол. Стойностите на въглеродния остатък в остатъците от суров петрол, бутилките и светлите отпадъци са полезни при производството на смазочни материали.

Накратко, въглеродният остатък по Конрадсън е мярка за количеството въглероден остатък, оставащ след изпаряване и термично разлагане на петролен продукт при липса на въздух. Той се изразява като тегловен процент от оригиналната проба и се определя в съответствие със стандарта ASTM D189. Стойността на въглеродния остатък по Конрадсън показва склонността на горивото или маслото да образува въглеродни отлагания (като кокс или сажди), когато е изложено на високи температури. По-високата стойност показва по-голяма вероятност от отлагания, което може да доведе до замърсяване на двигателя, запушване на инжекторите или други оперативни проблеми.

При измерване съгласно ASTM D189, претеглена проба от нефтопродукта се поставя в тигел. Тигелът се нагрява енергично в контролирана среда (обикновено в коничен капак, за да се ограничи излагането на въздух). Пробата претърпява изпаряване, пиролиза и термично разлагане. Въглеродният остатък, останал след изпитването, се претегля. Резултатът се отчита като процент от масата на оригиналната проба.

Накратко, въглеродните остатъци са ключов индикатор за склонността на продукта да образува отлагания при условия на висока температура.

Стандартът ASTM D189 се счита за важен поради следните причини:

• Показва тенденция за образуване на отлагания: Помага за прогнозиране на вероятността от образуване на кокс или въглеродни отлагания в двигатели, горелки или друго оборудване, работещо с висока температура. От съществено значение за оценка на горива като дизел, мазути и смазочни масла.
• Ръководства за контрол на качеството на горивата и маслата: Използва се от рафинерии и производители, за да се гарантира консистентност и качество на продукта. Високите стойности на остатъците могат да показват необходимостта от допълнително рафиниране или смесване.
• Поддържа живота на оборудването: Горива или масла с прекомерни въглеродни остатъци могат да причинят замърсяване, намалена ефективност и повреда на горивните системи. Помага при избора на подходящи горива за чувствителни системи.
• Стандартизация в целия бранш: Осигурява единна процедура за изпитване, призната в различните индустрии, включително нефтохимическата, автомобилната и аерокосмическата. Улеснява световната търговия и спазването на изискванията чрез хармонизиране с други спецификации (напр. ASTM D975 за дизелово гориво).
• Бенчмарк за алтернативни методи за изпитване: Служи като референтен показател, спрямо който могат да се сравняват други методи за определяне на въглеродни остатъци (напр. микровъглеродни остатъци).

Често срещани приложения на този метод включват:

• Изпитване на дизелови горива, тежки горива, смазочни материали и сурови петролни продукти.
• Подпомагане на съответствието със спецификациите за корабни горива, авиационни турбинни горива и промишлени смазочни материали.

В обобщение, този стандарт играе жизненоважна роля при оценката на термичната стабилност и чистотата на петролните продукти, осигурявайки експлоатационна надеждност и защита на горивната система.

Нашата организация, която от години подкрепя бизнеса във всички сектори чрез широк спектър от дейности по тестване, измерване, анализ и оценка, разполага със силен екип от служители, които следят отблизо световните развития в науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенстват. В този контекст, ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със стандартния метод за изпитване ASTM D189 за въглеродни остатъци от петролни продукти на Conradson.