ASTM D3241-19 Standardtestverfahren für die thermische Oxidationsstabilität von Flugturbinenkraftstoffen

Die von der American Society for Testing and Materials (ASTM) veröffentlichte „ASTM D3241-19 Standardtestmethode für die thermische Oxidationsstabilität von Flugturbinenkraftstoffen“ beschreibt das Verfahren zur Bewertung der Tendenz von Gasturbinenkraftstoffen, Zersetzungsprodukte im Kraftstoffsystem anzusammeln. Nur für diese Prüfmethode sind Differenzdruckwerte in mm Hg definiert. In dieser Norm sind keine anderen Maßeinheiten enthalten.

Quecksilber wurde von vielen Aufsichtsbehörden als gefährlicher Stoff eingestuft, der Schäden am Zentralnervensystem, an den Nieren und an der Leber verursachen kann. Quecksilber oder seine Dämpfe können gesundheitsgefährdend und werkstoffätzend sein. Bei der Verwendung von Quecksilber und quecksilberhaltigen Produkten ist Vorsicht geboten.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Definitionen:

• Unter Sedimenten versteht man oxidative Produkte, die in den Testbereich des Heizrohrs freigesetzt oder im Testfilter aufgefangen werden, oder beides. Kraftstoffablagerungen treten meist im heißesten Teil des Heizrohrs auf, d. h. zwischen der 30-mm- und der 50-mm-Position.
• Unter Heizrohr versteht man das Aluminiumstück, durch das die hohe Temperatur kontrolliert und der Testkraftstoff gepumpt wird. Das Rohr wird widerstandsbeheizt und seine Temperatur wird durch ein darin eingebautes Thermoelement gesteuert. Der kritische Testbereich ist der dünnere 60 mm lange Abschnitt zwischen den Schultern des Rohrs. Der Kraftstoffeinlass zum Rohr befindet sich bei 0 mm und der Kraftstoffauslass bei 60 mm.

Bei dieser Testmethode zur Messung der Hochtemperaturstabilität von Gasturbinenkraftstoffen wird ein Gerät verwendet, das den Testkraftstoff Bedingungen aussetzt, die mit denen in Kraftstoffsystemen von Gasturbinentriebwerken in Verbindung gebracht werden können. Der Kraftstoff wird mit einem konstanten Volumenstrom durch eine Heizung gepumpt und gelangt dann in einen Präzisionsfilter aus Edelstahl, in dem Kraftstoffabbauprodukte aufgefangen werden können.

Das in den Tests verwendete Gerät verbraucht während eines 2,5-stündigen Tests idealerweise 450 ml Testkraftstoff. Die erhaltenen Schlüsseldaten sind die Sedimentmenge in einem Aluminiumheizrohr und die Verstopfungsrate eines Feinfilters mit einer Nennporengröße von 17 µm, der sich unmittelbar stromabwärts des Heizrohrs befindet.

Testergebnisse geben Aufschluss über die Kraftstoffleistung während des Gasturbinenbetriebs und können zur Bewertung des Ausmaßes der Ablagerungen verwendet werden, die sich bilden, wenn flüssiger Kraftstoff bei einer bestimmten Temperatur mit einer erhitzten Oberfläche in Kontakt kommt.

Die bei diesen Tests verwendete Ausrüstung umfasst:

• Prüfgerät für die thermische Oxidationsstabilität von Flugkraftstoffen: Es können acht geeignete Gerätemodelle verwendet werden, wie in der in der Norm enthaltenen Tabelle angegeben. Einige Teile dieses Tests können automatisiert werden. Für eine Beschreibung des detaillierten Vorgehens sollte die entsprechende Bedienungsanleitung des verwendeten Gerätemodells herangezogen werden. Jedem Prüfstand liegt ein Handbuch bei. Das Gerät sollte nicht ohne Kenntnis aller Komponenten und deren Funktion betrieben werden. Bestimmte mit dem Gerät verwendete Betriebsparameter sind entscheidend für die Erzielung konsistenter und genauer Ergebnisse. Diese werden in einer Tabelle aufgelistet.
• Gerät zur Klassifizierung von Heizrohrablagerungen: Dieses Gerät umfasst: visuelles Rohrsortiergerät, Standardisierung der messtechnischen Anforderungen (die Anzahl der gemessenen Punkte beträgt 1200 im kalibrierbaren Bereich des Rohrs, Umgebungsauflösung 24 Punkte in gleichmäßigem Abstand, Längsauflösung 50 Punkte in gleichmäßigem Abstand) , interferometrischer Rohrgrader, ellipsometrischer Rohrgrader und ellipsometrischer Multiwellenlängen-Rohrgrader).
• Da die thermische Oxidationsstabilität von Flugtreibstoff anhand dieser Prüfmethode definiert wird, die ausschließlich von der verwendeten spezifischen Ausrüstung abhängt und nicht von ihr getrennt werden kann, muss die Prüfmethode mit derselben Ausrüstung durchgeführt werden, mit der die Prüfmethode entwickelt wurde bzw gleichwertige Ausrüstung.

In dieser Norm werden Standardbetriebsbedingungen wie folgt festgelegt:

• Kraftstoffmenge: Mindestens 450 ml zum Testen plus ca. 50 ml für das System.
• Kraftstoffvorbehandlung: Filtration durch eine einzelne Schicht aus universellem, qualitativem Auffangfilterpapier, gefolgt von einer 12-minütigen Belüftung mit einem Luftdurchsatz von 1000 l⁄min für maximal 1,5 ml Probe unter Verwendung eines 6 mm groben Borosilikatglasgases Dispersionsrohr.
• Kraftstoffsystemdruck: 3,45 MPa (500 psi) plus/minus 10 Prozent Überdruck.
• Thermoelementposition: bei 39 mm.
• Vorfilterelement des Kraftstoffsystems: Filterpapier mit einer Porengröße von 0,45 µm.
• Regeltemperatur des Heizrohrs: Voreingestellt gemäß den Angaben in der aktuellen Spezifikation.
• Kraftstoffdurchfluss: 3,0 ml⁄min plus/minus 10 Prozent.
• Während des Tests mindestens gepumpte Kraftstoffmenge: 405 ml.
• Testzeit: 150 Min. plus/minus 2 Min.
• Kühlmitteldurchfluss: ca. 39 l⁄Stunde oder mittlerer grüner Bereich der Kühlmittelanzeige.
• Leistungseinstellung: Ungefähr 75 bis 100 für Nicht-PC-Modelle, intern eingestellt für Computermodelle.

Unsere Organisation bietet neben den zahlreichen Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien, die sie für Unternehmen in verschiedenen Branchen durchführt, mit ihrem geschulten und fachkundigen Personal und ihrer fortschrittlichen technologischen Ausrüstung auch Zertifizierungen und Tests an, die in der Norm „Standardtestmethode ASTM D3241-19“ definiert sind für die thermische Oxidationsstabilität von Flugturbinenkraftstoffen". Darüber hinaus werden Dienstleistungen angeboten.