La norme ASTM D189 « Méthode d'essai standard pour les résidus de carbone Conradson des produits pétroliers », élaborée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM), décrit une méthode d'essai permettant de déterminer la quantité de résidus de carbone restant après l'évaporation et la pyrolyse d'une huile. Cette norme vise également à fournir des indications sur les tendances relatives à la formation de coke.
Cette méthode d'essai s'applique généralement aux produits pétroliers relativement non volatils qui se décomposent partiellement lors de la distillation à pression atmosphérique. Les produits pétroliers contenant des composants formant des cendres, tels que déterminés par la méthode d'essai standard ASTM D482 ou la méthode IP 4, présenteront un résidu de carbone inexactement élevé en fonction de la quantité de cendres formées.
Le terme « résidu de carbone » est utilisé dans cette méthode d'essai pour désigner le résidu carboné formé après la vaporisation et la pyrolyse d'un produit pétrolier dans les conditions spécifiées. Ce résidu n'est pas entièrement constitué de carbone, mais plutôt d'un coke pouvant être modifié ultérieurement par pyrolyse. Le terme « résidu de carbone » est conservé dans cette méthode d'essai uniquement conformément à son usage courant.
Les valeurs obtenues avec cette méthode d'essai ne sont pas numériquement identiques à celles obtenues avec la méthode d'essai standard ASTM D524. Des corrélations approximatives ont été établies, mais comme l'essai de résidus de carbone est applicable à une grande variété de produits pétroliers, elles ne s'appliquent pas nécessairement à tous les matériaux pouvant être testés.
Les résultats des tests sont équivalents à la méthode d’essai standard ASTM D4530.
La présence de nitrates d'alkyle, tels que le nitrate d'amyle, le nitrate d'hexyle ou le nitrate d'octyle, dans le carburant diesel entraîne une valeur résiduelle supérieure à celle observée dans le carburant vierge, ce qui peut induire en erreur quant à la tendance du carburant à former du coke. La présence de nitrates d'alkyle dans le carburant peut être déterminée à l'aide de la méthode d'essai standard ASTM D4046.
La valeur du résidu de carbone du combustible du brûleur permet d'estimer approximativement sa tendance à former des dépôts dans les brûleurs à coupelles et à manchons évaporatifs. De même, la valeur du résidu de carbone du gazole est approximativement corrélée aux dépôts dans la chambre de combustion en l'absence de nitrates d'alkyle (ou, en présence de nitrates d'alkyle, lorsque les essais sont effectués sur le combustible de base sans additifs).
Autrefois considéré comme un indicateur de la quantité de dépôts carbonés qu'une huile moteur formera dans la chambre de combustion, le taux de résidus carbonés d'une huile moteur est aujourd'hui considéré comme d'une importance douteuse en raison de la présence d'additifs dans de nombreuses huiles. Par exemple, un additif détergent formant des cendres peut augmenter le taux de résidus carbonés d'une huile, mais réduit généralement sa tendance à la formation de dépôts.
L'indice de carbone résiduel du gazole est utile pour la production de gaz à partir de gazole. Les indices de carbone résiduel des résidus de pétrole brut, des bouteilles et des brightstocks sont utiles pour la production de lubrifiants.
En résumé, le résidu de carbone Conradson mesure la quantité de résidu carboné restant après l'évaporation et la décomposition thermique d'un produit pétrolier en l'absence d'air. Il est exprimé en pourcentage massique de l'échantillon initial et déterminé conformément à la norme ASTM D189. La valeur du résidu de carbone Conradson indique la tendance d'un carburant ou d'une huile à former des dépôts de carbone (tels que du coke ou de la suie) lorsqu'il est exposé à des températures élevées. Une valeur élevée indique une probabilité accrue de dépôts, ce qui peut entraîner l'encrassement du moteur, le colmatage des injecteurs ou d'autres problèmes de fonctionnement.
Lors d'une mesure selon la norme ASTM D189, un échantillon pesé du produit pétrolier est placé dans un creuset. Le creuset est chauffé vigoureusement dans un environnement contrôlé (généralement sous une hotte conique pour limiter l'exposition à l'air). L'échantillon subit une vaporisation, une pyrolyse et une décomposition thermique. Le résidu de carbone restant après l'essai est pesé. Le résultat est exprimé en pourcentage massique de l'échantillon initial.
En bref, les résidus de carbone sont un indicateur clé de la tendance du produit à former des dépôts dans des conditions de température élevée.
La norme ASTM D189 est considérée comme importante pour les raisons suivantes :
Les applications courantes de cette méthode incluent :
En résumé, cette norme joue un rôle essentiel dans l’évaluation de la stabilité thermique et de la propreté des produits pétroliers, garantissant ainsi la fiabilité opérationnelle et la protection du système de carburant.
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