Méthode d'essai standard ASTM D3241-19 pour la stabilité à l'oxydation thermique des carburants pour turbines d'aviation

La « Méthode d'essai standard ASTM D3241-19 pour la stabilité à l'oxydation thermique des carburants pour turbines d'aviation » publiée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM) décrit la procédure d'évaluation de la tendance des carburants pour turbines à gaz à accumuler des produits de décomposition dans le système de carburant. Les valeurs de pression différentielle en mm Hg sont définies uniquement pour cette méthode de test. Aucune autre unité de mesure n'est incluse dans cette norme.

Le mercure a été désigné par de nombreux organismes de réglementation comme une substance dangereuse pouvant causer des lésions au système nerveux central, aux reins et au foie. Le mercure ou ses vapeurs peuvent être dangereux pour la santé et corrosifs pour les matériaux. Des précautions doivent être prises lors de l’utilisation du mercure et des produits contenant du mercure.

Aux fins de la présente norme, les définitions suivantes s'appliquent :

• Les sédiments font référence aux produits oxydants libérés dans la zone de test du tube chauffant ou capturés dans le filtre de test, ou les deux. Les dépôts de carburant ont tendance à prédominer dans la partie la plus chaude du tube chauffant, c'est-à-dire entre les positions 30 mm et 50 mm.
• Le tube chauffant fait référence au coupon en aluminium qui est contrôlé à haute température et pompé le carburant d'essai. Le tube est chauffé par résistance et sa température est contrôlée par un thermocouple intégré. La zone de test critique est la section la plus fine de 60 mm de long entre les épaulements du tube. L'entrée de carburant dans le tube est en position 0 mm et la sortie de carburant est en position 60 mm.

Cette méthode d'essai pour mesurer la stabilité à haute température des carburants pour turbines à gaz utilise un dispositif qui soumet le carburant d'essai à des conditions qui peuvent être associées à celles qui se produisent dans les systèmes de carburant des moteurs à turbine à gaz. Le carburant est pompé à travers un réchauffeur à un débit volumétrique constant, puis pénètre dans un filtre de précision en acier inoxydable où les produits de dégradation du carburant peuvent être piégés.

L'appareil utilisé dans les tests utilise idéalement 2,5 ml de carburant de test pendant un test de 450 heures. Les données clés obtenues sont la quantité de sédiments dans un tube chauffant en aluminium et le taux de colmatage d'un filtre fin à pores nominaux de 17 µm situé immédiatement en aval du tube chauffant.

Les résultats des tests indiquent les performances du carburant pendant le fonctionnement de la turbine à gaz et peuvent être utilisés pour évaluer le niveau de dépôts formés lorsque le carburant liquide entre en contact avec une surface chauffée à une température donnée.

Le matériel utilisé lors de ces tests comprend :

• Testeur de stabilité à l'oxydation thermique du carburant d'aviation : huit modèles d'équipement appropriés peuvent être utilisés comme spécifié dans le tableau fourni dans la norme. Certaines parties de ce test peuvent être automatisées. Pour une description de la procédure détaillée, il convient de consulter le guide de l'utilisateur approprié au modèle d'appareil à utiliser. Un manuel est inclus avec chaque banc d'essai. L'appareil ne doit pas être utilisé sans connaître tous les composants et la fonction de chacun. Certains paramètres opérationnels utilisés avec l'appareil sont essentiels pour obtenir des résultats cohérents et précis. Ceux-ci sont répertoriés dans un tableau.
• Dispositif de classification des dépôts de tubes chauffants : Cet appareil comprend : une niveleuse visuelle des tubes, une standardisation des exigences métrologiques (le nombre de points mesurés est de 1200 dans la zone gradable du tube, une résolution environnementale de 24 points régulièrement espacés, une résolution longitudinale de 50 points régulièrement espacés) , niveleuse de tubes interférométriques, niveleuse de tubes ellipsométriques et niveleuse de tubes ellipsométriques multi-longueurs d'onde).
• Étant donné que la stabilité à l'oxydation thermique du carburéacteur est définie en fonction de cette méthode d'essai, qui dépend uniquement de l'équipement spécifique utilisé et ne peut être séparée de celui-ci, la méthode d'essai doit être réalisée avec le même équipement que celui utilisé pour développer la méthode d'essai ou matériel équivalent.

Dans cette norme, les conditions de fonctionnement standard sont déterminées comme suit :

• Quantité de carburant : Minimum 450 mL pour les tests plus environ 50 mL pour le système.
• Prétraitement du carburant : Filtration à travers une seule couche de papier filtre qualitatif de piégeage à usage général, suivie d'une aération de 12 minutes à un débit d'air de 1000 L⁄min pour un échantillon maximum de 1,5 6 ml à l'aide d'un gaz en verre borosilicaté grossier de XNUMX mm. tube de dispersion.
• Pression du système de carburant : 3,45 MPa (500 psi) plus/moins 10 % de la jauge.
• Emplacement du thermocouple : à 39 mm.
• Élément pré-filtrant du système de carburant : papier filtre avec une taille de pores de 0,45 µm.
• Température de contrôle du tuyau de chauffage : préréglée comme spécifié dans les spécifications actuelles.
• Débit de carburant : 3,0 mL⁄min plus/moins 10 pour cent.
• Carburant minimum pompé pendant les tests : 405 mL.
• Durée du test : 150 min plus/moins 2 min.
• Débit du liquide de refroidissement : environ 39 L⁄heure ou milieu de la plage verte sur la jauge du liquide de refroidissement.
• Réglage de la puissance : environ 75 à 100 pour les modèles non PC, défini en interne pour les modèles d'ordinateur.

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