ASTM D3241-19 Metodo di prova standard per la stabilità all'ossidazione termica dei combustibili per turbine aeronautiche

Il "Metodo di prova standard ASTM D3241-19 per la stabilità all'ossidazione termica dei combustibili per turbine aeronautiche" pubblicato dall'American Society for Testing and Materials (ASTM) descrive la procedura per valutare la tendenza dei combustibili per turbine a gas ad accumulare prodotti di decomposizione all'interno del sistema di alimentazione. I valori di pressione differenziale in mm Hg sono definiti solo per questo metodo di prova. Nessun'altra unità di misura è inclusa in questo standard.

Il mercurio è stato designato da molte agenzie di regolamentazione come una sostanza pericolosa che può causare danni al sistema nervoso centrale, ai reni e al fegato. Il mercurio o i suoi vapori possono essere pericolosi per la salute e corrosivi per i materiali. È necessario prestare attenzione quando si utilizza mercurio e prodotti contenenti mercurio.

Ai fini della presente norma, si applicano le seguenti definizioni:

• I sedimenti si riferiscono ai prodotti ossidativi rilasciati nell'area di prova del tubo riscaldatore o catturati nel filtro di prova, o entrambi. I depositi di carburante tendono a predominare nella parte più calda del tubo del riscaldatore, cioè tra le posizioni 30 mm e 50 mm.
• Il tubo del riscaldatore si riferisce al provino in alluminio attraverso il quale viene controllata l'alta temperatura e viene pompato il carburante di prova. Il tubo è riscaldato resistivamente e la sua temperatura è controllata da una termocoppia incorporata al suo interno. L'area critica del test è la sezione più sottile, lunga 60 mm, tra le spalle del tubo. L'ingresso del carburante nel tubo è in posizione 0 mm e l'uscita del carburante è 60 mm.

Questo metodo di prova per misurare la stabilità alle alte temperature dei combustibili per turbine a gas utilizza un dispositivo che sottopone il combustibile di prova a condizioni che possono essere associate a quelle che si verificano nei sistemi di alimentazione dei motori a turbina a gas. Il carburante viene pompato attraverso un riscaldatore a una portata volumetrica costante e quindi entra in un filtro di precisione in acciaio inossidabile dove possono essere intrappolati i prodotti di degradazione del carburante.

Il dispositivo utilizzato nei test utilizza idealmente 2,5 ml di carburante di prova durante un test di 450 ore. I dati chiave ottenuti sono la quantità di sedimenti in un tubo riscaldatore in alluminio e il tasso di intasamento di un filtro fine con pori nominali di 17 µm situato immediatamente a valle del tubo riscaldatore.

I risultati dei test sono indicativi delle prestazioni del carburante durante il funzionamento della turbina a gas e possono essere utilizzati per valutare il livello di depositi che si formano quando il carburante liquido entra in contatto con una superficie riscaldata a una determinata temperatura.

L'attrezzatura utilizzata in questi test include:

• Tester di stabilità all'ossidazione termica del carburante per aviazione: possono essere utilizzati otto modelli di apparecchiature adeguate come specificato nella tabella fornita all'interno della norma. Alcune parti di questo test possono essere automatizzate. Per una descrizione dettagliata della procedura si consiglia di consultare la guida utente appropriata per il modello di dispositivo da utilizzare. Un manuale è incluso in ogni banco di prova. Il dispositivo non deve essere utilizzato senza conoscere tutti i componenti e la funzione di ciascuno. Alcuni parametri operativi utilizzati con il dispositivo sono fondamentali per ottenere risultati coerenti e accurati. Questi sono elencati in una tabella.
• Dispositivo di classificazione del deposito del tubo riscaldatore: questo dispositivo include: selezionatore visivo del tubo, standardizzazione dei requisiti metrologici (il numero di punti misurati è 1200 nell'area graduabile del tubo, risoluzione ambientale 24 punti equidistanti, risoluzione longitudinale 50 punti equidistanti) , selezionatore di tubi interferometrici, selezionatore di tubi ellissometrici e selezionatore di tubi ellissometrici a lunghezze d'onda multiple).
• Poiché la stabilità all'ossidazione termica del carburante per aerei è definita in termini di questo metodo di prova, che dipende esclusivamente e non può essere separato dall'attrezzatura specifica utilizzata, il metodo di prova deve essere eseguito con la stessa attrezzatura utilizzata per sviluppare il metodo di prova o attrezzatura equivalente.

In questo standard, le condizioni operative standard sono determinate come segue:

• Quantità di carburante: minimo 450 ml per il test più circa 50 ml per il sistema.
• Pretrattamento del carburante: filtrazione attraverso un singolo strato di carta da filtro qualitativa per uso generale, intrappolante, seguita da aerazione di 12 minuti a una portata d'aria di 1000 L⁄min per un massimo di 1,5 ml di campione utilizzando un gas di vetro borosilicato grosso da 6 mm tubo di dispersione.
• Pressione del sistema di alimentazione: 3,45 MPa (500 psi) più/meno 10% del manometro.
• Posizione termocoppia: a 39 mm.
• Elemento prefiltro del sistema di alimentazione: carta da filtro con pori da 0,45 µm.
• Temperatura di controllo del tubo del riscaldatore: preimpostata come specificato nelle specifiche attuali.
• Portata del carburante: 3,0 ml/min più/meno 10%.
• Carburante minimo pompato durante il test: 405 ml.
• Tempo di prova: 150 minuti più/meno 2 minuti.
• Flusso del liquido refrigerante: circa 39 l/ora o al centro dell'intervallo verde sull'indicatore del liquido refrigerante.
• Impostazione di alimentazione: da 75 a 100 circa per i modelli non PC, impostata internamente per i modelli di computer.

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