SAE J1737 Określanie strat węglowodorów z przewodów paliwowych, węży, złączek i zespołów przewodów paliwowych metodą recyklingu

Norma „SAE J1737 Procedura testowa do określania strat węglowodorów z przewodów paliwowych, węży, złączek i zespołów przewodów paliwowych metodą recyklingu”, opracowana przez Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Motoryzacyjnych (SAE), opisuje procedurę określania strat płynów węglowodorowych na skutek przesiąkania przez ścianki komponentów, a także przez mikronieszczelności na stykach zmontowanych komponentów, przy niezależnej kontroli temperatury i ciśnienia.

Badanie to przeprowadza się w układzie recyrkulacyjnym, w którym elementy paliwa testowego, które przesączają się przez ścianki próbki i przechodzą przez granice faz, są transportowane kontrolowanym przepływem suchego azotu do punktu pomiarowego. Punktem pomiarowym jest urządzenie, takie jak pojemnik z węglem aktywnym lub inna metoda zbierania lub akumulacji. W tym przypadku straty węglowodorów mierzy się poprzez zmianę masy lub analizuje inną odpowiednią metodą.

W nowoczesnych pojazdach emisje par paliwa stanowią istotne źródło zanieczyszczeń węglowodorami z układu paliwowego. Emisje te powstają głównie na skutek przepuszczalności, gdzie cząsteczki paliwa (zwłaszcza lżejszych węglowodorów z benzyny) powoli przenikają przez ścianki elementów transportujących paliwo, takich jak gumowe lub plastikowe przewody, rury, złączki i kompletne zespoły przewodów paliwowych.

Norma SAE J1737 określa znormalizowaną metodę badań laboratoryjnych, umożliwiającą dokładny i powtarzalny pomiar strat przepuszczalności. Metoda ta pomaga producentom w następujących obszarach:

• Opracowywanie i kwalifikacja materiałów i projektów układów paliwowych o niskiej przepuszczalności.
• Wykazanie zgodności z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska (w szczególności normami emisji parowania)
• Porównanie różnych materiałów, warstw barierowych lub struktur.

Test ten od lat jest stosowany jako punkt odniesienia w przepisach dotyczących m.in. małych silników lądowych, silników morskich z zapłonem iskrowym, pojazdów drogowych oraz programów EPA dotyczących emisji par.

Ta metoda badawcza wykorzystuje technikę recyrkulacji do pomiaru przepuszczalności w kontrolowanych warunkach:

• Przygotowanie próbki testowej: Przewód paliwowy, wąż, złączkę lub cały zespół wypełnia się paliwem testowym (zazwyczaj benzyną odniesienia, taką jak CE10 lub podobną mieszanką zawierającą etanol).
• Układ recyrkulacji: Paliwo jest stale recyrkulowane przez element za pomocą pompy. Zapobiega to zastojowi paliwa, utrzymując jednocześnie stałe narażenie na działanie paliwa, jego temperaturę i ciśnienie.
• Układ obiegu zamkniętego oparty na zbiorniku: System obejmuje zbiornik, którego objętość jest znacznie większa niż objętość wewnętrzna próbki testowej (SAE zaleca minimalną objętość wewnętrzną 800-krotności dla wielu testów, aby zminimalizować wpływ stężenia). Przepuszczalne węglowodory gromadzą się w paliwie zbiornikowym z czasem.
• Zasada pomiaru: Współczynnik przepuszczalności określa się poprzez monitorowanie wzrostu stężenia węglowodorów w paliwie złożowym (lub czasami poprzez analizę utraty masy/chromatografię gazową). Wyniki są zazwyczaj wyrażane w gramach węglowodorów na metr kwadratowy zwilżonej powierzchni na dobę (g/m²/dzień).
• Warunki testu:
• Temperatura: Aby przyspieszyć przepuszczalność i symulować gorące warunki pod maską, zwykle utrzymuje się ją na wysokim poziomie (np. 40 lub 60 stopni, w zależności od zastosowania/regulacji).
• Czas trwania: Wystarczająco długi, aby osiągnąć stałą przepuszczalność (zwykle od kilku dni do kilku tygodni).
• Ciśnienie: Zwykle ciśnienie otoczenia lub nieco wyższe.
• Paliwo: Mieszanki nadające się do faktycznego użytku (w tym utleniacze, takie jak etanol).

Wiele przepisów określa maksymalne wskaźniki przepuszczalności przewodów paliwowych. Na przykład, maksymalna wartość 15 g/m²/dzień jest powszechna w przypadku testów z certyfikowaną benzyną w temperaturze co najmniej 40 stopni. Niższe limity obowiązują w bardziej rygorystycznych programach lub w przypadku przewodów barierowych.

Biorąc pod uwagę rosnący nacisk na pojazdy o niskiej emisji par, układy hybrydowe i paliwa alternatywne, norma SAE J1737 pozostaje podstawową metodą kwalifikacji przewodów barierowych wielowarstwowych, rur powlekanych fluoropolimerem i innych technologii o niskiej przepuszczalności, które pomagają spełniać globalne normy emisji par.

Norma ta ma kluczowe znaczenie dla osób zajmujących się projektowaniem układów paliwowych, certyfikacją regulacyjną lub doborem materiałów do zastosowań w motoryzacji, statkach, małych silnikach i pojazdach terenowych, ponieważ stanowi podstawową znormalizowaną metodę pomiaru przepuszczalności węglowodorów przez przewody paliwowe, węże, rury, złączki i komponenty, które w znacznym stopniu przyczyniają się do emisji par. Norma ta jest jednym z najważniejszych protokołów testowych w dziedzinie emisji par.

Emisje par powstają w wyniku powolnego przenikania (dyfuzji) węglowodorów paliwowych (lotnych związków organicznych, LZO) przez ścianki podzespołów układu paliwowego, nawet gdy pojazd lub urządzenie nie pracuje. Przyczyniają się one znacząco do całkowitego zanieczyszczenia węglowodorami z pojazdów i urządzeń napędzanych benzyną. Działają jako prekursory ozonu w warstwie przyziemnej (dymu) i wtórnych aerozoli organicznych (drobnych cząstek stałych, PM2.5).

Całkowite parowanie może odpowiadać za znaczną część emisji węglowodorów, czasami równą lub przewyższającą emisję spalin w starszych lub słabo kontrolowanych systemach. Ponieważ niekontrolowane straty spowodowane parowaniem z układów paliwowych zanieczyszczają atmosferę nawet przy wyłączonych silnikach (np. w zaparkowanych pojazdach, przechowywanym sprzęcie), zmniejszenie przepuszczalności ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia celów dotyczących czystości powietrza.

Producenci powinni stosować normę SAE J1737 w następujących celach:

• Aby potwierdzić, że przewody paliwowe i węże spełniają wymagania dotyczące przepuszczalności.
• Aby scharakteryzować materiały o niskiej przepuszczalności (np. wielowarstwowe węże barierowe wykonane z fluoropolimeru, nylonu lub bariery EVOH).
• Aby wykazać zgodność podczas homologacji typu, certyfikacji komponentów lub zastosowań regulacyjnych.

Komponenty nie mogą być sprzedawane ani montowane na rynkach regulowanych prawnie bez zdania testu zgodności z normą SAE J1737. Ma to bezpośredni wpływ na zatwierdzenie produktu, dostęp do rynku i zgodność z warunkami gwarancji.

Nasza organizacja, z kompetentnym i doświadczonym zespołem, od wielu lat rozumie potrzeby swoich klientów, zapewniając im zaawansowane usługi testowe, których potrzebują, oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi testowe zgodne z normą SAE J1737.