Método de teste padrão ASTM D3241-19 para estabilidade de oxidação térmica de combustíveis de turbina de aviação

O “Método de teste padrão ASTM D3241-19 para estabilidade de oxidação térmica de combustíveis de turbinas de aviação” publicado pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) descreve o procedimento para avaliar a tendência dos combustíveis de turbinas a gás de acumular produtos de decomposição dentro do sistema de combustível. Os valores de pressão diferencial em mm Hg são definidos apenas para este método de teste. Nenhuma outra unidade de medida está incluída nesta norma.

O mercúrio foi designado por muitas agências reguladoras como uma substância perigosa que pode causar danos ao sistema nervoso central, aos rins e ao fígado. O mercúrio ou o seu vapor podem ser perigosos para a saúde e corrosivos para os materiais. Deve-se ter cuidado ao usar mercúrio e produtos que contenham mercúrio.

Para os fins desta norma, as seguintes definições se aplicam:

• Os sedimentos referem-se a produtos oxidativos liberados na área de teste do tubo do aquecedor ou capturados no filtro de teste, ou ambos. Os depósitos de combustível tendem a predominar na parte mais quente do tubo do aquecedor, ou seja, entre as posições de 30 mm e 50 mm.
• O tubo do aquecedor refere-se ao cupom de alumínio através do qual a alta temperatura é controlada e o combustível de teste é bombeado. O tubo é aquecido resistivamente e sua temperatura é controlada por um termopar embutido nele. A área crítica de teste é a seção mais fina de 60 mm de comprimento entre os ombros do tubo. A entrada de combustível no tubo está na posição 0 mm e a saída de combustível está na posição 60 mm.

Este método de teste para medir a estabilidade a altas temperaturas de combustíveis de turbinas a gás utiliza um dispositivo que submete o combustível de teste a condições que podem ser associadas àquelas que ocorrem em sistemas de combustível de motores de turbinas a gás. O combustível é bombeado através de um aquecedor a uma vazão volumétrica constante e depois entra em um filtro de aço inoxidável de precisão, onde os produtos da degradação do combustível podem ficar presos.

O dispositivo usado nos testes utiliza idealmente 2,5 mL de combustível de teste durante um teste de 450 horas. Os principais dados obtidos são a quantidade de sedimentos em um tubo aquecedor de alumínio e a taxa de entupimento de um filtro fino de poro nominal de 17 µm localizado imediatamente a jusante do tubo aquecedor.

Os resultados dos testes são indicativos do desempenho do combustível durante a operação da turbina a gás e podem ser usados ​​para avaliar o nível de depósitos formados quando o combustível líquido entra em contato com uma superfície aquecida a uma determinada temperatura.

O equipamento utilizado nestes testes inclui:

• Testador de estabilidade de oxidação térmica de combustível de aviação: oito modelos de equipamentos adequados podem ser usados ​​conforme especificado na tabela fornecida na norma. Algumas partes deste teste podem ser automatizadas. Para descrição detalhada do procedimento, deve-se consultar o manual do usuário adequado ao modelo do dispositivo a ser utilizado. Um manual está incluído em cada equipamento de teste. O dispositivo não deve ser operado sem o conhecimento de todos os componentes e da função de cada um. Certos parâmetros operacionais utilizados com o dispositivo são essenciais para a obtenção de resultados consistentes e precisos. Eles estão listados em uma tabela.
• Dispositivo de classificação de depósito de tubo aquecedor: Este dispositivo inclui: classificador visual de tubo, padronização de requisitos de metrologia (o número de pontos medidos é 1200 na área gradável do tubo, resolução ambiental 24 pontos espaçados uniformemente, resolução longitudinal 50 pontos espaçados uniformemente) , classificador de tubo interferométrico, classificador de tubo elipsométrico e classificador de tubo elipsométrico de comprimentos de onda múltiplos).
• Uma vez que a estabilidade à oxidação térmica do combustível de aviação é definida em termos deste método de ensaio, que depende exclusivamente e não pode ser separado do equipamento específico utilizado, o método de ensaio deve ser realizado com o mesmo equipamento utilizado para desenvolver o método de ensaio ou equipamento equivalente.

Nesta norma, as condições operacionais padrão são determinadas da seguinte forma:

• Quantidade de combustível: Mínimo 450 mL para teste mais aproximadamente 50 mL para o sistema.
• Pré-tratamento de combustível: Filtração através de uma única camada de papel de filtro qualitativo de captura e uso geral, seguida de aeração de 12 minutos a uma taxa de fluxo de ar de 1000 L⁄min para um máximo de 1,5 mL de amostra usando um gás de vidro borossilicato grosso de 6 mm tubo de dispersão.
• Pressão do sistema de combustível: 3,45 MPa (500 psi) mais/menos 10 por cento do manômetro.
• Localização do termopar: em 39 mm.
• Elemento pré-filtro do sistema de combustível: papel de filtro com tamanho de poro de 0,45 µm.
• Temperatura de controle do tubo do aquecedor: Predefinida conforme especificado na especificação atual.
• Taxa de fluxo de combustível: 3,0 mL⁄min mais/menos 10 por cento.
• Combustível mínimo bombeado durante o teste: 405 mL.
• Tempo de teste: 150 min mais/menos 2 min.
• Fluxo do líquido refrigerante: aproximadamente 39 L/hora ou meio da faixa verde no medidor do líquido refrigerante.
• Configuração de energia: Aproximadamente 75 a 100 para modelos que não sejam de PC, definida internamente para modelos de computador.

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