Стандарт SAE J1737 «Определение потерь углеводородов из топливопроводов, шлангов, фитингов и топливопроводов методом рециркуляции»

Стандарт «SAE J1737 Процедура испытания для определения потерь углеводородов из топливопроводов, шлангов, фитингов и топливопроводов методом рециркуляции», разработанный Американским обществом автомобильных инженеров (SAE), описывает процедуру определения потерь углеводородных жидкостей в результате просачивания через стенки компонентов, а также в результате микроутечек на стыках собранных компонентов, при этом температура и давление контролируются независимо.

Этот тест проводится в системе рециркуляции, где элементы исследуемого топлива, просачивающиеся сквозь стенки образца и проходящие через границы раздела фаз, транспортируются контролируемым потоком сухого азота к точке измерения. Эта точка измерения представляет собой устройство, например, контейнер с активированным углем или другой метод сбора или накопления. Здесь потери углеводородов измеряются по изменению веса или анализируются другим подходящим методом.

В современных автомобилях испарение топлива является значительным источником загрязнения углеводородами из топливной системы. Эти выбросы происходят главным образом за счет проницаемости, когда молекулы топлива (особенно более легкие углеводороды из бензина) медленно проходят сквозь стенки топливопроводящих компонентов, таких как резиновые или пластиковые шланги, трубы, фитинги и топливопроводы в сборе.

Стандарт SAE J1737 предоставляет стандартизированный лабораторный метод испытаний для точного и воспроизводимого измерения этих потерь проницаемости. Этот метод помогает производителям в следующих областях:

• Разработка и сертификация материалов и конструкций топливных систем с низкой проницаемостью.
• Демонстрация соответствия экологическим нормам (в частности, стандартам выбросов от испарения).
• Сравнение различных материалов, барьерных слоев или структур.

Этот тест уже много лет используется в качестве эталонного метода в нормативных документах, например, для маломощных наземных двигателей, судовых двигателей с искровым зажиганием, дорожных транспортных средств и программ Агентства по охране окружающей среды (EPA) по контролю выбросов паров топлива.

Данный метод испытания использует технику рециркуляции для измерения проницаемости в контролируемых условиях:

• Подготовка образца для испытания: Топливная трубка, шланг, фитинг или вся сборка заполняются тестовым топливом (обычно это эталонный бензин, такой как CE10 или аналогичные смеси, содержащие этанол).
• Система рециркуляции: Топливо непрерывно рециркулирует через компонент с помощью насоса. Это предотвращает застой топлива, поддерживая при этом постоянную доступность топлива, температуру и давление.
• Система замкнутого контура на основе резервуара: система включает резервуар, объем которого значительно превышает внутренний объем образца для испытаний (SAE рекомендует минимальный внутренний объем, равный 800 разам объема резервуара, для многих испытаний, чтобы минимизировать эффекты концентрации). Проницаемые углеводороды накапливаются в топливе резервуара с течением времени.
• Принцип измерения: скорость проницаемости определяется путем мониторинга увеличения концентрации углеводородов в пластовом топливе (или иногда методом потери веса/газового хроматографического анализа). Результаты обычно выражаются в граммах углеводородов на квадратный метр смоченной поверхности в сутки (г/м²/сутки).
• Условия испытаний:
• Температура: Для ускорения проницаемости и имитации высоких температур под капотом температура обычно поддерживается на высоком уровне (например, 40 или 60 градусов в зависимости от области применения/нормативных требований).
• Продолжительность: Достаточная для достижения стационарного уровня проницаемости (обычно от нескольких дней до нескольких недель).
• Давление: Обычно атмосферное или немного выше.
• Топливо: Смеси, пригодные для практического использования (включая кислородсодержащие соединения, такие как этанол).

Во многих нормативных документах установлены максимальные показатели проницаемости топливопроводов. Например, обычно устанавливается максимальный показатель 15 г/м²/сутки при испытаниях сертифицированным бензином при температуре не ниже 40 градусов. В более строгих программах или для шлангов с барьерным слоем применяются более низкие пределы.

В условиях растущего внимания к транспортным средствам с низким уровнем испарительных выбросов, гибридным системам и альтернативным видам топлива стандарт SAE J1737 остается основополагающим методом квалификации многослойных барьерных шлангов, трубок с фторполимерным покрытием и других технологий с низкой проницаемостью, которые помогают соответствовать мировым стандартам по уровню испарительных выбросов.

Этот стандарт имеет решающее значение для тех, кто занимается проектированием топливных систем, сертификацией в соответствии с нормативными требованиями или выбором материалов для автомобильной, морской, маломощной и внедорожной техники, поскольку он служит основным стандартизированным методом испытаний для измерения проницаемости углеводородов через топливопроводы, шланги, трубы, фитинги и компоненты, которые вносят значительный вклад в испарение топлива. Этот стандарт является одним из наиболее важных протоколов испытаний в области измерения испарения топлива.

Испарительные выбросы возникают в результате медленного прохождения (диффузии) углеводородов топлива (летучих органических соединений, ЛОС) через стенки компонентов топливной системы, даже когда транспортное средство или оборудование не работает. Они вносят значительный вклад в общее загрязнение углеводородами от бензиновых транспортных средств и оборудования. Они являются предшественниками приземного озона (дыма) и вторичных органических аэрозолей (мелкодисперсных частиц, PM2.5).

В целом, испарение может составлять значительную долю выбросов углеводородов, иногда достигая или превышая выбросы выхлопных газов в старых или плохо контролируемых системах. Поскольку неконтролируемые потери от испарения из топливных систем загрязняют атмосферу даже при выключенных двигателях (например, в припаркованных автомобилях, хранящемся оборудовании), снижение проницаемости имеет решающее значение для достижения целевых показателей чистоты воздуха.

Производителям следует использовать стандарт SAE J1737 для следующих целей:

• Для подтверждения соответствия топливопроводов и шлангов предельным значениям проницаемости.
• Для характеристики материалов с низкой проницаемостью (например, многослойных барьерных шлангов из фторполимера, нейлона или барьерного материала EVOH).
• Для подтверждения соответствия требованиям в процессе утверждения типа, сертификации компонентов или подачи заявок в регулирующие органы.

Продавать или собирать компоненты на рынках, регулируемых законодательством, без прохождения испытаний по стандарту SAE J1737 запрещено. Это напрямую влияет на одобрение продукции, доступ на рынок и соблюдение гарантийных обязательств.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентной и опытной командой, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем услуги по тестированию, соответствующие стандарту SAE J1737.