ASTM D189 石油产品康拉德森残炭标准试验方法

美国材料与试验协会 (ASTM) 制定的《石油产品康拉德森残炭标准试验方法》(ASTM D189) 标准描述了一种测定油品蒸发和热解后残留残炭量的试验方法。该标准还旨在提供一些相对结焦趋势的指标。

该测试方法通常适用于相对不易挥发、在常压蒸馏过程中会部分分解的石油产品。根据ASTM标准测试方法D482或IP方法4测定，含有灰分形成成分的石油产品，其残炭量会不准确地偏高。

本试验方法中使用的术语“残炭”是指石油产品在本试验方法规定的条件下汽化和热解后形成的含碳残渣。残渣并非完全由碳组成，而是焦炭，可通过热解进一步改性。本试验方法中仅根据其常规用法保留“残炭”一词。

该测试方法获得的数值与ASTM D524标准测试方法获得的数值在数值上并不完全相同。虽然已经得出了近似的相关性，但由于残炭测试适用于各种各样的石油产品，因此它们并不一定适用于所有可测试的材料。

测试结果与ASTM D4530标准测试方法等效。

柴油中含有硝酸烷基酯（例如硝酸戊酯、硝酸己酯或硝酸辛酯）会导致残渣值高于原始燃料，从而可能对燃料的结焦倾向做出错误的判断。可以使用 ASTM D4046 标准测试方法测定燃料中硝酸烷基酯的存在。

燃烧器燃料的残碳值可以粗略估计燃料在蒸发杯和套筒燃烧器中形成沉积物的倾向。同样，当不存在硝酸烷基酯时（或存在硝酸烷基酯时，对未添加添加剂的基础燃料进行测试），柴油的残碳值与燃烧室沉积物大致相关。

机油的残炭值曾被认为是衡量发动机燃烧室内积碳量的一个指标，但由于许多机油中含有添加剂，其实际意义如今已受到质疑。例如，一种会形成灰分的清净剂添加剂可能会增加机油的残炭值，但通常会降低其形成沉积物的倾向。

柴油的残炭值可用于指导柴油生产天然气。原油残渣、汽缸油和光亮油的残炭值可用于指导润滑油的生产。

简而言之，康氏残炭量是石油产品在隔绝空气的情况下蒸发和热分解后残留的碳质残渣量的量度。它以原始样品的重量百分比表示，并根据 ASTM D189 进行测定。康氏残炭量值表示燃料或油品在高温下形成积碳（例如焦炭或烟灰）的倾向。数值越高，积碳形成的可能性就越大，这可能导致发动机结垢、喷油器堵塞或其他运行问题。

按照 ASTM D189 进行测量时，将称重的石油产品样品放入坩埚中。坩埚在受控环境中（通常置于锥形罩内以限制与空气的接触）剧烈加热。样品经历汽化、热解和热分解。称量测试后残留的碳。结果以原始样品的质量百分比表示。

简而言之，碳残留量是产品在高温条件下形成沉积物趋势的关键指标。

ASTM D189 标准之所以被认为重要，原因如下：

• 指示沉积物形成趋势：有助于预测发动机、燃烧器或其他高温设备中焦炭或碳沉积物形成的可能性。对于评估柴油、燃油和润滑油等燃料至关重要。
• 指导燃料和油品质量控制：炼油厂和制造商使用它来确保产品的一致性和质量。高残留值可能表明需要进一步精炼或混合。
• 延长设备寿命：含碳量过高的燃料或油品会造成污染、效率降低，并损坏燃烧系统。帮助敏感系统选择合适的燃料。
• 行业标准化：提供石化、汽车和航空航天等行业认可的统一测试程序。通过与其他规范（例如，柴油的 ASTM D975）协调，促进全球贸易和合规。
• 替代测试方法的基准：作为与其他碳残留方法（例如微碳残留）进行比较的参考。

该方法的常见应用包括：

• 测试柴油、重质燃料油、润滑油和原油。
• 支持船用燃料、航空涡轮燃料和工业润滑油的规范合规性。

综上所述，该标准对于评价石油产品的热稳定性和清洁度，确保运行可靠性和燃料系统保护起着至关重要的作用。

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