ASTM D3241-19 航空渦輪燃料熱氧化穩定性的標準測試方法

美國材料與試驗協會（ASTM）發布的「ASTM D3241-19航空渦輪燃料熱氧化穩定性標準測試方法」描述了對燃氣渦輪機燃料在燃料系統內累積分解產物的傾向進行評級的程序。僅針對此測試方法定義了以毫米汞柱為單位的壓力差值。本標準不包含其他計量單位。

汞已被許多監管機構指定為有害物質，可導致中樞神經系統、腎臟和肝臟損傷。汞或其蒸氣可能危害健康並腐蝕材料。使用汞和含汞產品時應小心。

就本標準而言，下列定義適用：

• 沉積物是指釋放到加熱器管的測試區域中或在測試過濾器中捕獲的氧化產物，或兩者兼而有之。燃料沉積物往往主要集中在加熱器管最熱的部分，即 30 毫米和 50 毫米位置之間。
• 加熱管是指控制在高溫下並泵送測試燃料的鋁製試片。該管採用電阻加熱，其溫度由內置熱電偶控制。關鍵測試區域是管肩之間 60 毫米長的較薄部分。管的燃料入口位於 0 mm 位置，燃料出口位於 60 mm。

這種用於測量燃氣渦輪機燃料的高溫穩定性的測試方法使用一種裝置，該裝置使測試燃料經受與燃氣渦輪機燃料系統中發生的條件相關的條件。燃料以恆定的體積流量泵送通過加熱器，然後進入精密不銹鋼過濾器，燃料降解產物可以被捕獲。

測試中使用的設備在 2,5 小時的測試中理想情況下使用 450 mL 的測試燃料。所獲得的關鍵數據是鋁製加熱管中的沉積物量以及位於加熱管下游的 17 µm 標稱孔徑精細過濾器的堵塞率。

測試結果顯示燃氣渦輪機運行期間的燃料性能，並可用於評估液體燃料在給定溫度下與加熱表面接觸時形成的沉積物水平。

這些測試中使用的設備包括：

• 航空燃油熱氧化安定性測定儀：可採用標準中表格規定的八種合適的設備型號。該測試的某些部分可以自動化。有關詳細流程的說明，請參閱所用設備型號的相應使用者指南。每個測試裝置均附有一本手冊。在不了解所有組件及其功能的情況下，不應操作該設備。設備使用的某些操作參數對於獲得一致和準確的結果至關重要。這些都列在表中。
• 加熱器管沉積物分級裝置：此裝置包含：可視管分級機、計量需求標準化（管可分級區域內測量點數為1200個，環境解析度24點等距，縱向解析度50點等距） 、干涉管分級機、橢圓管分級機和多波長橢圓管分級機）。
• 由於噴射燃料的熱氧化穩定性是根據本測試方法定義的，它完全取決於所使用的特定設備，並且不能與所使用的特定設備分開，因此測試方法必須使用與制定測試方法或所使用的設備相同的設備進行。

本標準中，標準操作條件確定如下：

• 燃油量：至少 450 mL 用於測試，加上約 50 mL 用於系統。
• 燃料預處理：透過單層通用捕集定性濾紙進行過濾，然後使用 12 mm 粗硼矽酸鹽玻璃以 1000 L/min 的空氣流速曝氣 1,5 分鐘，最多可處理 6 mL 的樣品氣體分散管。
• 燃油系統壓力：3,45 MPa (500 psi) 加/減 10% 表壓。
• 熱電偶位置：39 毫米。
• 燃油系統預濾心：孔徑為 0,45 µm 的濾紙。
• 加熱管控制溫度：依現行規範規定預設。
• 燃油流量：3,0 mL/min 加/減 10%。
• 測試期間泵送的最小燃油量：405 毫升。
• 測驗時間：150 分鐘加/減 2 分鐘。
• 冷卻液流量：約 39 公升/小時或冷卻液壓力表上綠色範圍的中間值。
• 功率設定：非 PC 型號約 75 至 100，電腦型號內部設定。

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