ASTM D189 石油產品康拉德森殘炭標準試驗方法

美國材料與試驗協會 (ASTM) 制定的《石油產品康拉德森殘炭標準試驗方法》(ASTM D189) 標準描述了一種測定油品蒸發和熱解後殘留殘炭量的試驗方法。該標準也旨在提供一些相對結焦趨勢的指標。

此測試方法通常適用於相對不易揮發、在常壓蒸餾過程中會部分分解的石油產品。根據ASTM標準測試方法D482或IP方法4測定，含有灰分形成成分的石油產品，其殘炭量會不準確地偏高。

本試驗方法中使用的術語「殘炭」是指石油產品在本試驗方法規定的條件下汽化和熱解後形成的含碳殘渣。殘渣並非完全由碳組成，而是焦炭，可透過熱解進一步改質。本試驗方法中僅依其常規用法保留「殘炭」一詞。

此測試方法所得的數值與ASTM D524標準測試方法所得的數值在數值上並不完全相同。雖然已經得出了近似的相關性，但由於殘炭測試適用於各種各樣的石油產品，因此它們並不一定適用於所有可測試的材料。

測試結果與ASTM D4530標準測試方法等效。

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）會導致殘渣值高於原始燃料，可能對燃料的結焦傾向做出錯誤的判斷。可以使用 ASTM D4046 標準測試方法測定燃料中硝酸烷基酯的存在。

燃燒器燃料的殘碳值可以粗略估計燃料在蒸發杯和套筒燃燒器中形成沉積物的傾向。同樣，當不存在硝酸烷基酯時（或存在硝酸烷基酯時，對未添加添加劑的基礎燃料進行測試），柴油的殘碳值與燃燒室沉積物大致相關。

機油的殘炭值曾被認為是衡量引擎燃燒室內積碳量的指標，但由於許多機油中含有添加劑，其實際意義如今已受到質疑。例如，一種會形成灰分的清淨劑添加劑可能會增加機油的殘炭值，但通常會降低其形成沉積物的傾向。

柴油的殘炭值可用於指導柴油生產天然氣。原油殘渣、汽缸油和光亮油的殘炭值可用於指導潤滑油的生產。

簡而言之，康氏殘炭量是石油產品在隔絕空氣的情況下蒸發和熱分解後殘留的碳質殘渣量的量度。它以原始樣品的重量百分比表示，並根據 ASTM D189 進行測定。康氏殘炭量值表示燃料或油品在高溫下形成積碳（例如焦炭或煙灰）的傾向。數值越高，積碳形成的可能性就越大，這可能導致引擎結垢、噴油器堵塞或其他運作問題。

依照 ASTM D189 進行測量時，將已稱重的石油產品樣品放入坩堝中。坩堝在受控環境中（通常置於錐形罩內以限制與空氣的接觸）劇烈加熱。樣品經歷汽化、熱解和熱分解。稱量測試後殘留的碳。結果以原始樣本的質量百分比表示。

簡而言之，碳殘留量是產品在高溫條件下形成沉積物趨勢的關鍵指標。

ASTM D189 標準之所以重要，原因如下：

• 指示沉積物形成趨勢：有助於預測引擎、燃燒器或其他高溫設備中焦炭或碳沉積物形成的可能性。對於評估柴油、燃油和潤滑油等燃料至關重要。
• 指導燃料和油品品質控制：煉油廠和製造商使用它來確保產品的一致性和品質。高殘留值可能表示需要進一步精煉或混合。
• 延長設備壽命：含碳量過高的燃料或油品會造成污染、效率降低，並損壞燃燒系統。幫助敏感系統選擇合適的燃料。
• 產業標準化：提供石化、汽車和航空航太等產業認可的統一測試程序。透過與其他規範（例如，柴油的 ASTM D975）協調，促進全球貿易和合規。
• 替代測試方法的基準：作為與其他碳殘留方法（例如微碳殘留）進行比較的參考。

此方法的常見應用包括：

• 測試柴油、重質燃料油、潤滑油和原油。
• 支持船用燃料、航空渦輪燃料和工業潤滑油的規範合規性。

綜上所述，此標準對於評估石油產品的熱穩定性和清潔度，確保運作可靠性和燃料系統保護起著至關重要的作用。

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