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基于金屬浴溫控技術的全自動石油產品錐入度測定儀-上海一恒科學儀器有限公司

[導讀]​針對石油產品化驗過程中,潤滑脂錐入度試驗的恒溫控制受環境溫度制約,耗時長、誤差大、影響試驗效率等問題,提出了將金屬浴溫控技術應用于錐入度測定的思路,并研制基于金屬浴溫控技術的全自動石油產品錐入度測定儀,

針對石油產品化驗過程中,潤滑脂錐入度試驗的恒溫控制受環境溫度制約,耗時長、誤差大、影響試驗效率等問題,提出了將金屬浴溫控技術應用于錐入度測定的思路,并研制基于金屬浴溫控技術的全自動石油產品錐入度測定儀,通過一系列的試驗測試,證明該測試儀具有良好的應用效果和推廣應用價值。

當前,部分石油產品質量檢測的常規試驗方法存在人為誤差大、試驗效率低等問題,迫切需要引進最新科技成果實現精準高效的石油產品質量檢測[1]。在常規化驗項目中,潤滑脂錐入度試驗的恒溫控制一般采用水浴或空氣浴的方式,恒溫試驗條件要求較高,且嚴重制約試驗效率。本文介紹的基于金屬浴溫控技術的全自動石油產品錐入度測定儀充分發揮金屬浴升溫(制冷)速度快、控溫精準的優點,大幅提高試驗效率,為石油產品質量檢測設備向信息化轉型升級進行了有益探索。

1 當前潤滑脂錐入度檢測存在的不足

錐入度主要用來表示潤滑脂的稠度,是正確選用潤滑脂的重要依據之一。由于溫度對試驗結果影響較大,潤滑脂和石油脂錐入度測定法(GB/T269—1991)[2]中明確了采用水浴或空氣浴保持25℃±0.5℃的試驗條件。我國地域遼闊,各級石油產品化驗室分布廣泛,不同季節時段以及不同地點環境溫度差異明顯,受基層化驗室條件制約,難以保持恒溫條件,從而導致錐入度試驗受環境溫度影響較大[3,4],例如同批出廠的潤滑脂同一時期在廣東福建沿海地區的化驗結果較北方明顯偏大,甚至出現卡邊、不合格的情況(見表1),同批油料在同一地點不同季節化驗結果也存在較大差異(見表2)。

目前,潤滑脂錐入度試驗大都以水浴為主,普遍存在溫場波動大的問題,且控溫精度一般,尤其在25℃附近,溫場波動大,不利于潤滑脂試樣的恒溫保持,導致試驗結果受其影響,甚至平行試驗超出重復性允差。在環境溫度與25℃相差較大時,采用水浴進行恒溫,需要盡量使裝試樣的潤滑脂工作器浸沒以確保試樣達到要求的溫度,然而在取放過程中易導致試樣與水接觸,反復操作增加了試驗人員的工作量。同時,水浴加熱制冷過程中液位變化也會影響恒溫效果,對試驗結果帶來不利影響。在野外等非常規條件下,恒溫水浴及制冷設備不便攜帶,導致石油產品的錐入度化驗難以在規定條件下進行,為石油產品質量判定帶來困難。

2 金屬浴溫控技術的特點

金屬浴溫控技術是采用程序控制的恒溫技術,相比傳統的液體浴(如水浴、油浴、酒精浴等)和空氣浴,金屬浴具有以下特點:

1)控溫精準提高效率

金屬浴的升溫、制冷速度較傳統液體浴明顯提高,同時采用鉑電阻高精度溫度傳感器[5]實時感知溫場變化,通過PID控制器[6,7,8,9]進行加熱、制冷量的程序控制,能夠快速實現預設溫度值±0.1℃范圍內的控溫精度,較錐入度試驗方法要求的±0.5℃精度明顯提高;

2)綠色環保無毒無害

相比液體浴,金屬浴無需提供硅油、乙二醇、高純酒精等有機試劑,這些化學試劑在加熱以及恒溫過程中帶來的揮發及高溫分解會產生大量有毒有害物質,危害操作人員的身體健康,高溫試驗條件下,液體浴中的試劑純度不夠或混入水分等其它雜質將導致爆沸等意外,使操作人員面臨較大的安全風險,液體浴所需的部分試劑的采購對于偏遠單位存在諸多不便,而金屬浴無需化學試劑,解決了上述采購、安全風險等諸多難題;

3)易于集成方便攜帶

通過科學設計,金屬浴可以作為分析檢測儀器的一部分進行系統集成,并通過系統優化進一步減小整機體積,避免了額外配備液體浴容器,整機不便攜帶等問題。

此外,水浴、油浴容器在長期使用過程中普遍存在銹蝕、滲漏等問題,這些問題在恒溫金屬浴面前迎刃而解。鑒于金屬浴溫控技術的優點,目前國內外已將其廣泛應用于各種分析檢測儀器,同時部分石油產品試驗方法標準也逐漸增加對金屬浴使用的認可,明確了使用金屬浴的步驟、注意事項及結果認同等內容。金屬浴作為一種新型控溫手段,引入石油產品錐入度測定儀器,有利于油品化驗向信息化、智能化發展。



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