柴油检验方法
一·柴油种类及牌号
1.柴油种类
用于压燃式发动机(简称柴油机)作能源的石油燃料称为柴油。我国柴油主要分为馏分和残渣型两类,馏分型柴油机燃料即为轻柴油和车用柴油,前者适用于轿车、汽车、拖拉机、内燃机车、工程机械、船舶和发电机组等压燃式发动机;后者主要用于压燃式柴油发动机汽车。残渣型柴油机燃料目前主要用于船用大功率、低速柴油机,故又称为船用残渣燃料油。
2.柴油牌号
我国轻柴油和车用柴油均按凝点不同划分为七个牌号,即10号、5号、0号、-10号、-20号、-35号、和-50号轻柴油或车用柴油。其中,10号轻柴油表示其凝点不高于10℃。轻柴油和车用柴油产品标记由国家标准号、产品牌号和产品名称三部分组成,例如,-10号轻柴油标记为GB252-10号轻柴油;-10号用车柴油的标记为GB∕T19417-10号车用柴油。不同牌号的轻柴油,车用柴油适用于不同地区和季节(本章第三节)。
残渣型柴油机燃料按100℃时的运动黏度划分牌号,如35.0是指该油品在100℃时的运动黏度不大于35.0mm2∕s。
二、柴油标准
车用柴油标准是GB∕T19147—2003《车用柴油》,该标准是参照采用欧盟标准EN509─1998《车用柴油》,制定的,排放达到欧Ⅱ标准,满足国际贸易和环保要求,该标准于2003年5月23日发布,于2003年10月1日实施。该标准主要是对城市车用柴油而定,属于推荐实施标准,其实施可依据各地环保部门的具体要求而定。由于车用柴油耗油量低,排放二氧化碳少,满足于节能和环保要求,因此其使用和发展将备受关注,目前深受人们喜爱的新款柴油轿车,柴油汽车正在不断推出。
轻柴油标准为GB252─200《轻柴油》,残渣型船用燃料油标准执行GB∕T17411─1998《船用燃料》。
2.技术要求
      轻柴油和车用柴油的馏程、铜片腐蚀、水分、机械杂质、总不溶物、10%蒸余物残炭值
、炭分、凝点、冷滤点和运动黏度等指标准要求相同,其他质量指标略有差异,车用柴油要求更高。此外,车用柴油还堆密度提出了具体要求;而轻柴油还有度和酸度两项指标。车用柴油的技术要求和试验方法见表3-1.
                    表3-1    车用柴油技术要求和试验方法
项目
            质量指标(GB∕T19147─2003)
试验方法
  10号
5号
  0号
  -10号
-20号
  -35号
-50号
氧化性,总不溶物∕(mg∕100Ml)不大于
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
GB∕T0175
硫含量w∕%  不大于
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
GB∕T2380
10%蒸余物残炭③ww∕%不大于
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
GB∕T268
灰分w∕%  不大于
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
GB∕T508
铜片腐蚀(50℃,3h∕级不大于
1
1
1
  1
1
1
1
GB∕T5096
水分¢∕%不大于
痕迹
痕迹
痕迹
痕迹
痕迹
痕迹
痕迹
GB∕T260
机械杂志
GB∕511
润滑性
磨痕直径(60℃)∕µm不大于
460
460
460
460
460
460
460
ISO12156-1
项目
质量指标(GB/T 19147-2003)
试验方法
10号
5号
0号
-10号
-20号
-35号
-50号
运动黏度(20℃﹚﹙mm2/s﹚
3.0-8.0
3.0-8.0
3.0-8.0
2.5-8.0
2.5-8.0
1.8-7.0
1.8-7.0
GB/T 265
凝点/℃不高于
10
5
0
-10
-20
-35
-50
GB/T 510
冷滤点/℃不高于
12
8
4
-5
-14
-29
-44
SH/T 0248
闪点(闭口)/℃不低于
55
55
55
55
50
45
45
GB/T 261
着火性(需满足下列要求之一)
十六烷值      不小于
或十六烷指数  不小于
49
46
49
46
49
46
49
46
46
46
45
43
45
43
GB/T 386
GB/T 11139
SH/T 0694
馏程
50%回收温度/℃ 不高于
90%回收温度/℃不高于
95%回收温度/℃不高于
300
355
365
300
355
365
300
355
365
300
355
365
300
355
365
300
355
365
300
355
365
GB/T 6536
密度(20℃)/(㎏/m3
820-860
820-860
820-860
820-860
820-860
820-840
800-840
GB/T 1884
GB/T 1885
1为出厂保证项目,每月应检测一次。在原油性质变化,加工工艺条件改变,调和比例变化及检修开工后等情况下应及时检测。对特殊要求用户,按双方合同要求进行检验。
2可用GB/T 11131.GB/T 11140.GB/T 12700.GB/T 17040和SH/T 0689方法测定。结果有争议时,以GB/T 380方法为准。
3可用GB/T 1744《石油产品残炭测定法(微量法)》方法测定。结果有争议时,以GB/T 268《石油产品残炭测定法(康氏法)》方法为准。若柴油中含有硝酸酯型十六烷值的基础燃料进行。柴油中是否含有硝酸型酯十六烷值改进剂,可用本标准附录A中的方法检验。
4可用目测法,即将试样注入100ml玻璃筒中,在室温(20℃±5℃)下观察,应当透明。没有悬浮和沉降的水分及机械杂质。如果有争议时,按GB/T 260《石油产品水分测定法》或GB/T 511《石油产品和添加剂机械杂质测定法( 称量法)》测定。
5为出厂保证项目,对特殊要求用户,按双方合同要求进行检验。
第二节柴油质量指标检验
由于轻柴油与车用柴油应用普遍,质量指标多,因此柴油质量指标检验仅以此为重点进行介绍。
一.蒸发性
1.质量要求
在燃烧室与喷油设备一定的条件下,柴油发动机中油气混合气的形成速度与质量决定于柴油的蒸发性,由于高速柴油机油气混合气形成的时间极短,故对柴油的蒸发性有较高要求。
轻柴油和车用柴油主要用于高速柴油机,它对蒸发性的质量要求是:在很短的时间内能完全蒸发,迅速与空气形成均匀的可燃性混合气,以保证发动机正常、稳定运转。
2.评定指标及意义
轻柴油和车用柴油的蒸发性主要是用馏程与闪点来评价。
(1)馏程  与汽油略有不同,车用柴油的馏程主要用50%、90%和95%回收温度评价。
50%回收温度反映轻柴油和车用柴油的启动性。该点温度低,表明柴油中的轻质馏分含量多,柴油机易于启动,我国轻柴油和车用柴油要求50%回收温度不高于300℃。但轻质馏分含量也不能过多,否则会使喷入汽缸的柴油蒸发过快,易引起全部柴油迅速燃烧,造成压力剧增,使柴油机工作不稳定,车用柴油闪点控制蒸发性下限。
90%与95%回收温度反映车用柴油的燃烧完全性。该亮的温度过高,表明柴油中重质馏分含量过多,易使其燃烧不充分,这不仅增大油耗,降低柴油机的动力性,而且还加大机械磨损,易引起发动机过热。我国轻柴油和车用柴油要求95%回收温度不高于365℃。
显见,柴油的馏分过轻、过重都不适宜,我国轻柴油和车用柴油馏程一般控制在200-380℃范围内。
柴油发动机
(2)闪点  闪点是将可燃性液体在专门仪器和规定条件下加热,其蒸气与空气形成的混合气与火焰接触,发生瞬间闪火的最低温度。闪点既是评价柴油蒸发倾向的指标,又是确保其安全性的指标。
            根据测定仪器的不同,闪点又分为开口闪点与闭口闪点两种,轻柴油和车用柴油的蒸
发倾向用闭口闪点评价。通常,低闪点柴油蒸发性号;但过低的闪点,也会引起柴油燃烧猛烈,致使柴油机工作不稳定。
            此外,闪点又是柴油储运及使用中的安全指标,其要求通常随发动机工作条件和油箱的位置而不同,例如,一些固定式柴油机的油箱躲在空气流通性较差的室内,故对闪点的要求较为严格,不可过低,以降低着火危险性,确保安全。柴油在使用前如需预热,其加温度应低于闪点10-20℃
3.测定方法
(1)馏程  轻柴油和车用柴油的馏程测定也按GB/T 6536-1997《石油产品蒸馏测定法》进行。但与汽油相比,除测定项目不同外,其取样条件、仪器准备及测定条件也略有差异。例如,样品的储存温度要求在室温下即可,而不是0-10℃;若试样含水,需用无水硫酸钠或其他适合的干燥及干燥,再用倾注法除去,而无需另取试样;蒸馏烧瓶支板孔径为50mm,而不是38mm;蒸馏烧瓶和温度计温度不高于室温即可,不是限制在13-18℃;量筒和100ml试样温度为13-室温之间,而不是13-18℃;试验过程中冷浴温度控制在0-60℃内,可根据试样含蜡量控制操作允许的最低温度,不是限制在0-1℃之间;量筒周围的稳定为试样温度±3℃;
从开始加热到初馏点的时间限制在5-15min;从蒸馏烧瓶残留液体约为5ml到终馏点的时间,要求不大于5min即可,而不是3-5min。
(2)闪点  轻柴油和车用柴油闪点的测定按GB/T 261-83(91)《石油产品闪点测定法(闭口杯法)》进行,该标准参照采用ISO 2719-1988,适用于测定燃料油、润滑油等油品的闭口杯闪点。
            测定时,将试样装入油杯至环状刻线处,在连续搅拌下加热,按要求控制恒定的升温速度,在规定温度间隔内用一小火焰进行点火试验,点火时必须中断搅拌,试样表面上蒸气闪火时的最低温度,即为闭口杯法闪点。
4.影响测定的主要因素
影响闭口闪点测定的主要因素有试样含水量、加热速度、点火控制、试样装入量和大气压力等。
(1)试样含水量  闭口杯闪点测定法规定试样含水量不大于0.05%,否则,必须脱水。含水试样加热时,分散在油中的水会气化,形成水蒸气,有时形成气泡覆盖于液面上,影响油品
的正常气化,推迟闪火时间,使测定结果偏高。
(2)加热速度    加热速度过快,试样蒸发迅速,会使混合气局部浓度达到爆炸下限而提前闪火,导致测定结果偏低;加热速度过慢,测定时间将延长,点火次数增多,消耗了部分油气,使到达爆炸下限的温度升高,则测定结果偏高。因此,必须严格按标准控制加热速度。
(3)点火控制    点火用的火焰大小、与试样液面的距离及停留时间都应按国家标准规定执行。球形火焰直径偏大,与液面距离较近及停留时间过长等都会使测定结果偏低。
(4)试样装入量  按要求杯中试样要装至环形刻线处,过多或过少都会改变液面以上的空间高度,进而影响油蒸气和空气的混合气浓度,使测定结果不准确。
(5)大气压力    油品的闪点与外界压力有关。气压低,油品易挥发,闪点有所降低;反之,闪点则升高。标准中规定以101.3kPa为闪点测定的基准压力。若有偏离,需作压力修正。
闭口闪点的压力修正公式为:
to=t+0.25﹙101.3-p﹚
式中    to----相当于基准压力(101.3kPa﹚时的闪点,℃
        t----实测闪点,℃
        p----实际大气压力,kPa
二、着火性
1.质量要求
(1)柴油机的爆震    柴油机工作过程与汽油机即相似又有本质区别。其工作过程与汽油机既相似又有本质区别。其工作过程也分为吸气、压缩、膨胀做功和排气四个行程;不同的是柴油机吸入与压缩的是空气,而不是空气与燃料的混合气体,由于压缩终了温度可达500-700℃,压力达3.5-4.5Mpa,已超过柴油的自燃点,所以喷入汽缸的燃料靠自燃而膨胀做功,故柴油机又称为压燃式发动机。