СУДОВЫЕ ЭКСПРЕСС-ЛАБОРАТОРИИ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ГСМ

Главная       Учебники - Морское дело      Справочник судового механика по теплотехнике

 поиск по сайту    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  ..

 

 

8.4. СУДОВЫЕ ЭКСПРЕСС-ЛАБОРАТОРИИ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ГСМ

На судах получили распространение следующие типы судовых экспресс-лабораторий: судовая комплектная лаборатория для анализа сел и топлив СКЛАМТ-1; экспресс-лаборатория для анализов нефтепродуктов ЭЛАН; экспресс-лаборатория для судов с мощностью главных двигателей до 740 кВт.

Рассмотрим судовую лабораторию СКЛАМТ-1, устройство которой показано на рис. 8.2. Использование лаборатории СКЛАМТ-1 позволяет определять следующие характеристики масел и топлив: плотность, вязкость, содержание воды, щелочное число, содержание-механических примесей в маслах, наличие водорастворимых кислот, кислотное число, температуру вспышки.

В комплект лаборатории входят следующие реактивы: керосин и дизельное топливо — в качестве разбавителей при определении удельного веса и содержания воды в нефтепродуктах; водный раствор ОП-7 с концентрацией 0,05 % — для определения срабатываемости щелочной присадки и водорастворимых кислот; водный раствор бромтимолового синего с концентрацией 0,04 % — для определения щелочного числа; метилоранж с концентрацией 0,02 % — для определения водорастворимых кислот; гидрид кальция в ампулах по 0,7 г — для определения содержания воды в маслах и топливе; нитрозиновый желтый с концентрацией 1 мл =0,1 мг КОН/г и 1 мл =0,5 мг КОН/г - для определения кислотного числа.

Определение плотности нефтепродуктов производится денсиметрами общего назначения со следующими пределами ареометрических шкал:

0,700 ...0,760; 0,760 ... 0,820; 0,820 ...0,880; 0,880 ...0,940; 0,940... 1,000.
 

 

Рис. 8.2. Общий вид лаборатории СКЛАМТ-1.
1 — мерный цилиндр; 2 — проволочка диаметром 1 мм; 3 — надфиль; 4 — индикатор вязкости; 5 — штырь; 6 — секундомер; 7 — защелка; 8 — верхняя панель; 9 — измерительный прибор для определения температуры вспышки; 10 — трехходовой кран; 11 — футляр с ампулами гидрида кальция; 12 — блок стабилизированного питания; 13 — делительная воронка; 14 — денсиметры; 15 — термометры; 16 — эталонные шкалы пятен; 17 — пробоотборник; 18 — фиксатор дверцы; 19 — прибор для определения температуры вспышки; 20 — выдвижной рабочий столик; 21 — автоматические пипетки (дозаторы) ; 22 — емкости для индикаторов; 23 — зажим для фильтровальной бумаги; 24 — пробирки для определения содержания воды; 25 — пенопластовый футляр

 

 

 

Пробоотборник, заполненный испытуемым нефтепродуктом, выдерживают при температуре окружающей среды с таким расчетом, чтобы разность температур пробы и окружающего воздуха не превышала ± 5 0 С. Температуру нефтепродукта измеряют термометром 15. После выравнивания температуры нефтепродукт наливают в чистый сухой цилиндр 1, затем берут денсиметр 14, который находится на дверце лаборатории

и, держа его за верхний конец, опускают в нефтепродукт. После установления и прекращения колебаний денсиметра производят отсчет по верхнему краю мениска. При отсчете глаз должен находиться на уровне мениска. Отсчет, произведенный по шкале денсиметра, показывает плотность нефтепродукта при температуре измерения. Для приведения плотности нефтепродукта к любой температуре делают расчет по формуле, приведенной в 2.1.

Пример 1. Плотность масла МС-20 при температуре 25 °С равна 0,898 г/см3. Необходимо определить плотность этого масла при 20 °С. Из табл. 2.2 для плотности 0,898 находим а = 0,0006. Подставляя в формулу, получаем р20 =0,898 + + 0,0006(25 - 20) =0,901 г/см3.

При измерении плотности высоковязких нефтяных продуктов (вязкость при 50° С выше 200 мм2/с) их разбавляют равным объемом керосина или дизельного топлива известной плотности. Плотность полученной смеси приводят к нужной температуре по формуле Р ~ 2Рсм ~ Ртг

где рсм —плотность смеси; рт-плотностькеросинаили дизельного топлива.

Пример 2. Необходимо определить плотность флотского мазута. Плотность смеси его с керосином = 0,885 г/см3. Плотность керосина рт = 0,840. Тогда плотность мазута при 20 0 С равна р20 =2 ■ 0,885 - 0,840 = 0,930 г/смэ.

Определение вязкости масел циркуляционных, цилиндровых и турбинных при температурах 50 или 100 С основано на зависимости времени истечения нефтепродуктов от температуры. Определение можно проводить при крене не более 15°. Температура средней пробы нефтепродукта должна сравняться с температурой помещения, в котором производится определение. Перед анализом необходимо измерить температуру нефтепродукта с помощью термометра.

Порядок проведения анализа следующий. Закрыть отверстие индикатора вязкости 4 штырем 5 и заполнить его испытуемым нефтепродуктом, предварительно перемешанным. С помощью термометра измерить температуру нефтепродукта, после чего долить нефтепродукт до края индикатора вязкости. Под отверстие индикатора вязкости подставить мерный цилиндр, выдернуть штырь и одновременно включить секундомер 6. Когда нефтепродукт заполнит цилиндр до метки 100 мл, выключить секундомер^ ^закрыть отверстие индикатора вязкости штырем и производить отсчет времени в секундах. По прилагаемым номограммам, находящимся на верхней полке лаборатории, для данного масла находят вязкость в квадратных миллиметрах на секунду (сантистоксах) при 50 или 100° С. Перевод кинематической вязкости в сантистоксах в другие единицы приведен в табл. 2.8.

Определение содержания воды в маслах и топливе (кроме мазутов) основано на измерении превышения температуры At, возникающего при взаимодействии карбида или гидрида с водой, содержащейся в испытуемом нефтепродукте. При проведении анализа необходимо: 1) отобрать пробу нефтепродукта в пробоотборник, заполнив его на 3/4 объема, тщательно перемешивать в течение 5 мин; вязкие нефтепродукты предварительно подогреть до 40 ... 50° С;

2) налить в сухую и чистую пробирку 24 перемешанную пробу до метки 10 мл, пробирку поместить в гнездо пенопластового футляра 25;

3) опустить в пробирку термометр и выдержать пробу нефтепродукта, пока его температура не сравняется с температурой окружающей среды;

4) по термометру замерить начальную установившуюся температуру испытуемого нефтепродукта;

5) вскрыть склянку (стеклянную ампулу) с реактивом, отмерить меркой 1 г карбида или гидрида кальция, высыпать его в пробирку, затем перемешать пробу нефтепродукта термометром, наблюдая за повышением температуры; максимальное показание термометра принимается за конечную температуру пробы t2.

Примечание. При наличии стеклянных ампул отмерять реактив в процессе анализа не требуется, так как в стеклянных ампулах содержатся карбид кальция в расфасовке по 1 г и гидрид кальция - по 0,7 г;

6) по полученной разности температур по кривым, изображенным на рис. 8.3, определяют содержание воды W, % , в испытуемом нефтепродукте.

Пример 3. В качестве химического реактива при проведении анализа применяется карбид кальция. Начальная установившаяся температура пробы t, = 22 °С. Максимальная температура пробы нефтепродукта г2 = 25 °С; Д t =25 - 22 =3 °С. По кривой../ (см. рис. 8.3) определяем содержание воды в нефтепродукте W = 0,4 %.
 

Определение содержания воды в мазутах аналогично рассмотренному выше для топлив и масел. Пробу нефтепродукта необходимо поместить в пробоотборник, заполнив его на 3/4 объема, и тщательно перемешивать в течение 5 мин. Вязкие и парафинистые мазуты предварительно нагреть до 40 ... 50°С. Налить в мерный цилиндр 7 (см. рис. 8.2) перемешанную пробу до метки 10 мл и добавить керосин или дизельное ^ топливо до общего объема 50 мл (предварительно определив в керосине или дизельном топливе со- 1,0 держание воды). Цилиндр закрыть пробкой и перемешивать содержи-мое в течение 5 мин. Отобрать в сухую и чистую пробирку 24 10 мл полученной смеси, пробирку поместить в гнездо пенопластового футляра и проводить определение, как указано в пунктах 3 ... 6. Полученный результат содержания воды умножить на 5 и вычесть количество воды, содержащееся в керосине или дизельном топливе.

Пример 5. Отобранную пробу мазута 10 мл разбавляем в 40 мл дизельного топлива, содержание воды в котором равно 0,1 %. Затем из полученной смеси отбираем .10 мл и производим определения в соответствии с пунктами 3 ... 6. Допустим, что содержание воды по номограмме оказалось равным 0,5 %, тогда фактическое содержание воды в мазуте составит 0,5 ■ 5 - 0,1 =2,4 %.

Повышение температуры Д t не более 0,3° С после ввода карбида кальция в испытуемую пробу или 0,5° С после ввода гидрида кальция и отсутствие выделения пузырьков газа свидетельствуют о практическом отсутствии воды в иследуемом продукте. Время взаимодействия испытуемого нефтепродукта с карбидом и гидридом кальция составляет соответственно: 5 ... 12 и 10 ... 20 мин без разбавления керосином или дизельным топливом; 3 ... 10 и 5 ... 10 мин при разбавлении керосином или дизельным топливом.

Определение щелочного числа (срабатываемость присадки) основано на изменении окраски индикатора бромтамолового синего, введенного в экстракт, полученный путем обработки масла водным раствором ОП-7. Щелочное число масла определяется путем сравнения окраски водного экстракта с эталонной цветной шкалой.

При проведении анализа масла с пониженной щелочностью в делительную воронку наливают 30 мл водного раствора ОП-7 из крана 10 и 20 мл испытуемого масла, предварительно перемешанного. Содержимое воронки умеренно встряхивают в течение 5 мин, после чего воронку вставляют в зажимы на 10 ... 15 мин (для разделения смеси путем отстоя) . Образовавшийся водный экстракт (5 мл) фильтруют через бумажный фильтр в пробирку 24, добавляют в нее 15 капель индикатора бромтамолового синего, пробирку встряхивают 2-3 раза. По полученной окраске водной вытяжки с помощью цветной шкалы, находящейся на верхней панели лаборатории, определяют щелочность масла, при этом пробирку с исследуемым раствором следует помещать на белом фоне ниже эталонной шкалы.

Примечание. Расслоение смеси может наблюдаться также, если в делительной воронке нет видимой границы раздела. В этом случае необходимо, медленно открывая кран делительной воронки, слить несколько капель жидкости, которые покажут наличие или отсутствие экстракта. Если расслоения нет, то начнет вытекать эмульсия, а не экстракт. Тогда следует закрыть кран, добавить в воронку дополнительно 30 мл раствора ОП-7 и встряхивать смесь в течение 3 ... 5 мин, после чего повторить все указанные выше операции. Общий объем добавленного раствора ОП-7 не должен превышать 100 мл.

При проведении анализа масла с повышенной щелочностью в пробирку наливают пробу масла, раствор ОП-7 и индикатор бромшмоло-вый синий в количествах, указанных в табл. 8.5. Содержимое пробирки тщательно перемешивают в течение 3 мин и оставляют на 10 ... 15 мин для разделения смеси. Если смесь не расслаивается, то необходимо до-бавить мелко измельченную фильтро- Таблица 8.5. Количественное соотноше-вальную бумагу и вновь осторожно перемешать в течение 3 мин. После разделения смеси в нижней части пробирки образуется водный окрашенный экстракт, по цвету которого определяется щелочное число в масле путем сравнения с цветными эталонными шкалами, описание которых приводится в табл. 8.6.

Определение механических примесей в маслах основано на визуаль-
полученного путем нанесения капли испытуемого масла на фильтровальную бумагу. Для правильной оценки качества рабочего масла необходимо проводить систематический анализ масляных пятен и сравнивать
полученные результаты с данными предыдущих анализов.

Сразу после отбора пробу тщательно перемешивают в течение 5 мин путем встряхивания в пробоотборнике, заполненном не более чем на 3/4 его объема, и с помощью проволочки 2 диаметром 1 мм наносят каплю масла на фильтровальную бумагу, которую закрепляют в зажиме 23 до полного впитывания капли масла. Количество механических примесей в масле без присадки определяют, сравнивая полученное пятно с эталонной шкалой пятен (рис. 8.4, а). Наличие ярко-желтого или светло-коричневого ореола вокруг ядра указывает, что масло подвергалось воздействию высокой температуры. Если ядро масляного пятна легко размазывается и становится блестящим, а размеры ядра-и наносимой капли примерно одинаковы, то это свидетельствует об укрупнении механических примесей и образовании хлопьевидных осадков.

Количество механических примесей в масле с присадкой определяют также путем сравнения полученного пятна с эталонной шкалой пятен. На рис. 8.4, б в качестве образца приведена эталонная шкала пятен для масел М-12В и М-12Б с присадкой ВНИИНП-360. Для других масел с при-садкой подобные шкалы выдаются теплохимической лабораторией.

Наличие вокруг ядра зоны диффузии (рис. 8.5) свидетельствует о содержании в масле моюще-диспергирующей присадки. Уменьшение ширины зоны диффузии указывает на снижение концентрации присадки, а отсутствие зоны диффузии — о полной срабатываемости диспергирующей присадки. Ярко-желтый или светло-коричневый цвета зоны окисленного масла указывают на то, что масло подвергалось высокотемпературному воздействию. Появление ярко выраженной черной окантовки ядра свидетельствует о наличии воды в масле.

Определение водорастворимых кислот основано на экстрагировании нефтепродукта водным раствором ОП-7. В полученной вытяжке наличие водорастворимых кислот определяют с помощью индикатора (метилоранжа) . Пробу испытуемого жидкого нефтепродукта хорошо перемешивают в пробоотборнике путем встряхивания в течение 5 мин. Высоковязкие и парафинистые нефтепродукты (мазуты) предварительно нагревают до 40 ... 50° С.

При анализе вязких нефтепродуктов (масла, мазуты) в делительную воронку наливают 50 мл перемешанного нефтепродукта и 10 ... 15 мл керосина или дизельного топлива, проверенного на нейтральность. Тщательно пе-мешивают и добавляют 100 мл водного раствора ОП-7. Содержимое делительной воронки тщательно взбалтывают в течение 3 ... 5 мин. После отстоя водную вытяжку в количестве 5 ... 10 мл сливают в пробирку, в которую добавляют 2 капли раствора метилоранжа. Окрашивание водного раствора вытяжки в розовый цвет указывает на наличие в испытуемом нефтепродукте водорастворимой кислоты.

При анализе дизельного топлива в делительную воронку наливают 50 мл дизельного топлива и 100 мл водного раствора ОП-7. Дальнейшие действия аналогичны вышеуказанным при анализе вязких нефтепродуктов .

Определение кислотного числа основано на взаимодействии продуктов окисления масла с титрованным раствором едкого кали в присутствии индикатора нитрозинового желтого. Для проведения анализа отобрать в градуированную пробирку 1 мл испытуемого продукта. Вынуть из склянок с реактивом нитрозиновым желтым резиновые пробки и установить вместо них автоматические пипетки (дозаторы) 21 на деление 1 мл. Добавлять в пробирку по 1 мл реактива нитрозинового желтого с концентрацией 1 мл = 0,5 мг КОН/г, тщательно встряхивая пробирку в течение 2 ... 3 мин и наблюдая за цветом раствора, отстаивающегося над маслом, после добавления 1 мл реактива. Добавку реактива производить пока желтая окраска отстоявшегося раствора не изменится на зеленую,при этом необходимо'считать добавленные по 1 мл порции реактива. В случае если после добавления 1 мл реактива окраска отстоявшегося слоя изменится на зеленую, повторить опыт с новой пробой испытуемого нефтепродукта, но с добавлением к ней по 1 мл реактива нитрозинового желтого с концентрацией 1 мл - 0,1 мг КОН/г, выполняя эту операцию так, как указано выше.

Кислотное число (КЧ) испытуемого нефтепродукта рассчитывается по формуле

КЧ=nR,

где n - количество добавленных порций реактива; R - концентрация взятого реактива нитрозинового желтого (равняется 0,5 или 0,1 мг КОН/г).

После окончания испытания вынуть из склянок автоматические пипетки и закрыть склянки пробками.

Определение температуры вспышки нефтепродуктов производится путем визуального наблюдения воспламенения паров нефтепродуктов от нагретой электрическим током спирали специального воспламенителя. Температура измеряется электрическим термометром. Шкала прибора проградуирована на два предела измерений: 50 ... 15CF С -

используется при определении температуры вспышки топлив;

150 ...250 С — при определениитемпературы вспышки масел,
Конструкция прибора (рис. 8.6) состоит из двух блоков: нагревателя с тиглем и датчиком температуры; стабилизированного питания с измерительным прибором, проградуированным в градусах Цельсия. Перед началом работы следует установить предохранитель в положение, соответствующее напряжению в сети 220 или 127 В переменного тока (напряжение не должно быть ниже соответственно 215 или 120 В) .

Целесообразно сначала определять температуру вспышки масел с целью равномерного прогрева всей установки, а затем температуру вспышки топлив.

При подготовке к проведению анализа нефтепродуктов следует снять с блока нагревателя I защитный колпак 2, вынуть из блока нагревателя воспламенитель 3 и тигель 4. Осмотреть спираль воспламенителя на отсутствие обрывов и погнутости. Установить воспламенитель в гнездо нагревателя. Включить установку тумблером в сеть. При кратковременном нажатии кнопки вспышки (в течение 5 с) определить степень нагрева спирали воспламенителя. Спираль должна нагреться до ярко-красного каления. Вынуть воспламенитель из гнезда, закрыть блок нагревателя защитным колпаком.

Для анализа масла переключатель интервала температур поставить в положение 50 ... 150° С, переключатель предела нагрева - на интервал 150 ... 170° С, включить дополнительный нагрев. Когда установка прогреется до 140° С (по показанию измерительного прибора) , выключить дополнительный нагрев, переключатель поставить на интервал 150 ... 250° С. Пока установка прогревается до 150 ... 170° С заполнить тигель исследуемым маслом. Для масла взять тигель № 46 с низким внутренним стержнем, налить в тигель масло до уровня верхней кромки стержня с небольшим мениском. Когда установка прогреется до 150 ... 170° С, переключатель нагрева поставить в нулевое положение. Снять с нагревателя защитный колпак.

Для анализа топлива необходимо прогреть установку до 100° С. Для этого поставить переключатель интервала температур в положение 50 ... 150° С, переключатель предела нагрева - на интервал 90 ... 110° С. Пока идет нагрев установки до 100° С заполнить тигель исследуемым топливом. Для топлива взять тигель № 47 с более высоким внутренним стержнем. Налить топливо в тигель до уровня верхней кромки стержня с небольшим мениском. Когда установка прогреется до 100° С, переключатель предела нагрева поставить в нулевое положение. Снять с нагревателя защитный колпак и охладить установку до 50° С.

Примечание. В работе горячие тигли ставить на подставки вне корпуса лаборатории.

При проведении анализа нефтепродуктов необходимо установить тигель с исследуемым маслом в нагреватель, воспламенитель в гнездо, проверить правильность установки воспламенителя по отношению к тиглю, т.е. спираль воспламенителя должна быть ниже верхнего края тигля на толщину проволочки. Закрыть нагреватель защитным колпаком (смотровым окном к себе).

Для определения температуры вспышки масла необходимо поставить переключатель предела нагрева на два деления шкалы выше предполагаемой температуры вспышки исследуемого масла, включить дополнительный нагрев. Следить за повышением температуры по верхней шкале измерительного прибора, установив положение переключателя интервала на 150 ... 250° С. При температуре на 20 ... 30° С ниже предполагаемой температуры вспышки выключить дополнительный нагрев и следить, чтобы скорость нарастания температуры не превышала 2 ° С в минуту (по секундомеру). Скорость нагрева регулировать переключателем предела нагрева. При температуре на 10 ... 15° С ниже предполагаемой температуры вспышки кратковременно нажимать кнопку вспышки в течение 5 с и наблюдать ее через смотровое окно защитного колпака. Включение кнопки повторять через каждые 2° С до появления вспышки, и при ее появлении зафиксировать температуру всиышки по измерительному прибору. Выключить установку тумблером из сети. Предел нагрева поставить в нулевое положение, переключатель нагрева — на 50 ... 150° С.

Появление вспышки сопровождается выделением дыма из отверстий защитного колпака и иногда запотеванием смотрового окна. Показание измерительного прибора в момент появления вспышки масла соответствует температуре вспышки масла в открытом тигле. После определения температуры вспышки масла снять защитный колпак, вынуть пинцетом воспламенитель и тигель, вылить из тигля масло, протереть тигель сухой ветошью. Повторное определение температуры вспышки масла производить после охлаждения установки на 20 ... 30° С относительно предполагаемой температуры вспышки. Расхождение результатов двух параллельных определений не должно превышать ±5° С.

Для определения температуры вспышки топлива необходимо охладить установку до 50 ° С, если до этого производилось определение температуры вспышки масла. Затем поставить переключатель предела нагрева на два деления шкалы выше предполагаемой температуры вспышки исследуемого топлива. Проверить положение переключателя интервала на 50 ... 150° С и следить за повышением температуры по нижней шкале измерительного прибора так, чтобы скорость нарастания температуры не превышала 2° С в минуту (по секундомеру). Скорость нагрева регулировать переключателем предела нагрева. При температуре на 10° С ниже предполагаемой температуры вспышки и кратковременном (в течение 5 с) нажатии кнопки вспышки налюдать ее через смотровое окно защитного колпака. Включение кнопки повторять через каждые 2° С до появления вспышки, а при ее появлении зафиксировать температуру вспышки по измерительному прибору. Выключить установку тумблером из сети. Показание измерительного прибора в момент появления вспышки соответствует температуре вспышке топлива в закрытом тигле. После определения температуры вспышки топлива снять защитный колпак, пинцетом вынуть воспламенитель и тигель из нагревателя, вылить из тигля топливо и протереть тигель сухой ветошью. Повторное определение температуры вспышки топлива производить после охлаждения установки до 50 ° С. Расхождение результатов двух .параллельных определений не должно превышать ± 3° С.