CN106610387B - 一种导热油综合性能的评定方法 - Google Patents

一种导热油综合性能的评定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种导热油综合性能的评定方法，采用向待测导热油中通入一定量的氮气，封闭后在280℃‑350℃条件下，经过500h‑2000h的高温试验，然后放置于‑40℃至‑80℃的低温环境下冷却12h，使用专用工具安全开口恢复室温后测定导热油运动黏度、色度、酸值、变质率等各项性能，根据试验前后待测导热油性能的变化，对导热油的综合性能进行客观评定。本发明所述导热油综合性能的评定方法能够对油品实现安全、便捷、全面的评价。

Description

一种导热油综合性能的评定方法
技术领域
本发明涉及一种导热油性能检测方法，具体地说，涉及一种安全、便捷、全面的导热油综合性能的评定方法。
背景技术
随着传热技术的进步和发展，作为沸点高、系统操作压力低、化学性能稳定好和热稳定性优异的导热油得以越来越广泛的应用。由于导热油多属于高温条件下而使用量较大，目前很难对其寿命进行简单而又恰当的评价，多是根据系统的消耗量进行补加或部分置换。随着新型技术的不断发展，使得建立一种安全、便捷、全面的导热油老化评定方法变成可能。这对全面评价导热油性能、科学进行设备维护至关重要。
由于高温应用方面的特殊性，导热油在使用过程中会不可避免的会因高温和氧化导致老化变质。对于导热油的变质，主要体现在粘度的变化以及酸性物质的生成，因此可以通过粘度、酸值以及色度等指标来考察，同时还可以通过馏分的变化评价变质的情况。
目前，评价油品氧化性能的试验方法主要包括安瓿瓶法、高压釜法、蒸馏法、电子自旋共振法、DCS差热分析法、波谱法、热失重法、旋转氧弹法、等压法、强制循环破坏法、模拟法等，其中与导热油老化相关的评定方法主要是类似于安瓿瓶法的热稳定性测定方法。热稳定性试验是按照GB/T 23800执行，是称取一定量的试样于试验用的安瓿瓶中，通入氮气后封闭后在不同的温度下经历所规定的时间后评定试样的外观和变质率；试验温度由产品预期通过目标要求而定，进而确定合适的试验时间。
上述试验方法虽在模拟实际应用方面有一定的可操作性，但也均存在一些不足之处，例如热稳定性GB/T 23800主要有以下有待完善之处：(1)安全性差。热稳定性试验后试样仅在丙酮或异丙醇和干冰混合物冷冻5min-10min即打开封口，安瓿瓶内试样未能彻底冷却，打开封口容易导致产生大量的碎片，安全性差，也会导致试验误差的产生；(2)检测项目单一。只评价了油品的外观和变质率，而对与老化性能相关的其他项目没有进行测试。
由此可见，现有的导热油热稳定性评价方法不能实现对油品老化性能安全、便捷、全面的评定，亟待建立一种导热油综合性能的评定方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全、便捷、全面的导热油综合性能(主要指热稳定性)评定方法。
为了实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种导热油综合性能的评定方法，具体为：向油品容器内加入待测导热油并通入氮气进行封闭，封闭后加装安全套管放置于恒温容器中，在280℃-400℃条件下，经过500h-2000h的高温试验，后放置于-40℃至-80℃的低温环境下冷却12h，开口恢复室温，测定试验前后与导热油热稳定性相关的性能，根据试验前后待测导热油性能的变化，对导热油的综合性能进行客观评定。
其中，所述导热油热稳定性相关的性能包括导热油运动黏度、色度、酸值、铜片腐蚀、变质率，采用上述性能共同综合评价导热油的热稳定性，能够确保试验结果的客观性，全面评价老化试验前后油样性能的变化，对待测油品的综合性能给出客观、全面和准确的评价。其中，以变质率作为核心指标，其他作为参考指标辅助判断。
其中，优选地，所述油温控制在280℃-350℃，优选为300℃-350℃。
优选地，所述时间控制在500h-1500h。
优选地，所述低温环境为-40℃至-60℃；冷却时间优选为12h。本发明采用在低温环境下长时间冷却能够确保老化试验后安瓿瓶内试样彻底冷却，避免打开封口时容易产生大量碎片，同时影响结果的准确性。优选地，所述油温采用铝制金属浴方式控制，所述金属浴的材质为铝。
优选地，所述油品容器为安瓿瓶，待测导热油的加入量为油品容器容积的40-60％。
优选地，所述开口采用专用工具完成，优选所述专用工具材质为铜或钢。
本发明所述的方法，当粘度增加小于5％、色度增加小于2、酸值增加小于0.2mgKOH/g、铜片腐蚀变化小于2、变质率小于5％，即判断待测导热油的综合性能优异。
本发明同时提供了具体的依据试验前后性能参数进行综合性能的比较/判断方法，以确保技术方案客观、完整，可切实快速、客观地评价导热油的综合性能。
本发明综合各项指标的评分结果，评分在70分(及)以下的试样(待测导热油)综合性能差，评分在70-90分之间的试样综合性能好，评分在90分(及)以上的试样综合性能优异。具体评分标准如下：
Figure BDA0000830490070000031
本发明对现有导热油热稳定性方法进行改进，将待测导热油中通入一定量的氮气，封闭后在280℃-400℃条件下，经过500h-2000h的高温试验，然后放置于-40℃至-80℃的低温环境下冷却12h，采用专用工具安全开口恢复室温后测定导热油运动黏度、色度、酸值、铜片腐蚀、变质率等各项性能，根据试验前后待测导热油性能的变化，对导热油的综合性能进行客观评定，实现油品安全、便捷、全面的老化模拟评定，使其能够在规定时间内完成所需试验，同时全面评定与油品老化性能相关的各项指标，从而为正确评价导热油的性能、指导实际应用提供重要参考。
本发明与按照GB/T 23800热稳定性试验相比主要在以下方面有较大的改善和提升：
(1)安全性提高。原有热稳定性试验后试样仅在丙酮或异丙醇和干冰混合物冷冻5min-10min即打开封口，容易导致产生大量的碎片，如图4；采用本发明提及的方法，将样品放置于-40℃至-80℃的低温环境下冷却12h，采用专用工具安全开口，油品容器开口后较为齐整，如图3。
(2)检测项目全面，克服了原有方法只单一评价油品的外观和变质率的缺陷，通过增加运动黏度、色度、酸值、铜片腐蚀等项目，实现了对老化模拟试验后油品的全面评定。
附图说明
图1为本发明进行导热油老化模拟评定处理装置结构示意图。
图2为本发明进行导热油老化模拟评定方法中专用工具的结构示意图。
图3为本发明进行导热油老化模拟试验后安瓿瓶封口小的一端打开后外观效果图。
图4为进行导热油老化模拟试验后未采用本发明方法安瓿瓶封口小的一端打开后外观效果图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1和图2所示，本发明较佳实施例的导热油综合性能的评定方法，其包括对被测试油品进行老化模拟试验的过程，以及对老化模拟试验后的油品的运动黏度、色度、酸值、铜片腐蚀、变质率等指标进行测定的过程。
本方法采用图1所示的油品处理装置对被测试油品进行热稳定性模拟试验。该装置包括恒温容器1以及油品容器2。
恒温容器1，用于加热被测试油品，确保整个老化试验过程中老化处理温度的稳定。较佳的，恒温容器1可采用恒温铝制的试验箱。
该油品容器2用于容纳被测试油品，放置于恒温容器1内。油品容器2一般采用安瓿瓶。
油品容器2中加入被测试油品，通入5min的氮气进行封闭，确保高温老化试验过程中被测试油品不与空气接触。
实施例1
本实施例所述的导热油综合性能的评定方法，包括如下步骤：
先将油品容器中装入容器总量1/2的样品，通入氮气5min后封闭油品容器，加装安全套管后放置于恒温容器1中。启动恒温容器并使被测试油品达到设定温度，并保持在该设定温度上，该设定温度为330℃；在被测试油品的温度达到设定温度后，开始计时，经过1000h的热稳定性模拟试验结束后，对试验后样品采用医用砂轮进行必要处置，然后放置于-60℃的低温环境下冷却12h，再采用专用工具(如图2)安全开口恢复室温后测定其运动黏度、色度、酸值、铜片腐蚀、变质率等指标。根据以上性能指标的变化综合判断被测试样品的综合性能。
其中，当粘度增加小于2％、色度增加小于2、酸值增加小于0.2mg KOH/g、铜片腐蚀变化小于2、变质率小于5％，即为油品综合性能优异。
上述的运动黏度、色度、酸值、铜片腐蚀、变质率的测量方法采用现有技术中的方法即可。
实施例2
与实施例1相比，区别点仅在于：设定温度为350℃，高温试验时间为500h，试验结束后放置于-80℃的低温环境下冷却12h。
实施例3
与实施例1相比，区别点仅在于：设定温度为280℃，高温试验时间为2000h，试验结束后放置于-40℃低温环境下冷却12h。
实施例4
与实施例1相比，区别点仅在于：设定温度为300℃，高温试验时间为1500h，试验结束后放置于-50℃低温环境下冷却12h。
实验例1
本实施例在于利用本发明的评定方法对三种性能不同的导热油油品A、油品B和油品C的综合性能(主要是热稳定性)进行比较。
1.试验条件
试验温度为280℃，试验周期2000h，检测项目包括运动黏度、色度、酸值、铜片腐蚀、变质率。
2.试验样品
油品A：含有链烷烃、环烷烃和部分芳烃等混合成分的基础油和抗氧剂、分散剂等功能添加剂组成，功能添加剂不超过总量的2％。
油品B：含有相对单一的芳烃类成分，不添加功能添加剂。
油品C：含有具有共轭结构的芳烃类物质，对高温具有优异的耐受性。
根据不同分子间键能的差异可以推断三种油品热稳定性性能为：油品C>油品B>油品A。
3.试验结果
表1展示了利用上述试验方法所得试验结果。
表1 油品的测试结果
Figure BDA0000830490070000061
Figure BDA0000830490070000071
分析表1中数据可以看出，三种油品在经过热稳定试验后色度均发生了变化，且油品A和油品B变化更为明显。此外，油品A酸值变化较其他两种油品变化明显。而油品C各项性能指标表现稳定。以上试验结果表明，油品C综合性能优于其他两种油品，与前述推断结论的一致。
实验例2
本实施例在于利用本发明的评定方法对三种性能不同的导热油油品A、油品B和油品C的综合性能进行比较。
1.试验条件
试验温度为300℃，试验周期1500h，检测项目包括运动黏度、色度、酸值、铜片腐蚀、变质率。
2.试验样品
油品A、油品B以及油品C，油品同实施例1。
3.试验结果
表2展示了利用上述试验方法所得试验结果。
表2 样品基本理化性能分析数据
Figure BDA0000830490070000072
分析表2中数据可以看出，三种油品在经过热稳定试验后色度均发生了变化，且油品A和油品B变化更为明显。此外，油品A酸值变化较其他两种油品变化明显。而油品C各项性能指标表现稳定。以上试验结果表明，油品C的综合性能优于其他两种油品，与前述推断结论的一致。
实验例3
本实施例在于利用本发明的评定方法对三种性能不同的导热油油品A、油品B和油品C的综合性能进行比较。
1.试验条件
试验温度为330℃，试验周期1000h，检测项目包括运动黏度、色度、酸值、铜片腐蚀、变质率。
2.试验样品
油品A、油品B以及油品C，油品同实施例1。
3.试验结果
表3和表4展示了利用上述试验方法所得试验结果及性能变化情况。
表3 样品基本理化性能分析数据
Figure BDA0000830490070000081
表4 样品性能变化情况
Figure BDA0000830490070000082
Figure BDA0000830490070000091
分析表3和表4中数据可以看出，三种油品在经过热稳定试验后色度均发生了变化，且油品A和油品B变化更为明显。此外，油品A酸值变化较其他两种油品变化明显。而油品C各项性能指标表现稳定。以上试验结果表明，油品C综合性能优于其他两种油品，与前述推断结论的一致。
实验例4
本实施例在于利用本发明的评定方法对三种性能不同的导热油油品A、油品B和油品C的综合性能进行比较。
1.试验条件
试验温度为350℃，试验周期500h，检测项目包括运动黏度、色度、酸值、铜片腐蚀、变质率。
2.试验样品
油品A、油品B以及油品C，油品同实施例1。
3.试验结果
表5展示了利用上述试验方法所得试验结果。
表5 样品基本理化性能分析数据
Figure BDA0000830490070000092
分析表5中数据可以看出，三种油品在经过热稳定试验后色度均发生了变化，且油品A和油品B变化更为明显。此外，油品A酸值变化较其他两种油品变化明显。而油品C各项性能指标表现稳定。以上试验结果表明，油品C的综合性能优于其他两种油品，与前述推断结论的一致。
采用本方法的优点在于安全性和数据的可靠性有了大幅提升，热稳定性试验结束在打开安瓿瓶过程中不会差生大的噪音和大量碎片，采用本方法打开安瓿瓶时得到短的一端外观见图3，采用GB/T 23800打开安瓿瓶时得到短的一端外观见图4，对比比较明确。同时，本方法增加油品运动粘度、酸值、铜片腐蚀、色度等项目，较GB/T 23800更为全面。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种导热油综合性能的评定方法，其特征在于，向安瓿瓶内加入待测导热油并通入氮气进行封闭，封闭后加装安全套管放置于恒温容器中，在280℃-400℃条件下，经过500h-2000h的高温试验，后放置于-40℃至-60℃的低温环境下冷却12h，开口恢复室温，测定试验前后与导热油热稳定性相关的性能，所述导热油热稳定性相关的性能包括导热油运动黏度、色度、酸值、铜片腐蚀和变质率；根据试验前后待测导热油性能的变化对导热油的综合性能进行客观评定；当粘度增加小于5%、色度增加小于2、酸值增加小于0.2mg KOH/g、铜片腐蚀变化小于2和变质率小于5%，即判断待测导热油的综合性能优异。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油温控制在280℃-350℃。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述油温控制在300℃-350℃。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述时间控制在500h-1500h。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述油温采用金属浴方式控制。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述金属浴的材质为铝。
7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，待测导热油的加入量为安瓿瓶容积的40-60%。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向安瓿瓶中加入容器总容量1/2的将待测导热油并通入氮气进行封闭，封闭后加装安全套管放置于恒温容器中，在330℃条件下，经过1000h的高温试验，后放置于-40℃至-60℃的低温环境下冷却12h，采用金属浴方式控制温度；后采用专用工具安全开口恢复室温，测定试验前后与导热油热稳定性相关的性能，根据试验前后待测导热油性能的变化对导热油的综合性能进行客观评定。
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