RU2789417C1 - Standard sample for metrological support of measurements of thermooxidative stability of jet engine fuels under dynamic conditions (variants) - Google Patents
Standard sample for metrological support of measurements of thermooxidative stability of jet engine fuels under dynamic conditions (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2789417C1 RU2789417C1 RU2022109720A RU2022109720A RU2789417C1 RU 2789417 C1 RU2789417 C1 RU 2789417C1 RU 2022109720 A RU2022109720 A RU 2022109720A RU 2022109720 A RU2022109720 A RU 2022109720A RU 2789417 C1 RU2789417 C1 RU 2789417C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermal
- dynamic conditions
- under dynamic
- oxidative stability
- fuels
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к аналитической химии, в частности к стандартным образцам термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях, и может быть использовано в качестве средства метрологического обеспечения методик выполнения измерений термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях в процессе их производства и применения.SUBSTANCE: invention relates to analytical chemistry, in particular, to standard samples of thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions, and can be used as a means of metrological support for measuring the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions during their production and use.
Метрологическое обеспечение измерений величин, характеризующих состав и свойства нефтепродуктов в целом, и топлив для реактивных двигателей в частности, строится на базе стандартных образцов, которые выступают в качестве средства измерений в виде определенного количества вещества или материала, предназначенное для воспроизведения и хранения размеров величин, характеризующих состав или свойства этого вещества (материала), значения которых установлены в результате метрологической аттестации, используемое для передачи размера единицы при поверке, калибровке, градуировке средств измерений, аттестации методик выполнения измерений [1 - ГОСТ 8.315-97 Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов].Metrological support for measurements of quantities characterizing the composition and properties of petroleum products in general, and jet fuels in particular, is based on standard samples that act as a measuring instrument in the form of a certain amount of a substance or material, designed to reproduce and store the dimensions of quantities characterizing composition or properties of this substance (material), the values of which are established as a result of metrological certification, used to transfer the size of a unit during verification, calibration, graduation of measuring instruments, certification of measurement methods [1 - GOST 8.315-97 Standard samples of the composition and properties of substances and materials ].
Одним из ключевых эксплуатационных свойств топлив для реактивных двигателей является их термоокислительная стабильность, то есть способность топлива противостоять химическим превращениям, приводящим к образованию нерастворимых осадков и смол, под действием относительно высоких температур (100-250°С) в присутствии кислорода или воздуха. В качестве величин, характеризующих термоокислительную стабильность топлив для реактивных двигателей в динамических условиях, как правило, принимают:One of the key performance properties of jet fuels is their thermal-oxidative stability, that is, the ability of the fuel to resist chemical transformations leading to the formation of insoluble precipitates and resins under the action of relatively high temperatures (100-250°C) in the presence of oxygen or air. As the values characterizing the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions, as a rule, the following are taken:
- индекс термостабильности (характеризует количество нерастворимых осадков, образующих отложения (оседающих) на элементах топливной системы);- thermal stability index (characterizes the amount of insoluble deposits that form deposits (settle) on the elements of the fuel system);
- температура начала образования отложений (характеризует максимальную температуру нагрева топлива, при которой начинается образование нерастворимых осадков).- temperature of the beginning of deposits formation (characterizes the maximum fuel heating temperature at which the formation of insoluble deposits begins).
Индекс термостабильности и температуру начала образования отложений рассчитывают путем компьютерной обработки диаграмм сканирования оценочной трубки до и после испытания с помощью специальных программ.The thermal stability index and the temperature of the onset of deposits are calculated by computer processing of the scan charts of the evaluation tube before and after the test using special programs.
При этом значения оцениваемых показателей существенно зависят от используемой методики измерения. Существует ряд методик измерения термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях.At the same time, the values of the estimated indicators significantly depend on the measurement technique used. There are a number of methods for measuring the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions.
Известна методика измерения термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях на лабораторной установке ДТС-2 (далее - методика ДТС-2), сущность которой заключается в оценке количества твердых продуктов, образующихся при окислении испытуемого топлива, в условиях его однократной прокачки по кольцевому каналу вдоль нагреваемой оценочной трубки, размещенной внутри канала, а затем через контрольный фильтр. Твердые продукты окисления накапливаются в виде отложений на поверхности оценочной трубки, снижая ее светопоглощательную способность, и в ячейках сетки контрольного фильтра, увеличивая перепад давления на фильтре [2 - ГОСТ РВ 9130-004-2019 Топлива для реактивных двигателей. Метод определения термоокислительной стабильности в динамических условиях].A known method for measuring the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions on a laboratory installation DTS-2 (hereinafter referred to as the DTS-2 method), the essence of which is to estimate the amount of solid products formed during the oxidation of the test fuel, under conditions of its single pumping through the annular channel along a heated evaluation tube placed inside the channel, and then through the control filter. Solid oxidation products accumulate in the form of deposits on the surface of the evaluation tube, reducing its light absorption capacity, and in the cells of the control filter grid, increasing the pressure drop across the filter [2 - GOST RV 9130-004-2019 Jet fuels. Method for determining thermal-oxidative stability under dynamic conditions].
Известна методика измерения термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях на лабораторной установке ДТС-4 (далее - методика ДТС-4), сущность которой также заключается в оценке количества твердых продуктов, образующихся при окислении испытуемого топлива, в условиях его однократной прокачки по кольцевому каналу вдоль нагреваемой оценочной трубки, размещенной внутри канала, а затем через контрольный фильтр [3 - СТО 08151164-0305-2019 Топливо для реактивных двигателей. Метод оценки термоокислительной стабильности в динамических условиях на установке ДТС-4. - М.: ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России», 2019].A well-known method for measuring the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions on a laboratory unit DTS-4 (hereinafter referred to as the DTS-4 method), the essence of which also lies in assessing the amount of solid products formed during the oxidation of the test fuel, under conditions of its single pumping through the annular channel along a heated evaluation tube placed inside the channel, and then through a control filter [3 - STO 08151164-0305-2019 Jet fuel. Method for assessing thermal-oxidative stability under dynamic conditions at the DTS-4 facility. - M.: FAU "25 State Research Institute of Chemmotology of the Ministry of Defense of Russia", 2019].
Отличия методики ДТС-2 от методики ДТС-4 заключаются в конструкции используемых лабораторных установок, условиях проведения испытания и способе определения температуры начала отложений.The differences between the DTS-2 method and the DTS-4 method lie in the design of the laboratory facilities used, the test conditions, and the method for determining the temperature of the onset of deposits.
В настоящее время аттестация лабораторных установок ДТС-2 и ДТС-4, используемых в методиках [2, 3] осуществляется путем контроля технических характеристик, что является малоэффективным. Поэтому необходимо оценивать стабильность работы такого испытательного оборудования относительно какого-либо вещества или специально изготовленного материала с известными значениями величин, характеризующих термоокислительную стабильность в динамических условиях. При анализе источников научно-технической и патентной информации авторам не удалось выявить технические решения, которые можно использовать в качестве стандартных образцов при измерении величин, характеризующих термоокислительную стабильность топлив для реактивных двигателей в динамических условиях по методикам [2, 3].At present, the certification of laboratory installations DTS-2 and DTS-4 used in the procedures [2, 3] is carried out by monitoring technical characteristics, which is ineffective. Therefore, it is necessary to evaluate the stability of the operation of such test equipment with respect to any substance or specially manufactured material with known values of the quantities characterizing the thermal-oxidative stability under dynamic conditions. When analyzing the sources of scientific, technical and patent information, the authors failed to identify technical solutions that can be used as standard samples when measuring the values characterizing the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions according to the methods [2, 3].
Таким образом, перед авторами стояла задача создания стандартных образцов для метрологического обеспечения измерений термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях, а также для аттестации применяемого испытательного оборудования (лабораторных установок ДТС-2 и ДТС-4).Thus, the authors were faced with the task of creating standard samples for metrological support of measurements of the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions, as well as for certification of the test equipment used (laboratory installations DTS-2 and DTS-4).
К стандартным образцам для метрологического обеспечения измерений термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях предъявляются следующие требования: стандартные образцы должны воспроизводить два уровня значений величин, характеризующих теермоокислительную стабильность в динамических условиях, товарных топлив для реактивных топлив марок РТ и ТС-1 (таблица 1 настоящего изобретения); химический состав стандартного образца должен быть адекватным химическому составу топлив для реактивных двигателей.The following requirements are imposed on standard samples for metrological support of measurements of the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions: standard samples must reproduce two levels of values characterizing the thermal-oxidative stability under dynamic conditions of commercial fuels for jet fuels of grades RT and TS-1 (Table 1 of the present invention); the chemical composition of the standard sample should be adequate to the chemical composition of jet fuels.
При анализе источников научно-технической и патентной информации авторам не удалось выявить технические решения, которые можно использовать в качестве стандартных образцов термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях по методикам ГОСТ РВ 9130-004-2019 и СТО 08151164-0305-2019. Как показала практика и анализ источников научно-технической и патентной информации, для каждой величины, характеризующей то или иное свойство нефтепродуктов применяется конкретный стандартный образец.When analyzing the sources of scientific, technical and patent information, the authors failed to identify technical solutions that can be used as standard samples of the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions according to the methods of GOST RV 9130-004-2019 and STO 08151164-0305-2019. As practice and analysis of sources of scientific, technical and patent information have shown, for each value characterizing a particular property of petroleum products, a specific standard sample is used.
Тем не менее, выявлены некоторые технические решения, наиболее близкие по технической сущности к изобретению, представляющие собой композиции индивидуальных углеводородов, взятых в соотношениях, необходимых для получения требуемых результатов измерений по соответствующим методикам.Nevertheless, some technical solutions have been identified that are closest in technical essence to the invention, which are compositions of individual hydrocarbons taken in the ratios necessary to obtain the required measurement results using the appropriate methods.
Известны композиции стандартных образцов микроконцентраций серы в нефти и продуктах ее переработки [4 - RU Патент №2405144, G01N 33/22]; контроля определения содержания хлорорганических соединений в нефти [5, 6 - RU Патент №2311636, G01N 33/22; RU Патент №2313787, G01N 33/22]; контроля погрешности результатов определения йодного числа светлых нефтепродуктов [7 - RU Патент №2297628, G01N 33/22]; определения фракционного состава жидких углеводородных топлив [8-RU Патент №2292041, G01N 25/00]; настройки и поверки приборов экспресс-контроля температур начала и конца перегонки светлых нефтепродуктов [9 - RU Патент №2030742, G01N 31/00]; метрологического обеспечения испытаний автомобильных бензинов при оценке их склонности к образованию отложений на деталях форсунок [10 - RU Патент №2663154, G01N 33/22]. Перечисленные композиции стандартных образцов представляют собой смеси индивидуальных углеводородов, а также товарные нефтепродукты или отдельные фракции нефти.Known compositions of standard samples of microconcentrations of sulfur in oil and products of its processing [4 - RU Patent No. 2405144, G01N 33/22]; control for determining the content of organochlorine compounds in oil [5, 6 - RU Patent No. 2311636, G01N 33/22; RU Patent No. 2313787, G01N 33/22]; control of the error in the results of determining the iodine number of light oil products [7 - RU Patent No. 2297628, G01N 33/22]; determination of the fractional composition of liquid hydrocarbon fuels [8-RU Patent No. 2292041, G01N 25/00]; settings and verification of devices for express control of temperatures at the beginning and end of the distillation of light petroleum products [9 - RU Patent No. 2030742, G01N 31/00]; metrological support for testing motor gasoline in assessing their tendency to form deposits on injector parts [10 - RU Patent No. 2663154, G01N 33/22]. The listed compositions of standard samples are mixtures of individual hydrocarbons, as well as commercial petroleum products or individual oil fractions.
Указанные композиции стандартных образцов предназначены только для использования в конкретных методиках измерений, указанных в соответствующих патентных документах, а также в паспортах стандартных образцов, и имеют отличия по среднему химическому составу от топлив для реактивных двигателей, вследствие чего стандартные образцы термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях должны разрабатываться индивидуально.These compositions of reference materials are intended only for use in specific measurement procedures specified in the relevant patent documents, as well as in reference material certificates, and have differences in average chemical composition from jet fuels, as a result of which reference materials for the thermal-oxidative stability of jet fuels in dynamic conditions must be developed individually.
Наиболее близкой по технической сущности и взятой за прототип является композиция стандартного образца для метрологического обеспечения испытаний по измерению химической стабильности топлив для реактивных двигателей [11 - RU Патент №2747051, G01N 33/22]. Указанная композиция состоит из химически чистых углеводородов, взятых в соотношении, (% масс.): декалин (48-67), 1-децен (2-18), н-ундекан (остальное).The closest in technical essence and taken as a prototype is the composition of a standard sample for metrological support of tests to measure the chemical stability of fuels for jet engines [11 - RU Patent No. 2747051, G01N 33/22]. The specified composition consists of chemically pure hydrocarbons, taken in the ratio (% wt.): decalin (48-67), 1-decene (2-18), n-undecane (the rest).
Указанный прототип предназначен для метрологического обеспечения измерений химической стабильности топлив для реактивных двигателей исключительно по методике измерений, приведенной в [12 - ГОСТ РВ 9130-005-2019 Топлива для реактивных двигателей. Метод оценки химической стабильности], аттестации аппарата АИП-20М для определения химической стабильности. Значение показателя термоокислительной стабильности в динамических условиях (индекс термостабильности) прототипа (таблица 2 настоящего изобретения) выходит за границы диапазона измерений по методике ДТС-4 [3] (таблица 1 настоящего изобретения), в связи, с чем его невозможно использовать в качестве стандартного образца термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях.The specified prototype is intended for metrological support of measurements of the chemical stability of fuels for jet engines exclusively according to the measurement procedure given in [12 - GOST RV 9130-005-2019 Fuels for jet engines. Method for assessing chemical stability], certification of the AIP-20M apparatus for determining chemical stability. The value of the thermo-oxidative stability index under dynamic conditions (thermal stability index) of the prototype (Table 2 of the present invention) is outside the measurement range according to the DTS-4 method [3] (Table 1 of the present invention), and therefore it cannot be used as a standard sample thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions.
Технический результат изобретения - повышение достоверности результатов измерения термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях, сокращение продолжительности процесса аттестации лабораторных установок ДТС-2 и ДТС-4, на которых определяют термоокислительную стабильность топлив для реактивных двигателей в динамических условиях, расширение номенклатуры стандартных образцов для метрологического обеспечения испытаний нефтепродуктов.The technical result of the invention is an increase in the reliability of the results of measuring the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions, a reduction in the duration of the certification process for laboratory installations DTS-2 and DTS-4, which determine the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions, expanding the range of standard samples for metrological support for testing petroleum products.
Указанный технический результат достигается тем, что стандартный образец для метрологического обеспечения измерений термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях, содержащий химически чистый н-ундекан, согласно изобретению дополнительно содержит додекан, при следующем соотношении компонентов, % масс:The specified technical result is achieved by the fact that the standard sample for metrological support of measurements of the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions, containing chemically pure n-undecane, according to the invention additionally contains dodecane, in the following ratio of components, wt %:
Во втором варианте тем, что дополнительно содержит химически чистое сераорганическое соединение - 1-гептантиол при следующем соотношении компонентов, % масс.:In the second variant, it additionally contains a chemically pure organosulfur compound - 1-heptanethiol in the following ratio of components, % wt.:
Суть изобретения заключается в том, что в качестве стандартных образцов предлагается использовать смеси индивидуальных углеводородов различного строения - додекан, н-ундекан, 1-гептантиол, которые выпускаются промышленностью Российской Федерации для применения на предприятиях химической промышленности в качестве сырья при получении сложных химических соединений, в фармацевтической промышленности при производстве лекарственных препаратов, в лабораториях для анализа.The essence of the invention lies in the fact that as standard samples it is proposed to use mixtures of individual hydrocarbons of various structures - dodecane, n-undecane, 1-heptanethiol, which are produced by the industry of the Russian Federation for use in the chemical industry as raw materials for the production of complex chemical compounds, in pharmaceutical industry in the manufacture of medicines, in laboratories for analysis.
Авторы провели исследование для подтверждения возможности использования указанных индивидуальных углеводородов в составе стандартных образцов термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях.The authors conducted a study to confirm the possibility of using these individual hydrocarbons as part of standard samples of the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions.
Состав стандартных образцов термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях двигателей должен быть подобран таким образом, чтобы обеспечить попадание аттестованного значения в диапазон измерений оценочного показателя термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях. Методики ДТС-2 и ДТС-4 [2, 3] предназначены для ранжирования топлив для реактивных двигателей по 2 уровням термоокислительной стабильности в динамических условиях, соответствующих браковочным нормам на марки топлив для реактивных двигателей ТС-1 и РТ (таблица 1 настоящего изобретения).The composition of standard samples of thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions of engines must be selected in such a way as to ensure that the certified value falls within the measurement range of the estimated indicator of thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions. The DTS-2 and DTS-4 methods [2, 3] are designed to rank jet fuels by 2 levels of thermal and oxidative stability under dynamic conditions corresponding to the rejection standards for TS-1 and RT jet fuel grades (Table 1 of the present invention).
Качественный состав стандартных образцов для метрологического обеспечения для метрологического обеспечения измерений термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях обусловлен тем, что на термоокислительную стабильность топлив оказывает влияние строение углеводородов и наличие сераорганических соединений. Выбранные углеводороды являются соединениями, присутствующими в составе топлив для реактивных двигателей, что подтверждено исследованиями индивидуального и группового состава топлив для реактивных двигателей, выпускаемых по различным технологиям [13 - Яновский Л.С., Дубовкин Н.Ф., Галимов Ф.М. и др. Инженерные основы авиационной химмотологии. - Казань: Изд-во Казан, ун-та, 2005. С. 210-227].The qualitative composition of standard samples for metrological support for metrological support of measurements of the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions is due to the fact that the structure of hydrocarbons and the presence of organosulfur compounds affect the thermal-oxidative stability of fuels. The selected hydrocarbons are compounds present in the composition of jet fuels, which is confirmed by studies of the individual and group composition of jet fuels produced using various technologies [13 - Yanovsky L.S., Dubovkin N.F., Galimov F.M. and other Engineering bases of aviation chemmotology. - Kazan: Publishing house Kazan, un-ta, 2005. S. 210-227].
Каждый из выбранных компонентов представляет собой индивидуальный углеводород [14 - Химическая энциклопедия в пяти томах. Издательство «Советская энциклопедия», 1990]: додекан - прозрачная бесцветная жидкость, имеющая плотность 750 кг/м3, температуру кипения - 216,2°С, температуру плавления - минус 9,6°С, температуру вспышки - 74°С; н-ундекан - прозрачная жидкость, имеющая плотность 740 кг/м3, температуру кипения - 196°С, температуру плавления - минус 26°С, температуру вспышки - 69°С.Each of the selected components is an individual hydrocarbon [14 - Chemical Encyclopedia in five volumes. Publishing house "Soviet Encyclopedia", 1990]: dodecane is a transparent colorless liquid having a density of 750 kg/m 3 , boiling point - 216.2°C, melting point - minus 9.6°C, flash point - 74°C; n-undecane is a transparent liquid with a density of 740 kg/m 3 , boiling point - 196°C, melting point - minus 26°C, flash point - 69°C.
Образцы подвергали лабораторным испытаниям по методике ДТС-2 [2], согласно которой 10 дм3 в течении 300 мин однократно прокачивали по кольцевому каналу вдоль нагреваемой оценочной трубки длиной 0,6 м, размещенной внутри канала, при этом с периодичностью не реже 30 мин фиксировали температуру топлива в шести точках кольцевого канала. Индекс термостабильности и температуру начала образования отложений рассчитывали путем компьютерной обработки диаграмм сканирования оценочной трубки до и после испытания с помощью устройства регистрации отложений лабораторной установки ДТС-2 [2]. Также образцы подвергали измерениям по методике ДТС-4 [3], согласно которой 0,6 дм3 в течении 160 мин однократно прокачивали по кольцевому каналу вдоль нагреваемой оценочной трубки длиной 0,15 м, размещенной внутри канала, при этом автоматически с периодичностью 1 мин фиксировалась температура стенки оценочной трубки в шести точках. Индекс термостабильности и температуру начала образования отложений рассчитывали путем компьютерной обработки диаграмм сканирования оценочной трубки до и после испытания с помощью устройства регистрации отложений лабораторной установки ДТС-4 [3]. Во время измерений по методикам [2, 3] на оценочной трубке образуются отложения, устройства регистрации отложений лабораторных установок ДТС-2 и ДТС-4 обеспечивают измерение интенсивности светового потока отраженного от поверхности оценочной трубки по всей ее длине, обработка диаграмм сканирования оценочной трубки до и после испытания позволяет получить оценочные показатели, по которым судят о термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей.The samples were subjected to laboratory tests according to the DTS-2 method [2], according to which 10 dm fuel temperature at six points of the annular channel. The thermal stability index and the temperature of the onset of deposit formation were calculated by computer processing of the scanning diagrams of the evaluation tube before and after testing using a deposit recording device of the DTS-2 laboratory setup [2]. The samples were also subjected to measurements according to the DTS-4 method [3], according to which 0.6 dm the temperature of the wall of the evaluation tube was recorded at six points. The thermal stability index and the temperature of the onset of deposit formation were calculated by computer processing of the scanning diagrams of the evaluation tube before and after testing using a deposit recording device of the DTS-4 laboratory setup [3]. During measurements according to the methods [2, 3], deposits are formed on the evaluation tube, the deposit detection devices of the DTS-2 and DTS-4 laboratory facilities provide measurement of the intensity of the light flux reflected from the surface of the evaluation tube along its entire length, processing of scanning diagrams of the evaluation tube before and after the test, it allows to obtain estimated indicators by which the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines is judged.
Для обоснования состава стандартных образцов для метрологического обеспечения измерений термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях была исследована термоокислительная стабильность в динамических условиях индивидуальных углеводородов и смесей индивидуальных углеводородов, наиболее характерных для топлив для реактивных двигателей. Результаты измерений представлены в таблице 3.To substantiate the composition of standard samples for metrological support of measurements of the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions, the thermal-oxidative stability under dynamic conditions of individual hydrocarbons and mixtures of individual hydrocarbons, which are most characteristic of jet fuels, was studied. The measurement results are presented in table 3.
Как следует из результатов измерений, представленных в таблице 3, показатель «индекс термостабильности» имеет обратную зависимость от показателя «температура начала образования отложений». Чем больше температура начала образования отложений, тем меньше индекс термостабильности. По показателю «температура начала образования отложений» наиболее высокое значение имеют алкановые углеводороды (>190°С), близкие значения имеют 1-метилнафталин и декалин (171,8°С и 175,9°С соответственно), минимальным значением обладает 1-децен (99,9°С). Минимальное значение показателя «индекс термостабильности» имеет додекан, максимальное - 1-децен. Промежуточное положение занимают алкановые углеводороды со значениями индекса термостабильности для н-ундекана и цетана - 1,12 и 1,36 единиц соответственно.As follows from the measurement results presented in Table 3, the "thermal stability index" indicator has an inverse relationship with the "temperature of the onset of deposits formation" indicator. The higher the temperature at which deposits begin to form, the lower the thermal stability index. Alkane hydrocarbons (>190°C) have the highest value in terms of the “temperature of the onset of deposits formation”, 1-methylnaphthalene and decalin have similar values (171.8°C and 175.9°C, respectively), 1-decene has a minimum value. (99.9°C). Dodecane has the minimum value of the “thermal stability index”, the maximum value is 1-decene. An intermediate position is occupied by alkane hydrocarbons with the values of the thermal stability index for n-undecane and cetane - 1.12 and 1.36 units, respectively.
На основании исследований термоокислительной стабильности в динамических условиях индивидуальных углеводородов был обоснован состав стандартного образца для метрологического обеспечения измерений термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях, имитирующий топливо марки РТ (отвечающий диапазону измерений по методикам [2, 3] для топлива РТ, указанному в таблице 1) - данный образец должен характеризоваться высокой температурой начала образования отложений и низким индексом термостабильности. Заданным требованиям удовлетворяет образец №14, содержащий 85% додекана и 15% н-ундекана, имеющий наибольшее значение показателя «температура начала образования отложений» 214,4°С и наименьшее значение показателя «индекс термостабильности» 0,45 ед.Based on studies of the thermal-oxidative stability of individual hydrocarbons under dynamic conditions, the composition of a standard sample for metrological support of measurements of the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions was substantiated, simulating RT brand fuel (corresponding to the measurement range according to the procedures [2, 3] for RT fuel specified in table 1) - this sample should be characterized by a high temperature of the onset of deposits and a low index of thermal stability. Sample No. 14 satisfies the specified requirements, containing 85% dodecane and 15% n-undecane, having the highest value of the “temperature of the onset of deposits formation” indicator of 214.4 ° C and the lowest value of the indicator “thermal stability index” of 0.45 units.
Стандартный образец для метрологического обеспечения измерений термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях, имитирующий топливо марки ТС-1 (отвечающий диапазону измерений по методикам [2, 3] для топлива ТС-1, указанному в таблице 1) должен характеризоваться низкой температурой начала образования отложений и высоким индексом термостабильности. При его создании опирались на сведения о характерном углеводородном составе топлив марки ТС-1, которые отличаются от топлив РТ повышенным содержанием сераорганических соединений. Поэтому провели исследование термоокислительной стабильности смесей индивидуальных углеводородов и серорганических соединений (таблица 4). Образец №15, содержащий 85% додекана, 14,95% н-ундекана и 0,05% 1-гептантиола, продемонстрировал самое низкое значение показателя «температура начала образования отложений», а также умеренно высокое значение показателя «индекс термостабильности». Полученные результаты находятся в заданном диапазоне значений.A standard sample for metrological support of measurements of the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions, simulating TS-1 brand fuel (corresponding to the measurement range according to the methods [2, 3] for TS-1 fuel specified in Table 1) should be characterized by a low temperature of the onset of formation deposits and a high thermal stability index. When creating it, they relied on information about the characteristic hydrocarbon composition of TS-1 fuels, which differ from RT fuels in an increased content of organosulfur compounds. Therefore, we conducted a study of the thermal-oxidative stability of mixtures of individual hydrocarbons and organosulfur compounds (table 4). Sample #15, containing 85% dodecane, 14.95% n-undecane, and 0.05% 1-heptanethiol, had the lowest Scale Onset Temperature and a moderately high Thermal Stability Index. The results obtained are within the specified range of values.
В связи с этим, в качестве стандартных образцов для метрологического обеспечения измерений термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях были выбраны смеси индивидуальных углеводородов, отвечающие диапазону измерений по методикам [2, 3] для топлив РТ и ТС-1 - образцы №14 и 15 (таблицы 4, 5), содержащие 85% додекана и 15% н-ундекана или 85% додекана, 14,95% н-ундекана и 0,05% 1-гептантиола.In this regard, mixtures of individual hydrocarbons corresponding to the measurement range according to the methods [2, 3] for RT and TS-1 fuels - samples No. 14 and 15 (Tables 4, 5) containing 85% dodecane and 15% n-undecane or 85% dodecane, 14.95% n-undecane and 0.05% 1-heptanethiol.
Таким образом, качественный и количественный состав стандартных образцов для метрологического обеспечения измерений термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях подтвержден результатами испытаний (таблицы 3, 4).Thus, the qualitative and quantitative composition of standard samples for metrological support of measurements of the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions is confirmed by the test results (tables 3, 4).
В зависимости от нефтехимического завода-производителя срок годности индивидуальных углеводородов, используемых при изготовлении стандартных образцов, может отличаться. Для определения срока хранения стандартных образцов для метрологического обеспечения измерений термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях было проведено изохорное исследование стабильности образцов №14 и 15 (таблицы 3, 4) [15 - РМГ 93-2015 Государственная система обеспечения единства измерений. Оценивание метрологических характеристик стандартных образцов. - М: Стандартинформ, 2016. - 32 с.].Depending on the petrochemical manufacturing plant, the shelf life of individual hydrocarbons used in the manufacture of standard samples may vary. To determine the shelf life of standard samples for metrological support of measurements of the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions, an isochoric study of the stability of samples No. 14 and 15 (tables 3, 4) was carried out [15 - RMG 93-2015 State system for ensuring the uniformity of measurements. Estimation of metrological characteristics of standard samples. - M: Standartinform, 2016. - 32 p.].
При изохорном исследовании стабильности применяют метод «ускоренного старения», в соответствии с которым 10 экземпляров стандартных образцов выдерживают в климатической камере тепла при повышенной температуре (77°С). Продолжительность исследования стабильности τ оценивали по формулеIn the isochoric stability study, the “accelerated aging” method is used, in accordance with which 10 copies of standard samples are kept in a climatic heat chamber at an elevated temperature (77 ° C). The duration of the stability study τ was estimated by the formula
где Т - предполагаемый срок годности экземпляра стандартного образца (365 дней); t0, t1 - обычная температура хранения стандартного образца (25°С) и температура хранения стандартного образца при ускоренном старении (77°С). При выборе метода ускоренного старения опирались на правило Вант-Гоффа для медленных реакций: скорость реакции при нагреве на 10°С увеличивается в 2-4 раза.where T is the expected shelf life of a copy of the standard sample (365 days); t 0 , t 1 - the usual storage temperature of the standard sample (25°C) and the storage temperature of the standard sample during accelerated aging (77°C). When choosing the method of accelerated aging, we relied on the van't Hoff rule for slow reactions: the reaction rate increases by 2–4 times when heated by 10°C.
Каждый день из климатической камеры отбирали по одному стандартному образцу и проводили измерения его термоокислительной стабильности в динамических условиях. Полученные значения термоокислительной стабильности состаренного образца сравнивали с аттестованными значениями стандартного образца с учетом границ погрешности.Every day, one standard sample was taken from the climatic chamber and its thermo-oxidative stability was measured under dynamic conditions. The obtained values of the thermal-oxidative stability of the aged sample were compared with the certified values of the standard sample, taking into account the margins of error.
Результаты измерений термоокислительной стабильности в динамических условиях 10 экземпляров стандартных образцов для метрологического обеспечения измерений термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях №14 и 15 (по таблицам 3, 4), выдержанных в течение различного времени при 77°С, а также аттестованные значения и границы погрешности аттестованных значений стандартных образцов приведены в таблицах 5 и 6 настоящего изобретения.The results of measurements of thermal-oxidative stability in dynamic conditions 10 copies of standard samples for metrological support of measurements of thermal-oxidative stability of fuels for jet engines in dynamic conditions No. 14 and 15 (according to tables 3, 4), aged for various times at 77 ° C, as well as certified values and margins of error of certified values of standard samples are given in tables 5 and 6 of the present invention.
Отклонения результатов измерений стандартных образцов, выдержанных при повышенной температуре, от аттестованного значения оказались в интервале границ погрешности аттестованного значения (таблицы 5, 6). Таким образом, минимальный срок хранения стандартных образцов для метрологического обеспечения измерений термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях принят один год.Deviations of the results of measurements of standard samples, aged at elevated temperatures, from the certified value turned out to be within the error limits of the certified value (Tables 5, 6). Thus, the minimum shelf life of standard samples for metrological support of measurements of the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions is one year.
Срок годности стандартных образцов с сохранением их свойств - не менее одного года - обеспечен использованием нелетучих компонентов с температурами кипения в интервале 196 - 216°С (стр. 8 настоящего изобретения).The shelf life of standard samples with the preservation of their properties - at least one year - is ensured by the use of non-volatile components with boiling points in the range of 196 - 216 ° C (p. 8 of the present invention).
Стандартные образцы для метрологического обеспечения измерений термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях хранятся во флаконах из темного стекла с уплотнительной крышкой объемом 750 мл при обычных условиях (температура не выше 25°С) и используются по мере необходимости для аттестации испытательного оборудования. Гарантия - один год.Standard samples for metrological support of measurements of thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions are stored in dark glass vials with a sealing cap with a volume of 750 ml under normal conditions (temperature not higher than 25°C) and are used as necessary for certification of test equipment. Warranty - one year.
Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования разработанных стандартных образцов для метрологического обеспечения измерений термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях по методикам ДТС-2 и ДТС-4 [2, 3].The results obtained indicate the possibility of using the developed standard samples for metrological support of measurements of the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions according to the DTS-2 and DTS-4 methods [2, 3].
Изобретение осуществимо и воспроизводимо, а существенные признаки изобретения (качественный и количественный состав), приведенные в формуле изобретения и подтвержденные результатами измерений, позволяют повысить достоверность ранжирования топлив для реактивных двигателей по уровню термоокислительной стабильности в динамических условиях за счет приближения значений показателей термоокислительной стабильности стандартных образцов к аналогичным показателям топлив для реактивных двигателей.The invention is feasible and reproducible, and the essential features of the invention (qualitative and quantitative composition), given in the claims and confirmed by the results of measurements, make it possible to increase the reliability of ranking jet fuels in terms of the level of thermal-oxidative stability under dynamic conditions due to the approximation of the values of indicators of thermal-oxidative stability of standard samples to similar to jet fuels.
Настоящее изобретение создает техническую основу для воспроизведения, хранения и передачи величин, характеризующих термоокислительную стабильность топлив для реактивных двигателей в динамических условиях.The present invention provides a technical basis for reproducing, storing and transmitting values characterizing the thermal-oxidative stability of jet fuels under dynamic conditions.
Применение изобретения позволяет проводить аттестацию и осуществлять контроль показателей точности методик измерения термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях по методикам ДТС-2 и ДТС-4 [2, 3], проводить аттестацию испытательного оборудования, используемого для измерения термоокислительной стабильности топлив для реактивных двигателей в динамических условиях, контролировать точность результатов измерений по методикам ДТС-2 и ДТС-4 [2, 3], проверять компетентность испытательной лаборатории в процессе аккредитации, проводить межлабораторные сравнительные испытания для проверки квалификации испытательных лабораторий.The application of the invention makes it possible to certify and control the accuracy of methods for measuring the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions according to the methods of DTS-2 and DTS-4 [2, 3], to carry out certification of test equipment used to measure the thermal-oxidative stability of fuels for jet engines under dynamic conditions, control the accuracy of measurement results according to the DTS-2 and DTS-4 methods [2, 3], check the competence of the testing laboratory in the accreditation process, conduct interlaboratory comparative tests to verify the qualifications of testing laboratories.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2789417C1 true RU2789417C1 (en) | 2023-02-02 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2030742C1 (en) * | 1991-05-05 | 1995-03-10 | Межотраслевая научно-производственная ассоциация по метрологическому обеспечению контроля качества нефтеперерабатывающей и нефтехимической продукции на основе образцов "ИНТЕГРСО" | Composition of standard samples for adjustment and control of devices for quick test of temperature of initial and final points of light petroleum products distillation |
| WO2009118739A1 (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-01 | Technion Research And Development Foundation Ltd. | Chemical sensors based on cubic nanoparticles capped with an organic coating for detecting explosives |
| US8242062B2 (en) * | 2003-01-29 | 2012-08-14 | Authentix, Inc. | IMS detection of chemical markers in petroleum products |
| RU2747051C1 (en) * | 2020-09-09 | 2021-04-23 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Standard samples for metrological support of tests for measuring chemical stability of jet engine fuels (options) |
| RU2760813C1 (en) * | 2021-04-28 | 2021-11-30 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Standard samples for metrological support of tests for measuring corrosion activity in dynamic conditions of jet engine fuels |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2030742C1 (en) * | 1991-05-05 | 1995-03-10 | Межотраслевая научно-производственная ассоциация по метрологическому обеспечению контроля качества нефтеперерабатывающей и нефтехимической продукции на основе образцов "ИНТЕГРСО" | Composition of standard samples for adjustment and control of devices for quick test of temperature of initial and final points of light petroleum products distillation |
| US8242062B2 (en) * | 2003-01-29 | 2012-08-14 | Authentix, Inc. | IMS detection of chemical markers in petroleum products |
| WO2009118739A1 (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-01 | Technion Research And Development Foundation Ltd. | Chemical sensors based on cubic nanoparticles capped with an organic coating for detecting explosives |
| RU2747051C1 (en) * | 2020-09-09 | 2021-04-23 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Standard samples for metrological support of tests for measuring chemical stability of jet engine fuels (options) |
| RU2760813C1 (en) * | 2021-04-28 | 2021-11-30 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Standard samples for metrological support of tests for measuring corrosion activity in dynamic conditions of jet engine fuels |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6792557B2 (en) | Characterization of crude oil and its fractions by thermogravimetric analysis | |
| RU2789417C1 (en) | Standard sample for metrological support of measurements of thermooxidative stability of jet engine fuels under dynamic conditions (variants) | |
| Glavincevski et al. | Cetane number estimation of diesel fuels from carbon type structural composition | |
| RU2760813C1 (en) | Standard samples for metrological support of tests for measuring corrosion activity in dynamic conditions of jet engine fuels | |
| RU2775473C1 (en) | Standard sample for metrological support of tests for measuring the lubricity of jet engine fuels (variants) | |
| RU2663154C1 (en) | Standard samples for metrological provision of tests of automobile gasolines in assessing their propensity to form deposits on nozzle parts | |
| RU2685265C1 (en) | Method of determining chemical stability of jet engine fuels | |
| Ezeldin et al. | Quality improvement of Sudanese gasoline by using di isopropyl ether and moringa oil | |
| RU2747051C1 (en) | Standard samples for metrological support of tests for measuring chemical stability of jet engine fuels (options) | |
| RU2292546C1 (en) | Method of evaluating induction period of motor gasolines | |
| RU2391661C1 (en) | Method of determining chemical stability of motor petrol | |
| RU2825565C1 (en) | Method for determining change in quality characteristics of fuels for jet engines when interacting with anticorrosion coatings in storage conditions | |
| RU2805833C1 (en) | Method for determining changes in quality characteristics of motor gasoline when interacting with anti-corrosion coatings under storage conditions | |
| RU2526174C1 (en) | Method of estimating cetane index of liquid hydrocarbon fuels | |
| Cherepitsa et al. | Determination of inspection parameters of diesel fuels | |
| RU2577290C1 (en) | Method of determining octane number of n-alkanes | |
| Bridgeman | Volatility Data from Gasoline Distillation Curves | |
| US20210223157A1 (en) | Methods for classifying petroleum coke | |
| RU2247982C2 (en) | Method of determining octane number of motor petrol | |
| Ezeldin et al. | Characterization of Physiochemical Properties of Sudanese Petrodiesel Samples Produced from Khartoum Refinery in Sudan | |
| RU2236002C1 (en) | Method of determining presence of depressor additive in diesel fuels | |
| Andersen et al. | Organic precipitates in oil production of a Venezuelan oil field | |
| Pashayeva et al. | INFLUENCE OF ADDITIVES ON THE QUALITY OF DIESEL FUEL | |
| US2223183A (en) | Prospecting for oil | |
| Brendel et al. | Fast-Ageing method BigOxy for the examination of Fuel Blends |