测量水的油

这是一种常见的说“油和水不能混合”,但从本质上说,这并不适用于润滑油脂。在润滑油脂,水可以存在在许多州,如果任其发展,会造成相当大的损害有价值的资产。本文探讨了水润滑油脂所呈现的问题,并讨论可靠性专业人士所使用的技术,可以确定水浓度油。

工业油,污染的水可以创建主要问题关于机械部分。这是因为水不仅会改变一个润滑剂的粘度,但也会导致化学变化,导致损耗的添加剂和清漆的形成,污泥和酸。任何润滑油状态监测程序的一部分是水测试。传统上,当前的方法很难确定水的污染工业油有强烈的水分离性能。

三个阶段水共存的一个石油样品——乳液混合溶解,免费的小球——所有这些都很难获得具有代表性。在这些类型的油,添加剂配方是为了有效地隔离水的饱和限制50到250 ppm。水饱和极限将形成不同的水滴,如果离开坐无人值守,最终分离的油(图1)。而溶解水不构成工业应用的一个主要问题,乳化或自由水应该严格监管。

图1所示。样本使用雪佛龙销售税32岁收到的实验室在装船后的发电装置。

什么技术?

裂纹试验

裂纹测试主要是定性的,可以用来确定水存在或不润滑油。可以使用热板进行这个测试。而裂纹测试可以显示在润滑油是否存在水,它不能确定水的体积。虽然有些半定量数据的含水量就可以通过细致观察油的热板,它高度依赖于操作者的技能。

需要一个温控热板的裂纹测试。通常情况下,热板的温度设置为320°F (160°C),和样本结合剧烈摇晃,生产更均匀悬浮的水在油中。样品制备后,一滴油添加到热板,仔细观察。

石油,如果水不存在“龟裂”不会出现,但是如果水有油,热量会改变它的蒸汽阶段,产生明显的泡沫油滴。气泡的大小约相当于水出现在油的体积。换句话说,如果泡沫更大更多的水会溶解在油。定量判断水的油的浓度可以通过监测产生的气泡的大小在热板上。

下面是裂纹测试的优点和缺点;

优点:

• 快速和容易
• 具有成本效益的
• 可以现场执行

缺点:

• 安全问题
• 不定量的
• 结果不同运营商之间

氢化钙检测组件

氢化钙测试套件是另一种方法来确定水的浓度。在这种技术中,一个近似的油量是放置在一个密封的容器有一个近似的氢化钙量。容器是大力动摇时,水在油与氢化钙反应,产生氢气(H₂)。

压力计是用来测量H₂压力,而固体氢氧化钙(Ca(哦)₂)产品沉淀出来。这是一个化学反应在溶液中,和一个摩尔的水将创建一个单一的摩尔的H₂气体。测定的气体压力随之而来的反应将提供的水量数据出现在油样品。使用一个注射器,石油样品运行测试。一个测试通常需要20到30毫升的石油,这是最终添加到反应容器由螺钉帽安全地关闭反应容器。

石油样品必须与一个已知数量的稀释剂稀释如果水位很高。的相对数量稀释剂和石油将依靠水浓度油样品。有时候,测试必须运行不止一次来衡量水污染的适当范围和选择合适的稀释剂比例的石油。

通常,氢化钙稀释剂和被分离开来石油直到船是关闭的。通过这种方式,所有的H₂气体由于化学反应是保留在创建示例缸。样品缸关闭后,氢化钙和油混合在一起,搅拌启动反应。几分钟后,读取内部压力的压力表安装在反应容器。基于的相对混合稀释剂和石油,该压力读数转换为%水阅读。

如果水出现在油量非常高,那么容器的压力将高于阅读的范围压力计。在这种情况下,压力释放装置应该清洁,和油稀释剂比例应该落在可量化的范围内。通常,完全组装氢化钙与压力容器检测盒可用,注射器、压力计、手套、密封环、稀释剂、安全眼镜,预先确定包氢化钙,有时一个磁性搅拌盘。如果这些测试工具使用得当,它们提供精确结果50 ppm乳化或自由水。

下面是氢化钙检测组件的优点和缺点;

优点:

• 提供了定量结果
• 相对容易的
• 可移植的
• 低成本

缺点:

• 安全——船面临压力
• 需要溶剂和化学品
• 超过几运行可能需要基于水浓度

费歇尔

费歇尔(KF)电量滴定(ASTM D6304)是最受欢迎的技术用于检测水油。如果由熟练的操作符,费歇尔分析水可以产生高度精确和可重复的结果和其他作为比较的技术分析方法对水测量。水也可以决定在任何状态,如自由、溶解或乳化。

费歇尔滴定法是用于许多应用程序和工业水测量是很重要的,例如在食品、医药、和润滑油脂。滴定方法,一个已知浓度的解决方案是用于测量未知溶液的浓度。通常,滴定管用于滴定剂添加,即。已知的解决方案到一个已知数量的分析物(未知的解决方案),直到反应完成。

费歇尔滴定法,碘的用量与水存在于样本的数量。的水含量石油可以测量准确的确定所需的碘量滴定油样品。许多公司,包括瑞士万通,梅特勒-托利多和西格玛奥德里奇,开发商业费歇尔滴定仪实验室应用程序。由于挥发性化学物质的使用和所需样品制备,费歇尔滴定法通常是在实验室进行的,因为它是相当复杂的现场使用设备的检查。app亚博体育

下面是费歇尔的优点和缺点;

优点:

• 可以确定水在任何状态:自由、溶解或乳化吗
• 利用ASTM D6304作为事实上的标准
• 可以确定不同范围的水浓度,从接近于零到100%

缺点:

• 挥发性化学物质需要一个通风柜
• 必须在实验室环境中进行
• 昂贵的设备app亚博体育
• 耗费时间的

相对湿度或饱和计

相对湿度(RH)传感器是采用在湿度必须在许多行业监管等医药行业和食品服务。RH传感器有三种类型:电阻,电容,导热系数。电容式传感器通常用于确定的相对湿度石油。

相对湿度在空气中,尤其是在温暖的气候在夏天的季节,是一个熟悉的概念。空气容纳水汽的能力是基于温度,并与石油也是如此。如果石油是温暖,保持水分的能力变得更大。显然,如果的温度石油非常高,如在一个内燃机中,高温会使水蒸气煮沸的解决方案。

湿度传感器只能够确定溶解水在油和无法确定的乳化或免费的油量,因此,它们的使用是相当限制。关键数据仍然可以被跟踪的RH收购石油。电容RH传感器通常包括两个导电电极与导电层之间。通常,导电聚合物或金属氧化物层。这一层的电容改变水含量电压变化,促进两者之间的导电电极。

电容式湿度传感器的介电常数的经验越来越变化正比于周围环境的相对湿度。电容式湿度传感器可以在高温下(200°C),并具有低温度系数,合理的抗化学蒸气,并从凝结完全康复。他们表现出良好的响应时间,可以在几分钟内提供准确的数据。

通常的电容式传感器的不确定性是±2% RH从5%到95% RH两点校准。此外,电容式湿度传感器受距离限制的检测元件可以位于信号调节电路。这是因为连接电缆的电容影响关于小电容传感器的修改。< 10英尺是实际的限制。

下面是相对湿度的优点和缺点;

优点:

• 简单的测量
• 易于使用的
• 可移植的
• 轻量级
• 不需要特殊设备或溶剂吗app亚博体育

缺点:

• 只有确定相对湿度
• 不能确定免费或乳化水油
• 必须使用在靠近样品由于从电缆电容效应;长电缆(> 3米)之间的读出和传感器将导致错误

红外

红外光谱法被认为是最有前途的方法水的污染。这种技术被广泛使用,并提供一个令人满意的不含化学物的测量。总体来说,研究光谱指的是物质和辐射能量之间的相互作用。谱仪系统包括一台计算机、一个探测器,探测器的辐射来源或其他转换器信号有用的数据(图2)。

图2。典型的光谱仪的示意图

需要测试的样品是定位和探测器之间的辐射来源。在的情况下红外吸收光谱,入射光束被允许通过一个示例和旅行的光探测器获得传播和普遍报道的光谱吸收或透射光的入射光的波长λ。

红外线是纯水,可以被吸收红外光谱的峰值约3400厘米吗¹。溶解水在另一个介质如石油、红外线仍被水分子吸收,虽然高峰可能会由于不同的环境,特定的水分子。

水通过测量ASTM标准做法E2412是通过将红外光谱的峰值约3350厘米吗¹水的浓度(图3)。这种方法确实是适合特定类型的应用程序,如电动机润滑油,包括添加剂溶解水。分析是简单、快速和高度一致,甚至新手用户可以轻松地获得结果。

图3。测量在ASTM E2412水。

当乳化或自由水存在于石油,当光线穿过这些石油样品将分散,影响测量。工业润滑油包含抗乳化性添加剂,因此大部分的水存在作为一个自由或乳液。而不是吸收光,水滴悬浮在油会分散。

不容易与水吸收峰约3400厘米¹在饱和水的浓度极限。水稳定方法是一个有效的方法来抵消这种散射。在这个技术,样品使用的添加剂如表面活性剂,这有助于溶解油中的水。这样,标准的水峰可以被识别红外光谱。

而水稳定技术可以由技术熟练的操作员执行,化学物质仍将需要添加精确石油样品分析之前,这不能立即在需要时访问。因此,使用的水稳定方法不是一般最终用户,或者通过状态监测实验室利用红外光谱作为筛查工具。

下面是红外光谱的优点和缺点;

优点:

• 可移植的
• 易于使用的
• 与费歇尔
• 只需要一滴石油
• 获得的结果可以在2分钟之内
• 可以确定其他石油参数,如TBN,棕褐色,硫酸盐化作用,氧化

缺点:

• 更昂贵的比其他测试技术

另一种方法使用一个均质器机械介绍水的不同的水滴悬浮在油中。均质样品费歇尔电量滴定表现出良好的相关性。这些都是均质和一只猫120 x在室温下均质器,保持一分钟。的弹性光散射引起的油包水混合物依赖于水的浓度,也大大影响水是手动的方式分散在油,这是离散的水滴的大小和数量存在于石油(图4)。

图4。的光散射图形表示使用透平油由于不同的水滴。谱是一个使用透平油和29000 ppm水污染均化后立即进行分析。光谱B是一个与9500 ppm汽轮机油使用水污染均化后立即进行分析。光谱C是相同的样本(29000 ppm)但一直均化后可以坐45分钟。浓度和水滴大小的变化是明显的基线。

均质器产生一个可重复的水滴分布均匀分散在油。在这之后,一个红外光谱仪可用于可靠地确定光散射的程度。

的FluidScan油分析仪是一个健壮的手持红外分析仪用于测量油的化学和条件。使用均匀化方法,一组石油样品用不同浓度的水FluidScan准备和决心。结果相比获得了费歇尔电量滴定法(图5)。FluidScan读数显示滴定技术优越的相关性。

图5。费歇尔FluidScan红外数据的相关性

的FluidScan技术为研究水污染在透平油是一个强大的和可靠的方法中,主要水污染和可以提供即时结果。抽样的区别是最大的贡献者,这种技术的均质器构成一个主要部分。

握手是不充分的方法获得一个统一的样品和水测定的结果一致FluidScan油分析仪。为达到最佳效果,样品制备与商业分析或即时分析现场之前均质器可以遵循。取样方法和最佳实践,可以实现结果关联在20%的费歇尔电量滴定方法。

结论

各种技术可用于可靠性专业人士来确定水的存在润滑油脂。然而,各种方法都是基于几个因素,如人员培训、预算、所需数据的准确性,等可靠的监测设备app亚博体育水污染恰好是最关键的方面防止意想不到的设备故障和停机时间。app亚博体育

这些信息已经采购,审核并改编自公司斯派克所提供的材料科学。亚博网站下载

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