熱傳導油（液）标準制定及實施的相關問題（2004）
--------- 中國石化石油化工(gōng)科學研究院 梁(liáng) 紅 2004年6月
（全國炭素信息網第20次炭素(sù)技術交流會論文）
（梁 紅）作者簡(jiǎn)介：中國石化工科院标(biāo)準化(huà)室副主任，教授級高級(jí)工程師。多(duō)年來從事石油(yóu)産品标準化研究工作，曾起草汽油機油、柴油機油、熱傳導液等多(duō)項國家和行業标準，有多篇論(lùn)文發表。
1 前言
按照國際标準化(huà)分類，有機熱載體屬于潤滑劑和有關産品(pǐn)（ Q ）類組，統(tǒng)稱(chēng)作熱傳導液（ Heat Transfer Fluids ），包括各種類型的合成液（熱傳導(dǎo)液）和礦物油（熱傳導油）。
我國熱(rè)傳導液（油）的研(yán)制和生産(chǎn)始于 20 世紀 70 年代， 20 多年來，随着(zhe)經濟的發(fā)展(zhǎn)，熱傳導液（油）加熱技術已在多個(gè)工業和民用領域中廣泛應用。相關的産品标準和使(shǐ)用(yòng)性能評價(jià)方法标準的制定工作也有了可喜的進(jìn)展。
在(zài) 90 年代中期，國家石油産品(pǐn)标準(zhǔn)化技術(shù)歸口單位（石油化工科學研究院）将熱傳(chuán)導液（油(yóu)）熱穩定性評價與标準制定相結合，在建(jiàn)立評價方法的同時(shí)對影(yǐng)響産品熱穩定(dìng)性(xìng)的因素(sù)進行考察，對國内外不同類(lèi)型的産品(pǐn)進(jìn)行評價(jià)，從而确定了熱傳導液（油）最高使用(yòng)溫度的評價方法和指标， 制定了 SH/T 0677-1999 熱傳導液産品标準和 SH/T 0677-1999 熱傳導液熱穩定性測定方法标準。
标準實施五年來，執行情況喜優(yōu)參半。有的企業積極執行标準，送樣(yàng)進行熱穩定性評價并根據試驗确定的最高使用(yòng)溫度來編寫産品說明書，并積極向用戶(hù)宣傳标準。但也有部分企業，回避标準的存在，不僅不進行産(chǎn)品的熱穩定性檢測(cè)，而(ér)且繼續以誇大不實之詞欺騙用戶，進(jìn)行不正當競(jìng)争，情況令人堪優(yōu)。
本文介紹(shào)了 SH/T 0677—1999 熱傳導液标準的制定情況，重點對采用熱穩定性試驗确(què)定熱傳導液（油）最高(gāo)使用(yòng)溫度的方法和(hé)指标進行解釋，對标準執行中的相(xiàng)關問題進行讨論并提出(chū)建議。
2 SH／T 0677-1999 熱傳(chuán)導液标準的制定依據及主要指标的意義
根據國家積極采用(yòng)國際标準和國外先(xiān)進标準的原則(zé)， SH／T 0677-1999 熱傳導液标誰的制定主要采(cǎi)用(yòng)德國工業标(biāo)準DIN 51522-1995 ，但并(bìng)未完全照搬，标準制定過程中結合中國實際進行大量試驗(yàn)驗證， SH／T 0677-1999 的最大優勢(shì)就是制定了熱穩定性的判定(dìng)指标，并用于确定熱載體的最高使用溫度。而 DIN 51522 僅規定熱穩定性所采用的試驗方法．并未(wèi)制定具體指标，如果照搬過來，就我國的(de)市場(chǎng)情況而言，可(kě)操作性比(bǐ)較差，對于在說明(míng)書中(zhōng)随意(yì)誇大産品(pǐn)的(de)最(zuì)高使用溫度的(de)情況就無(wú)法。用戶的經濟利益和人身财産安全(quán)也就無法保(bǎo)障。 SH／T 0677-1999 熱傳導液标準更(gèng)符合中國國情。
2 ． 1 熱穩(wěn)定性
熱(rè)穩定性是熱傳導液（油）區别于其(qí)他它油品的重要使(shǐ)用性能評定方法(fǎ)，是熱傳導液(yè)（油）研究、生産、選用和标準化必(bì)不可少的關鍵指标。SH／T 0677-1999 中熱(rè)穩定性試驗等(děng)效采(cǎi)用德國(guó)工業标準(zhǔn) DIN 515281-1998 制定，标準号為SH／T 0680-1999 。
2.1.1熱穩定性(xìng)試驗方法概要
在一定試驗溫度下，将試樣隔絕空氣加熱至規(guī)定時間（480h 以上），然後觀察并記錄其外(wài)觀；通過稱量計算出氣相分解産物含量；對加熱前後随(suí)試樣進行氣相色譜分析，通過模拟蒸餾曲(qǔ)線确定試祥生成(chéng)的低沸物和高(gāo)沸物含量；稱取一定量加熱後的試(shì)樣，在球管蒸餾器中測定不能(néng)蒸發産物含量；四部(bù)分相加計算出試樣(yàng)的變質率。在外觀合格的前提下變質率(lǜ)越小熱穩定性就越好。
熱傳導液（油）的熱(rè)穩定性評價指标的含義：
外觀 ：清澈(chè)透明，無絮狀物或沉澱物(wù)。
變質率由(yóu)四部(bù)分組成 ：
氣相(xiàng)分解産物： 常(cháng)壓下其(qí)沸點在室溫以下的物質。
低拂物 ：經模拟蒸餾方法測(cè)出餾出溫度低于未加熱試樣初餾點的(de)物質。
高沸物 ：經模拟蒸餾方法測出餾出溫度(dù)高于未加熱試樣初餾點的物質。
不(bú)能蒸發産物 ：通過模(mó)拟蒸餾方法不能從試樣中分離出(chū)來的物質（即(jí)殘(cán)渣）。
2.1.2熱傳導液（油）最(zuì)高使用溫度的确(què)定
以一系列國内外(wài)産品的熱穩定(dìng)性評價結果為依據，将熱傳導液（油）熱穩定性評價标準（見 SH／T 0677—1999 ）定為(wéi)： 在一定溫度和(hé)時間條件下，按照 SH／Ｔ 0680-1999 進行(háng)試驗後(hòu)，外觀合格，變質率（氣相分解産物、低沸物、高沸物和不能蒸發産物之合）不大于10% ，相應的試驗溫度定(dìng)義為(wéi)該産品的最高使用溫度。
根據國際分類标準和我們的評價結果，一般礦油型熱傳導油的最高使用溫度多數為 300 ℃，隻有少數采用特(tè)殊原料和工藝生産的礦油型熱傳導油可達到 310 ℃或 320 ℃，且不超(chāo)過(guò) 320 ℃。
合成型熱傳導液因(yīn)産品類型不同其熱穩定性也不同(tóng)，需根據評價結果來确定(dìng)。從送樣評(píng)價結果看，液相使用的熱傳導液的熱穩定性在 300 ℃— 350 ℃之間。
2.1.3熱穩定性評價指标的驗證
标準制定(dìng)階段，廣泛(fàn)收集了國内不同類型(xíng)加熱裝置使用的(de)國内外各(gè)類熱傳導液（油），對變(biàn)質率不大于 10 ％的評價(jià)指标進行驗(yàn)證。現對國内采集和送檢的 21 個國産熱(rè)傳導油進行 300 ℃和 320 ℃熱穩定(dìng)性(xìng)驗證(zhèng)情況進行分析。從檢測結果看，有(yǒu)如下特點：
1、市(shì)場采集的标稱最高(gāo)使用溫度為320℃的(de)12個産品均(jun1)未達(dá)到(dào)320℃指标要(yào)求，其中10個達到(dào)300℃要求，另2個未(wèi)達到300℃指标要求；标稱300℃的4個産(chǎn)品，有1個(gè)不合格。
2 、送檢的5個産品2個達到310℃要求(qiú)，2個達到320℃要求，1個達到300℃要求。
采集和送檢的 21 個礦物油型産品的最高使(shǐ)用(yòng)溫度分布見表 l 。
表(biǎo) 1 采集和送檢的 21 個礦物油型産品的(de)最高使用溫度分布
最高使用溫度(dù) | 300 | 280 | 310 | 320 |
個 數 | 14 | 3 | 2 | 2 |
所占比例% | 66 | 14 | 10 | 10 |
從以上分析可見，采(cǎi)用變質率不大于 l0 ％的指标(biāo)進行熱穩定性評價，就将國内約 80% 的礦物(wù)油(yóu)型(xíng)産品的最高使用溫度限制在 300 ℃以下（ QB 300 或 QB 280 ），避免由于使用溫(wēn)度過高造成過(guò)快老化結焦，引發事故；隻有(yǒu)個别采(cǎi)用特殊工藝制得的礦物油型(xíng)産品可以達到 QC 310 或 QC 320 标準。
2．2标準指标的規範(fàn)性
SH／T 0677 一 1999 标誰中的指标可分為使(shǐ)用性能、安全和蒸發性能、流(liú)動(dòng)性、毒性、基礎油和添(tiān)加劑的規範性等五類。
使(shǐ)用性能：熱穩定(dìng)性(xìng)、傳(chuán)熱性（運動粘度(dù)、 密度、 比熱、導熱(rè)系數等）；
安全性和蒸(zhēng)發性：熱穩定性、初(chū)餾點、閃(shǎn)點（閉口、開口）、自燃點、水分；
流動性：傾點(diǎn)、運動粘度；
毒性：氯含量(liàng)；
基礎油和添加劑的(de)規範性：熱穩定性、外觀、餾(liú)程、殘炭、硫含量(liàng)、銅片腐蝕、中和值、閃(shǎn)點、餾程、傾點
上述指标的意義和選用注(zhù)意事(shì)項見“ SH/T 0677—1999 熱傳(chuán)導液(yè)标準(zhǔn)講解(jiě)”。
2．3産品代号和标識的規範性
标準化的産品代(dài)号目标識(shí)一旦為大家所采用(yòng)，就成為跨越國(guó)界的通(tōng)用的語言。我國的石油(yóu)産品全面(miàn)采用國際标準化組(zǔ)織（ISO）制(zhì)定的分類标準(zhǔn)，熱傳導液也不(bú)例外。 SH/T 0677—1999 中采用的 Q 系列産品代号（QA 、QB 、QC 、QD 、QE ）是(shì)國(guó)際标準化分類中 L 類 Q 組對熱傳導液的統一規定（具(jù)體含義見“ SH/T 0677 — 1999 熱傳導液标準講解”）。希望用戶認識這一組産品代号和标識，了(le)解(jiě)其含義。用戶在選擇産品的時候會看到很多不同的産品代号，采用上述 Q 系列代号标識的産品應當(dāng)符合 SH/T 0677 — 1999 标準，而(ér)對于采用非(fēi)标準代号的産品要考察它所代表的産(chǎn)品質量與行業标準中 Q 系列産品(pǐn)的關(guān)系（高于或低于行業标準），然後作出決定。
3 對SH／T 0677一(yī)1999标準實施中相關問題的讨論(lùn)
3．1标準在(zài)市場經濟中的作用(yòng)
過去在計(jì)劃經濟時代，我(wǒ)國(guó)的标準是以(yǐ)生産型标準為(wéi)主，多數為強制(zhì)性标準(zhǔn)。在(zài)加入 WTO 以後标準(zhǔn)更多地具有貿(mào)易性的功(gōng)能(néng)，是供需(xū)雙方對話的平台，因此(cǐ)多數為(wéi)推薦(jiàn)性标(biāo)準。但并不是說，推薦性(xìng)标準生産企業就可以不執(zhí)行。在市場經濟尚不完善的條件(jiàn)下，統一的國家或行業标準的重要(yào)功能就是維護用戶或消費者的權益，打擊欺詐行為(wéi)。關鍵在于用戶要轉變觀念，更好地利用标準來保護自已。
在(zài)目前一方面供(gòng)大于求，另一萬面又很不規範(fàn)的市場環境中，用戶往往要求以國(guó)家标準或行業标準(zhǔn)為依據而不相信企業标準。因為前兩類(lèi)标準是由國家授權組成的标推化委員(yuán)會或(huò)歸口單位組織制(zhì)定的，不為某一方(fāng)所左右，應該是用戶(hù)和生(shēng)産者之間(jiān)平衡的産物，所以是某一領域的通用的最低(dī)标準。因此，用戶選擇(zé)産品的通行做法是以統一的國家或行(háng)業标準為(wéi)依據(jù)同時根據自己的應用特點 , 在合同中附加指(zhǐ)标。例如，在 SH／T 0677 标準中有—些暫未在行業範圍内統(tǒng)一的“報告”指标，如(rú)粘度、密度、自燃點(diǎn)、殘炭、餾程等，月戶在(zài)購買一個具體産品時，完全可以根據需要(yào)提(tí)出具(jù)體指标。
在成熟的市場環境中，用戶是制定标準的主體。如美國、歐洲和(hé)日本的汽車制造商對車用燃料和潤滑油标準制定有着絕對的支配地位。在我國的市場培育階段用戶在觀念和技術實力上有(yǒu)一個逐步轉變和提高(gāo)的過程，但一定要看到這一(yī)趨勢并有所準備。目前在石油産品的(de)應用領域，我們看到這樣的趨勢，用戶更加成熟也更加理智，他們直接參與标準的制定或随時關(guān)注和(hé)掌握标準(zhǔn)的最新信息，對于自己所使用産品的控制能力在逐步增(zēng)強。有見識的油品生産企業會主動執行國家(jiā)或行業标準，并努力改進生産工藝，在國家和(hé)行業标準的基礎上制定更為嚴格的企業标準，以便(biàn)在激烈的市(shì)場競争中能夠更勝一籌(chóu)。
3.2 SH／T 0677-1999标準實施(shī)中的問題
經過多年努力制定的 SH ／ T 0677-1999 熱傳導液标準是在(zài)全國熱載體加熱技術範圍内統一的也是最低的技術要求。作為标準(zhǔn)起草(cǎo)單位，我們希(xī)望這一标準能夠成(chéng)為維護用戶利益、規範市場秩序(xù)、規範生産和使用的重(zhòng)要依據。 2000 年在北京召開了 SH ／ T 0677-19999 标準宣慣會，遺憾的是用戶參加較少，我們(men)随後的宣傳貫徹力度又很不夠，标準實施 5 年來，仍有相當多的用戶不知道國家已經(jīng)有統(tǒng)一的(de)标準。
這就(jiù)造成部分生産企業不經評價(jià)，在(zài)産品說明書上随意(yì)标稱最高使用溫度，甚至将礦物油型産品标至 330 ℃至 360 ℃的高溫。随意(yì)标稱産品的最(zuì)高使用溫度會造成嚴重(zhòng)的市場(chǎng)混(hùn)亂。首先，不經檢測而标稱 320 或更高牌号的産品，往往用劣質(zhì)原(yuán)料調配且價格低廉，一高(gāo)一低(dī)恰恰迎合了部分用戶的心理，由此造成講誠(chéng)信的企業按照檢測确定的溫度标(biāo)稱的産品被市場冷落，而拌有不實宣傳的未經檢測的産品卻受(shòu)到市場追捧的現象。
有的生産企業還制定—些低于 SH／T 0677-1999 的地(dì)方(fāng)标準、企業标準，進行缺乏科學依據的商業宣傳(chuán)，以此來吸引和誤導(dǎo)不知情的用戶。近年來，熱載體加熱裝置發生的造(zào)成人(rén)身傷(shāng)害和(hé)财産損失的安全事故屢見不鮮。由此可見，在無序(xù)的市(shì)場中，信息的獲取是不對等的，用戶往往成為僞劣産(chǎn)品的直接受害者，究其原因，除了對(duì)油品知識和标準信息了解較少以外，追(zhuī)求低價格也是原因之(zhī)一。
随着标準宣傳貫徹力度的加大和越來越(yuè)多的正規企業(yè)參與市場競争，用戶會逐漸認(rèn)識标準，會在選油或招标過程中以标準(zhǔn)為依據。
标準(zhǔn)實施以來，已對 10 餘個國内外樣品進行了熱穩定性評價，對規範市場發揮了重要的作用。
3．3熱傳導液的使用壽命問題
熱傳導液（油(yóu)）是有機化合物，在實際運行過程中，随時可能(néng)發生熱分解、熱聚合和熱(rè)氧化等各類反應(yīng)，其(qí)組成無時無刻不在發女變化，這是一個不可逆的化學變化過程，即(jí)組成劣化的變質(zhì)過程。區别在于熱穩定性好(hǎo)的産品對高溫的承受能力強，導緻變(biàn)質的一系列化學反應速度慢，其使用壽命也就相對較長。
所謂壽命就(jiù)是熱(rè)傳導液（油）在一定的運行溫度下的(de)使用周期，或換油周期。我們用熱穩定性(xìng)試驗來模拟在一定運行溫度下熱傳導液（油）發生組成劣化(huà)的情況，其程(chéng)度通過變質率（氣(qì)相分解産物含(hán)量、低沸物、高沸(fèi)物和不能蒸發(fā)産物含量）來衡量，變質率(lǜ)越小，熱穩定性就越好，壽(shòu)命就越長(zhǎng)。
延長(zhǎng)熱載體使(shǐ)用壽命是一項系統工程，與生産者、系統設計及施工者、使(shǐ)用者三(sān)方面都有(yǒu)着直接關系。三者很好結(jié)合，才能達到較為理想的效果。
對于(yú)熱載體生産企(qǐ)業(yè)來說，延長使用壽命的重要途徑就(jiù)是選擇優質(zhì)原料和耐高溫的功能添加劑，科學複配(pèi)，采用通用的标準方法進行評價和(hé)檢(jiǎn)測；對于系統的設計和施工者來說，一定要考慮到有(yǒu)機熱載體的特性，消除設計和施(shī)工中的先天不足。為延長熱載體使用壽命打下良好的基礎；對用戶來(lái)說，首先要了解熱(rè)載體的各類标準（注(zhù)意：企業标(biāo)準應高于行業标準），掌握項指(zhǐ)标的物理(lǐ)和化學意(yì)義，提高識别能(néng)力(lì)，不為商(shāng)業宣傳所迷惑(huò)，根據(jù)加熱系統設計要求合理(lǐ)且經濟地(dì)選用具有(yǒu)熱穩(wěn)定性(xìng)保障的壽命适當的(de)熱載體，其(qí)次就是科學管理，嚴格操作規程，将造成(chéng)熱(rè)載體過(guò)熱(rè)的一切可能降至最低，向管理要壽(shòu)命(mìng)。
3．４最高使用溫度(dù)在選用和運行中的意義
最高使用溫度系指某産品經熱穩定性試驗（ SH / T 0677-1999 ），變質率不大于 10 ％所對應的溫度，即加(jiā)熱器出口處測得(dé)的主流體最高平均溫度。在實際使用中最高使用溫度成為我們合理且經濟地選用熱載體的重要參數。
按照德(dé)國熱載體安全運行規程（ DIN4756 ）熱傳(chuán)導(dǎo)液（油）在其最高使(shǐ)用溫度下應(yīng)至(zhì)少使用一年。為(wéi)保證熱(rè)傳導液（油）具有較長的(de)使用(yòng)壽命，保持(chí)裝置平穩運行，減少操作(zuò)成本，實現最佳經濟(jì)效益應在最高(gāo)使用溫度與實(shí)際運行溫度（加熱爐出口(kǒu)處測得的主流體平均溫度）之(zhī)間保(bǎo)持一個合理(lǐ)的差值，建議實際運行溫度較産品(pǐn)的最高高用溫度(dù)低至少 20 ℃。一般來說，選用不當有以下(xià)兩(liǎng)種情況：
1 、實目運行溫度如果(guǒ)低于 280 ℃，選油時(shí)一定要 320 ℃或更高(gāo)牌号，并不合理。如前所(suǒ)述市場(chǎng)上隻有個别礦物油型産品符合 320 ℃标準，選擇這樣的産(chǎn)品會造成成本升高(gāo)，質量(liàng)過剩；如果标稱牌号要高，而價格又要低，這樣的産品基本上是不經檢測，随意标(biāo)稱的不合格産品(pǐn)。
2 、實際運行溫度長(zhǎng)時間高于(yú)或接近熱傳導液（油）的最高使用(yòng)溫度，會在短時間内使變質率快速上升，造成設備氣阻和爐管過熱(rè)結焦，從而引發安全事故，造成經濟(jì)損失和人身傷害。選擇這樣的(de)産品同樣不合理且不經濟。
最佳效(xiào)益的獲得，是使用壽命、安全性、經濟性之間的平衡。建議用戶選擇最高使月溫度經權威部門評價而确定産品，遵循(xún)實際運行溫度較熱載體(tǐ)的最(zuì)高使用溫度(dù)低(dī)至少 20 ℃的原則，向(xiàng)合理選用要效(xiào)益。
簽于在(zài)國内(nèi)炭素制品行業的加熱(rè)裝置中，熱載體實(shí)際運行溫度大多低于朋280 ℃，在 230 ℃— 260 ℃左右，在(zài)這樣的使用條件下(xià)選用熱穩(wěn)定性評價(jià)合格的 QB300 可謂兼顧了(le)安全性和經濟性。随着技術的發展，熱載體的使用溫度有增高的趨勢，另有一些裝置(zhì)熱載體的實際運行溫度(dù)達到(dào)290℃— 300 ℃，可以選用熱穩定性(xìng)評價合格的 QC310 或 QC320 ，如果一定(dìng)要選 330 或 340 牌号的産品，就要選用合成型熱載體中的 QD 類産品，最高使用溫度在(zài) 330 ℃— 350 ℃，其價(jià)格可(kě)能是普通 QB 300 的 2-4 倍(bèi)。
4結束語
鑒于國内目前的市場狀況，深感(gǎn)作為标準歸口和起草單(dān)位責任重大。針對(duì)行業用戶的标準宣貫應進一步加大力(lì)度。
04-05 年标準化計劃将對“熱傳(chuán)導液（ SH / T 0677-1999 ）”标準進行修訂(dìng)，通過總結 5 年來的經(jīng)驗和不足，并請(qǐng)用戶代表參加(jiā)标準修訂，這将使修(xiū)訂後的标準更切合中國實際，更具有市場的規範性，更便于操作，關系(xì)到人身和财産(chǎn)安全的重要(yào)指标将(jiāng)作為強制性指(zhǐ)标，為國家(jiā)的監督抽查提供依據。此項(xiàng)工作(zuò)希望得到炭素制品行(háng)業廣(guǎng)大(dà)用戶(hù)的積極參與和支持。
讓(ràng)我們共同努力，促進(jìn)我國熱載體加熱技(jì)術健康發展。
上一篇(piān)：熱傳導油（液）标(biāo)準制定及實施的相關問題（2003）
