熱傳導油（液）标準制定及實施的相關問題（2003）

                                  --------- 中國石化石油化工科學研究院    梁紅   2003年

                                        第13屆全國熱載體加熱技術交流會論文(wén)

1、前 言

按照國際标準化分類，有機熱載體屬(shǔ)于潤滑劑和(hé)有關(guān)産品(L)類Q組，統稱作熱傳導液(Heat Transfer Fluids)，包括各種類(lèi)型的合成液（熱傳導液）和礦物(wù)油（熱傳導油）。

我國(guó)熱傳導油（液）的研制和生産始于20世紀 70年代，随着成套設備(bèi)的引進和國(guó)産設備的改造，目前，熱傳導油（液）已在工業和民用的(de)的多種加熱裝置中廣泛應用。過去(qù)，由于使用性能評價方法未建立，生(shēng)産和使用處于無标準(zhǔn)可循的狀态，使加熱系統的故障和安全事故時有發生

國家石油産(chǎn)品标準化技術(shù)歸口單位（石油化工科學研究院）在(zài)九五期間，将熱傳(chuán)導油（液）熱穩定性評價與标準制定相結合，在建立評(píng)價方法的(de)同時對影響産品熱穩定性(xìng)的因素進行考察，對國(guó)内外不同類型的産品進行評價，從而确定了産品最高使用溫(wēn)度的評價方法和(hé)指标，制定了熱傳導油（液）産品标準(zhǔn)(SH/T 0677－1999)2)。該标(biāo)準與國(guó)外同類标準相比，優勢在于可通過熱穩定性評價确(què)定産品的最高使用溫(wēn)度，可操作性好，也(yě)更符合中國國情。

但是标準實施三年來，執行情況喜憂參半。有的(de)企業，積極(jí)執行标準，送(sòng)樣進行(háng)熱穩定性(xìng)試驗并根據試(shì)驗确定的最高使用(yòng)溫度來編寫産品說明(míng)書，并積(jī)極向用戶宣傳标準。但也有部分企業，回(huí)避标準的存在，不僅不進行産品的(de)熱穩定性檢測，而且繼續以誇(kuā)大不實之詞欺(qī)騙用戶，進行不正當競争，情況令人(rén)堪憂。

本文将介紹熱傳導(dǎo)油（液）最高使用溫度的确定方法，對(duì)标(biāo)準執行中的相關問題(tí)進行讨論(lùn)并提出建議。

 2、SH/T 0677-1999熱傳導液标準的制定依據及關鍵指标

熱穩定性是熱傳(chuán)導油（液）區(qū)别于其它(tā)油品的重要使(shǐ)用性(xìng)能評定方法，是熱傳導油（液）研究、生産、選用和标準化必不可少的(de)關鍵指标。根據國(guó)家積極(jí)采用國際(jì)标準和國外先進标準的原(yuán)則，SH/T 0677-1999熱傳導液(yè)标準的制(zhì)定(dìng)采用德國工業标準DIN 51522-1995，其中熱穩定性試驗等(děng)同采用依據德國工業标準(zhǔn)DIN 51528-1998制定，标準号為SH/T 0680－19994)。

2.1 熱穩定性試驗方(fāng)法概(gài)要

在一定試驗溫度下，将試樣隔(gé)絕空氣加熱至規(guī)定時間（480h以上），然後觀(guān)察并記錄其外(wài)觀；通過稱量計(jì)算(suàn)出氣相分解産物含量；對加熱前後(hòu)的試樣進行氣相色(sè)譜分析，通過模拟蒸餾曲線确定試樣生成的低沸物(wù)和高沸物(wù)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蒸發産物含量；四部分相加計(jì)算出試樣的變質率(lǜ)。在外觀合(hé)格的前提下，變質率越小，熱穩定性就越好。

熱傳導油（液）的熱穩定性(xìng)評價指标(biāo)的含義：

外觀(guān)：清澈(chè)透明，無絮狀物(wù)或(huò)沉澱物。

變質率由四部分組成：

氣相分解産物：常壓下其沸點在室溫(wēn)以下的物質。

低(dī)沸物：經模拟蒸餾方法測出餾出溫度低于未(wèi)加熱試樣初餾點的物質。

高沸物：經模拟蒸餾方法測出餾出溫度(dù)高于未加熱試樣終餾點的物質(zhì)。

不(bú)能蒸發産物：通過模拟蒸餾方法不(bú)能從試樣中分(fèn)離出來的(de)物質（即殘渣）。

3、制定符合我國實際的熱傳導油（液）熱穩定性評價标準

在德國(guó)熱傳導油（液）産品(pǐn)标準（DIN 51528）中，僅規定熱(rè)穩定性所采用的試驗方法，并未制定具體(tǐ)指标，如果照搬過來，就我(wǒ)國的市場情況而言，可操作性比較差。目前一些市售産品的說明書所推薦的最高使(shǐ)用溫度與實際出入較大，給用戶以誤導(dǎo)，安全事故時有發生。因此規範(fàn)市場行為的關鍵是(shì)制定熱穩(wěn)定性評價标準(zhǔn)，并用于确定産品的最高使用溫度。

經廣泛收集國内不同類型加(jiā)熱裝置使用的國内(nèi)外各類熱傳導油（液），進行熱穩定性試驗(yàn)驗證，确定(dìng)熱穩定性(xìng)評價指标為變質率不大于10％。

3.1 國内生(shēng)産的礦物油型産品(pǐn)的熱穩定性評價

表1和表(biǎo)2分别對國内廣泛使用的國産(chǎn)熱傳導油(yóu)進行了300℃和320℃熱穩定性驗證(zhèng)

表1 部分國産熱傳導油熱穩定性驗證結果（300℃）

從以上驗證(zhèng)結果看，在廠家推薦最高使(shǐ)用溫度為320℃的7個産品中，全部未達(dá)到320℃要求，其(qí)中D1和D9甚至達不到300℃要(yào)求，D8按照推薦的(de)最高使用溫度300℃進行(háng)試驗，不合格。送檢産品有兩個可達到310℃，三個可以達(dá)到320℃。

由(yóu)此可見，如采(cǎi)用變質率10％的(de)指标，就将國内多數礦物油型産品的最高使用溫度限制在300℃以下，避免由于使用溫度過高造成過快老化結膠，引發事故。這一(yī)指标對礦(kuàng)物油型産品來說(shuō)，提供了一個安全且經(jīng)濟的(de)限值。

3.2、 熱傳導油（液）最高使用溫度的确定

以一系列國内(nèi)外産品的熱穩定性評價結(jié)果為(wéi)依據，在(zài)确(què)認設定指标對國内産品具(jù)有較好的區分性，同時與國外産品的評價結(jié)果基(jī)本相符後，将熱傳(chuán)導油（液）熱穩定性評價(jià)标準(zhǔn)（SH/T 0677－1999）定為：在(zài)一定溫度(dù)和時間條件下，按照SH/T 0680－1999進行試驗後，外觀(guān)合格(gé)，變(biàn)質率（氣相分(fèn)解産物、低沸物、高沸物和(hé)不能蒸(zhēng)發産物之合）不大于10％，相(xiàng)應的試驗溫度(dù)定義為該産品的最高使用溫(wēn)度。

礦油型熱傳導油(yóu)的最高使用溫度多(duō)數為(wéi)300℃,礦油型熱傳導油的最高使用溫(wēn)度不可能超過320℃。

合成型産品因産品類型不(bú)同其(qí)熱穩(wěn)定性也不同，需根據評價結果(guǒ)來确定。從送樣評價結果看，液相使用的(de)産(chǎn)品在300℃-350℃之(zhī)間。

4 、對SH/T 0677-1999标準實施中相關問(wèn)題的(de)讨論

4.1國家的标準化政策

根據國家标準化法，以下概念介紹給大家。

國家标準：需(xū)要在全國範圍統一的技術要求，制定國家标準；

行業标(biāo)準：沒有國家标(biāo)準而又需在全國某(mǒu)個行業範圍内統(tǒng)一的技術要求，制定行(háng)業标準地方标準：沒有國家标準和行業标準而又需在省、自治區、直轄市範(fàn)圍内統一的工(gōng)業産品(pǐn)的安全、衛生要(yào)求，可以制定地方标準。在公布了國家或行業标準之後，該(gāi)項地方标準即行廢(fèi)止。

國家标準和(hé)行業标準分為強制性标準和推薦性标準。保障人體健(jiàn)康、人身、财産安(ān)全的标準和法規、行政法(fǎ)規規定強(qiáng)制執行的标準是強制性标準，其他标準是推薦性标準。

過去在計劃經(jīng)濟時代，我國的标準都是以生産型标準(zhǔn)為主，且具有法規性質，即多(duō)數為強(qiáng)制性标準。在(zài)我(wǒ)國(guó)加入WTO的(de)今天(tiān),标準更多地具有(yǒu)貿易性的功能，多(duō)數為推薦性标準。推薦性标準(zhǔn)具有(yǒu)引導作用，國家鼓勵(lì)企業按照推薦性标準進行生産。實際上，在激烈的市場(chǎng)競争中，标準化已經成為企業(yè)參與市場(chǎng)競争的重要手段。

4.2标(biāo)準實(shí)施(shī)中(zhōng)的誤區

石油化工科(kē)學研究院是國家石油産品标(biāo)準化技術歸口單位(wèi)。經過多年努力，根據中國實際(jì)制定的SH/T 0677-1999熱(rè)傳導液标準是在全(quán)國(guó)熱載體加熱技術範圍内的統一技術(shù)要求，是規範市場(chǎng)秩序、規範生(shēng)産和使用的重要依據。有見識的企業應該(gāi)積極執行标準，努力靠攏标準，如果一時難以達到，也要(yào)積極采取應(yīng)對措施，改進生産工(gōng)藝、優化原材料，積極參與市場競争。但是，一部分企業，不僅不願向行業标準靠攏，而且(qiě)回避國家已經有(yǒu)标準這一事實，不經評價，就在産品說明書上随意标注最高使用溫度，甚至标至360℃的高溫。有的企業(yè)還制定一些低于SH/T 0677-1999的(de)地方标準、企業标準，還(hái)要搞評價方法，其(qí)實這不過(guò)是一(yī)種(zhǒng)商業行為，即可繞(rào)開國家已有的标(biāo)準，又可(kě)以此吸引不知情的用戶(hù)。

由此(cǐ)可見，對于如何正确選取适合自(zì)己的産品，用戶很難獲得正确的信息。2000年在北京召開(kāi)了新标準(zhǔn)宣慣會以(yǐ)後，有多少企業(yè)将标準信(xìn)息告訴了自己的用(yòng)戶？市場競争應該是公(gōng)平、有序的競争，企(qǐ)業經(jīng)營當以誠信為本，赢利不應以犧牲用戶的利益為代價，更不應以其不知而(ér)欺之。

我(wǒ)相信，用戶對标準不了解或者根本不知情是暫時的，随着标準宣傳貫徹(chè)力度的加大，越(yuè)來越多的用戶會了解(jiě)标(biāo)準，會在選油或招标過程中以(yǐ)标準為依據。所以積極執行标準是企業的明(míng)智之(zhī)舉。

标準實施以來，已對10餘(yú)個國内外(wài)樣品進行了熱穩定性評(píng)價，對規範(fàn)市場發揮了重要(yào)的作用。

已送(sòng)樣進行産品熱穩定(dìng)性評價的(de)生産單位：

中國石油潤滑油研(yán)發中心（大連、克(kè)拉瑪(mǎ)依）

中國石化潤滑油公司（長城(chéng)潤滑油、濟(jì)南環(huán)球）

恒升化工有限公司(sī)

蘇州首諾化工(gōng)有限公司

原(yuán)河北樂亭精細化工廠

4.3、 最(zuì)高(gāo)使用溫(wēn)度在熱傳導油（液）實(shí)際應用中的意義

最(zuì)高使用溫度系指某産品經熱穩定性試驗，變質率(lǜ)不大于10％所對應的溫度，即(jí)加熱器出口處測得的主(zhǔ)流體最高(gāo)平均溫度。熱傳導油（液）在實際(jì)運行(háng)過程中，随時可能發生熱(rè)分解、熱聚合和熱氧化(huà)反應，其組成無時無刻不在發生變(biàn)化，這是不可避免(miǎn)的，但是其程度是可以控制的。在實際使用中，最高使(shǐ)用溫度成為我們即合理又經濟地選用的重要參數。

按照德國熱載體安全運行規程5)，熱(rè)傳導油（液）在其最高使用溫度下應至少使用一年。為保證熱傳導油（液）具有較長的使用壽命，保持裝置平穩運行，減少操作成本，實現最佳經濟效(xiào)益，應當在最高使用溫度與實際運行溫度（加熱爐出口處測得的(de)主流體平均溫度）之間保(bǎo)持一個合理的差值，建議實(shí)際(jì)運行溫(wēn)度較産品的最高使用溫度低至(zhì)少20℃。目(mù)前，國内熱載體(tǐ)加熱裝置實際運行溫度多數低于280℃，選用(yòng)評(píng)價合(hé)格的300牌号的産品是經濟且合理的選擇。選用不當有以下兩種情(qíng)況：

1、 實際運行溫度長時間高(gāo)于或(huò)接近(jìn)熱傳導油（液）的(de)最高使用溫度，會在短時間内使變(biàn)質率快速(sù)上升(shēng)，造成設備氣阻和過(guò)熱結焦(jiāo)，從而引發安全事故，造成經(jīng)濟損失和人身傷害。

2、 實際使用溫度(dù)如果低于280℃，選油時一定要(yào)320或更高牌号，也沒有必要。一是會造成質量過(guò)剩，成本升高，二(èr)是造成生産廠家為(wéi)迎合用戶，不經(jīng)檢測，就标出320、330甚(shèn)至340的(de)礦油型熱傳導油，而(ér)且價格相當便(biàn)宜，造成劣質産品充斥市場，而經檢(jiǎn)測認(rèn)定的優質産品因為(wéi)實事求是(shì)而被(bèi)市場(chǎng)冷落。

作(zuò)為用戶，應選擇産品最高使用溫度經權威部門評價而确定産品。

對于礦油型熱傳導油，标示的最高使用溫度越高（如320、330、340等），價格越便宜，其虛假成分也(yě)越大。

4.4、調配高溫抗氧、抗垢複(fú)合添加劑的作用(yòng)

在(zài)熱傳導油的使用過程中，經常會碰到過熱、突然停電等情況，這極易導緻爐管結垢。爐管一旦結垢，會産(chǎn)生如流速降低，傳熱效率下降等一系列問題，從而(ér)加(jiā)速熱傳導油的老(lǎo)化速率，大大降低使用壽命。因此，在礦物(wù)油型熱傳導油中加入高溫抗垢型複合添加(jiā)劑對防(fáng)止老化，延長(zhǎng)使用壽命有着重要的作用。

但适用于一(yī)般工業(yè)潤滑油中的添加劑往往熱穩(wěn)定性較差，因此關鍵是通過熱穩定性評價(jià)來(lái)選擇具有優良熱穩定(dìng)性的添加劑和(hé)基礎油(yóu)，才能得(dé)到符合标準要(yào)求的産品。在進行送(sòng)檢(jiǎn)樣品的評價中(zhōng)，經常發生(shēng)加熱後産生絮狀沉澱或黑色沉渣的情況(kuàng)，問題就出在原料的熱穩定性上。因為評價裝置全國僅石科(kē)院一套，生(shēng)産企業不具備熱穩定性評價(jià)的條件，進行配方研究有一定困難。

針對上述問題，石油化工科學研究院利用評價設備和(hé)資源的優勢，進行了抗垢型複合添(tiān)加劑的研究，該(gāi)複合劑選用具(jù)有優良熱穩定(dìng)性的抗氧(yǎng)、抗垢和(hé)金屬鈍化等(děng)添加劑複合而成，與精選的優質基礎油複配後，具有優良的熱穩定性和氧化安定性，可以使運行(háng)中由于高溫氧化和聚(jù)合産(chǎn)生的粘稠物質分散溶解，減(jiǎn)少在爐管壁上的沉積，延長産品的使用壽命。抗垢型複合添加劑現(xiàn)已在(zài)國内多家(jiā)企業(yè)使用，效果良好。

5 、标準化歸口單位的工作設想

鑒于上述市場狀況，深感作為标準歸口和起(qǐ)草單位責任重(zhòng)大。針對用戶的(de)宣傳和引導我們(men)要加(jiā)大力度。

明年準備對“熱傳導液（SH/T 0677-1999）”标準進(jìn)行修訂，此項工作希望得到廣大生産企業積極參與和支持。

一(yī)切工作的目的在于規範市場，促進我國熱載體加熱技術的健康發展。

參考文(wén)獻：1) 熱傳導(dǎo)油（液(yè)）标準（SH/T 0677－1999）

2) 潤滑劑和有(yǒu)關産品（L）類的分類(lèi) 第12部分：Q組(zǔ)（熱傳導）（GB/T 7631.12-1994）

3) 未使用過的熱載體液熱穩定性測定法（DIN 51528－1995）

4) 熱傳導油（液(yè)）熱穩定性測定法（SH/T 0680－1999）

5) 有(yǒu)機熱載體安全運行規程（DIN 4754）

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