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熱傳導(dǎo)油(液)标準制定及(jí)實施的相關問(wèn)題(2003)
作者: 發布于:2013/10/12 14:29:03 點擊量:

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

試樣

産品

類型

産地

産品說明書推薦的最高使用(yòng)溫度℃或送檢

試驗條件(720h)℃

熱穩定性試驗結果

标準指标

評價結論

外觀

變質率

變質率,%

不大于

最高使用

溫度,℃

D1

礦物油

國内

320

300

淺黃(huáng)不透明,管壁有黑圈,管底有棕紅色沉渣

6.1

10

達不到300

D2

礦物油(yóu)

國内

320

300

淺黃不(bú)透明

4.0

10

300

D3

礦物油(yóu)

國内

320

300

黃色不透明

3.7

10

300

D4

礦物油

國内

送檢

310

淺黃(huáng)透明

9.5

10

310

D5

礦物油

國内

320

300

淺黃透明

4.3

10

300

D6

礦物(wù)油

國内

320

300

淺黃(huáng)透明

4.2

10

300

D7

礦物油

國内

送(sòng)檢

310

淺(qiǎn)黃透明

9.8

10

310

D8

礦(kuàng)物油

國(guó)内

300

300

淺黃不透(tòu)明

16.5

10

達不到300

D9

礦物油

國内

320

300

黃色絮狀沉(chén)澱

14.5

10

達(dá)不到300

S22

礦物油

國内

320

320

淺(qiǎn)黃透明

24.2

10

達不到320

D2

礦物油

國内

320

320

棕色不透明(míng)

12.5

10

達不到320

34A

礦(kuàng)物油

國内

送檢

320

棕紅透明

20.5

10

達不(bú)到320

QL

礦物油

國内

送檢(jiǎn)

320

淺黃透明

2.5

10

320

34E

礦物(wù)油

國内

送檢

320

淺黃透明

6.8

10

320

K1

礦物油

國内

送檢(jiǎn)

320

淺黃透明

9.8

10

320

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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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