閃點是在規定的試驗條件下,點火源能夠引發可燃液體表面蒸氣發生閃火時的最小溫度。閃點是化學品行業,特別是油品行業的一項重要安全標準與質量指標,關系到可燃液體的使用、存儲和(he)運輸(shu)安全。
閃(shan)點(dian)(dian)測試(shi)方法可(ke)(ke)以(yi)分(fen)為閉(bi)(bi)口(kou)閃(shan)點(dian)(dian)和開口(kou)閃(shan)點(dian)(dian)兩種。開口(kou)閃(shan)點(dian)(dian)實驗由(you)于可(ke)(ke)燃液體蒸氣不易積累,所以(yi)其閃(shan)點(dian)(dian)測試(shi)結果會高于閉(bi)(bi)口(kou)閃(shan)點(dian)(dian)。為了在評估過程中獲得(de)更大的安(an)全裕量,通常采用閉(bi)(bi)口(kou)閃(shan)點(dian)(dian)測試(shi)的數(shu)據。
閉口閃點測試方法主要分為賓斯基-馬丁閉口杯法(GB/T 261、ASTM D93)、常閉式閉口杯法(ASTM D6450、SH/T 0768、SN/T3077.1)以及改良連續閉杯法(ASTM D7094、SN/T3077.2)。以(yi)上方法(fa)閃(shan)(shan)點測試(shi)結果(guo)都會(hui)(hui)受到(dao)諸多因(yin)(yin)素影響,測試(shi)人員可能會(hui)(hui)遇到(dao)檢(jian)測結果(guo)不(bu)理想,或者(zhe)多次測試(shi)數據重(zhong)復(fu)性(xing)不(bu)達標的情況。本文將(jiang)就閃(shan)(shan)點測試(shi)影響因(yin)(yin)素進行(xing)總結和探討(tao),以(yi)供從業者(zhe)交流與參(can)考。
圖1 可燃液體閃燃
可(ke)燃液(ye)體(ti)處(chu)于(yu)閃點(dian)時,液(ye)面(mian)附近的(de)蒸(zheng)(zheng)氣(qi)(qi)(qi)濃(nong)度(du)就是(shi)(shi)爆炸下限濃(nong)度(du)(CLFL)。對于(yu)閉口閃點(dian)測(ce)(ce)試(shi),測(ce)(ce)試(shi)過(guo)程中樣(yang)品蒸(zheng)(zheng)氣(qi)(qi)(qi)濃(nong)度(du)累(lei)積至CLFL是(shi)(shi)一個復雜的(de)非(fei)線性、多(duo)因素耦合的(de)過(guo)程,是(shi)(shi)液(ye)體(ti)蒸(zheng)(zheng)發、氣(qi)(qi)(qi)體(ti)擴散(san)、自然(ran)對流、強制對流、氣(qi)(qi)(qi)體(ti)氧(yang)化和(he)燃燒等效應(ying)持續或(huo)間歇作(zuo)用累(lei)加(jia)的(de)結(jie)果。另一方面(mian),閃點(dian)測(ce)(ce)試(shi)結(jie)果又取決于(yu)蒸(zheng)(zheng)氣(qi)(qi)(qi)引(yin)燃效果與(yu)燃爆增壓檢測(ce)(ce)能力。以ASTM D6450和(he)ASTM D7094的(de)測(ce)(ce)試(shi)方法(fa)為例,圖2總結(jie)了可(ke)能影(ying)響閃點(dian)的(de)各(ge)種因素,主要可(ke)分為儀器設計、實(shi)驗(yan)環境(jing)和(he)人為操(cao)作(zuo)三(san)方面(mian)因素。
圖2 閃點(dian)測(ce)試(shi)影響因素(su)匯總
2.1 儀器(qi)設計(ji)
閃點儀自身(shen)結構與(yu)參數設(she)置(zhi)均(jun)可能通過影(ying)(ying)(ying)響燃(ran)燒三要素(su)改(gai)變(bian)(bian)閃點測試值,同時(shi)儀器(qi)傳感元件性(xing)能又直接影(ying)(ying)(ying)響測試準確性(xing)。例如(ru),在(zai)(zai)設(she)定點火能量的(de)情況下,點火針間距和(he)針尖(jian)形狀會(hui)影(ying)(ying)(ying)響實際發(fa)生(sheng)能量,從(cong)而改(gai)變(bian)(bian)CLFL和(he)閃點;另外,空(kong)氣(qi)導入量和(he)測試室氣(qi)密性(xing)等因(yin)素(su)直接影(ying)(ying)(ying)響可燃(ran)物和(he)助燃(ran)物濃度(du)在(zai)(zai)測試過程中(zhong)的(de)動(dong)態變(bian)(bian)化(hua),導致同一樣品(pin)閃燃(ran)溫度(du)差異。
為控制上述影響因素(su),閃點儀廠家需嚴格按照標(biao)準進行結構設計,控制加工(gong)(gong)與裝配精度,并做好出廠前的(de)標(biao)定和(he)校準工(gong)(gong)作。
實驗(yan)室環境(jing)(jing)影響主要分為環境(jing)(jing)溫度、濕(shi)度和空氣(qi)流(liu)動三個(ge)方面。對(dui)于部分沒有(you)做好溫度補償的(de)閃(shan)點(dian)(dian)儀(yi)(yi),高(gao)低(di)溫或環境(jing)(jing)溫度劇烈(lie)變(bian)化會導(dao)(dao)致電(dian)子元件產生溫漂,影響測試結果(guo);環境(jing)(jing)濕(shi)度影響空氣(qi)的(de)電(dian)擊穿特性(xing),從而改變(bian)點(dian)(dian)火能(neng)量和閃(shan)點(dian)(dian);另外,若(ruo)儀(yi)(yi)器(qi)封(feng)閉性(xing)不(bu)佳(jia),周邊氣(qi)流(liu)會帶走部分油(you)蒸氣(qi),降低(di)樣品杯(bei)上方的(de)蒸氣(qi)濃(nong)度,導(dao)(dao)致測試結果(guo)偏大[1]。
考慮上述(shu)因素,閃點測試實(shi)驗(yan)(yan),特別是重復性(xing)驗(yan)(yan)證實(shi)驗(yan)(yan)建議在穩定、適宜的(de)環(huan)境下(xia)操作。同時也要求儀器廠商進行設計(ji)優化,最大(da)限(xian)度降(jiang)低環(huan)境因素的(de)干擾。
2.3 人為操(cao)作
不(bu)恰當的(de)(de)操作方式也(ye)將顯著(zhu)影響(xiang)閃點(dian)測試的(de)(de)準(zhun)確(que)性與重(zhong)(zhong)復性。例如(ru),樣(yang)(yang)(yang)品(pin)在(zai)高溫下保存或取(qu)樣(yang)(yang)(yang)過程(cheng)中(zhong)可能會(hui)引起易揮發組分(fen)的(de)(de)損(sun)失,導(dao)(dao)致(zhi)(zhi)閃點(dian)測試結果偏大(da);另外(wai),裝樣(yang)(yang)(yang)量(liang)不(bu)準(zhun)確(que)影響(xiang)樣(yang)(yang)(yang)品(pin)杯上方空間體(ti)(ti)(ti)積,體(ti)(ti)(ti)積越(yue)小,越(yue)快到達CLFL, 測量(liang)值偏低,反之則(ze)偏高[2];而(er)對于(yu)相同(tong)的(de)(de)樣(yang)(yang)(yang)品(pin),若預(yu)期閃點(dian)值設置不(bu)同(tong),測試過程(cheng)中(zhong)點(dian)火與空氣導(dao)(dao)入次數不(bu)同(tong)將導(dao)(dao)致(zhi)(zhi)樣(yang)(yang)(yang)品(pin)杯內氣體(ti)(ti)(ti)成分(fen)的(de)(de)差異,也(ye)將影響(xiang)閃點(dian)測試結果;當然,每次實(shi)驗后的(de)(de)清(qing)洗過程(cheng)也(ye)很重(zhong)(zhong)要(yao),進行(xing)連(lian)續測試時必須排除前一個樣(yang)(yang)(yang)品(pin)殘留物造(zao)成的(de)(de)影響(xiang)。
消除(chu)人為因素有賴于操(cao)作人員嚴格遵守操(cao)作規范,同時能(neng)夠(gou)具備一定的專業(ye)技術知識與測試經驗。
總體(ti)而言(yan),閃(shan)點(dian)(dian)測試(shi)受多種(zhong)因素耦合影響。一(yi)(yi)方(fang)面(mian)需要(yao)儀器生產廠商和用戶嚴(yan)格按照規程(cheng),確保各環節的精密性(xing)和準確性(xing);另(ling)一(yi)(yi)方(fang)面(mian),對于某些關鍵因素,應該(gai)進行(xing)更(geng)深入地探(tan)究(jiu),不斷完(wan)善(shan)閃(shan)點(dian)(dian)檢測技術。最(zui)后,考慮閃(shan)點(dian)(dian)測試(shi)的復雜性(xing),用戶應理(li)性(xing)評估測試(shi)數(shu)(shu)據(ju),應當(dang)以標準為(wei)依據(ju)判(pan)斷結果有(you)效性(xing),而不應人為(wei)提高數(shu)(shu)據(ju)一(yi)(yi)致性(xing)等要(yao)求(qiu)。
[2]景肖, 朱建(jian)軍. 淺談石油(you)產品閃(shan)點測定影響因素(su)及改進(jin)[J]. 化工管理, 2015, No.389(30):56.
微量:單次檢測僅需1-2mL樣品
精確:智能傳感有效提升測量精度
安全:電弧點火技術全程隔絕明火
高效:出色的升降溫速率與控溫精度