Способ определения изменения качественных характеристик автомобильных бензинов при взаимодействии с антикоррозионными покрытиями в условиях хранения Российский патент 2023 года по МПК G01N33/22 G01N17/00 

Изобретение относится к области исследования влияния антикоррозионного покрытия, нанесенного на внутренние стенки резервуара, на автомобильный бензин при длительном хранении в резервуарах.

Известен cпособ прогнозирования сроков хранения углеводородных горючих в средствах хранения (патент на изобретение RU 2454661 C2), включающий термостатирование образцов топлива в контакте с конструкционными материалами средств хранения при определенных температурах, построение зависимостей изменения кислотности топлива в контакте с конструкционными материалами от продолжительности термостатирования при заданных температурах, определение энергетического показателя В анализируемого горючего, прогнозирование срока хранения горючего в конкретном средстве хранения и конкретном климатическом районе по расчетной формуле:

,

где τ_хр - прогнозируемый срок хранения горючего;

τ_max - продолжительность термостатирования пробы горючего с первой партией конструкционных материалов при температуре T_max, в течение которой значение кислотности горючего достигает заданного;

τ_xpj - продолжительность существования j-го интервала температуры в течение одного года для конкретного климатического района эксплуатации заправленного средства хранения, час;

T_max - температура термостатирования пробы горючего с первой партией конструкционных материалов, К;

T_j - среднее значение температуры j-го интервала температур для конкретного климатического района эксплуатации средства хранения, К;

N - число принятых интервалов температур в конкретном климатическом районе эксплуатации средства хранения;

1000≤B≤45000 - энергетический показатель горючего, К, рассчитываемый по зависимости:

,

где T_n, T_n+1 - температуры термостатирования горючего с образцами конструкционных материалов двух различных партий, К;

n - 1, 2, …, (n-1) - количество партий образцов конструкционных материалов;

τ_Tn, τ_Tn+1 - продолжительность термостатирования при температурах T_n, T_n+1, соответственно, до достижения кислотности выбранного значения (по графической зависимости), час.

Недостатком данного способа для оценки влияния конструкционного материала на топливо в процессе хранения и их совместимости является отсутствие контрольного образца, термостатируемого без контакта с конструкционными материалами, оценка изменения только одного показателя «кислотность», не полностью характеризующего влияние конструкционного материала на топливо при его длительном хранении до 5 лет, что снижает достоверность метода.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является способ определения срока хранения топлива (SU 1201772 C1, опубл. 30.12.1985), включающий выдерживание топлива в течение заданного времени в контакте с металлом, периодический отбор проб топлива и измерение температуры начала образования отложений для каждой пробы до и после контакта с металлом. При этом с целью повышения точности, определения и снижения его себестоимости, выдерживание топлива осуществляют в химически инертной по отношению к топливу емкости и металл вводят в контакт с топливом в виде образцов, извлекаемых по одному одновременно с отбором каждой пробы топлива, причем отношение площади поверхности одного образца к объему пробы топлива принимают постоянным и равным отношению площади внутренней поверхности емкости к объему содержащегося в ней топлива, а о сроках хранения топлива судят по времени снижения температуры начала образования отложений до стандартной критической величины.

Недостатками данного способа являются длительность испытаний, составляющая 1 год и более, определение только температуры начала образования отложений, что не отражает все состояние качества топлива в процессе хранения. Кроме того, согласно указанному способу невозможно определить влияние антикоррозионного покрытия средств хранения на автомобильный бензин в условиях хранения до 5 лет.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в разработке способа, позволяющего достоверно определить влияние антикоррозионного покрытия средств хранения на автомобильный бензин в условиях его длительного хранения.

Указанный технический результат достигается тем, что проводят определение значений установленного перечня показателей качества исследуемого автомобильного бензина. В инертные сосуды помещают образцы исследуемого бензина определенного объема и специально подготовленные стальные пластины с нанесенным исследуемым антикоррозионным покрытием. Инертные сосуды с образцами бензина и размещенными в нем стальными пластинами помещают в климатическую камеру, туда же помещают инертные сосуды с таким же объемом исследуемого бензина без пластин (контрольные образцы). Далее сосуды с бензином подвергают ускоренному старению в климатической камере в течение установленного в зависимости от типа антикоррозионного покрытия времени испытаний при определенной температуре. После выдержки в климатической камере образцы автомобильного бензина подвергают испытаниям по установленному перечню показателей качества, оценивают изменение в результате ускоренного старения показателей качества автомобильного бензина контактировавшего с пластинами и контрольных образцов, результат испытаний оценивают по величине изменения анализируемых показателей качества в сравнении с изменениями аналогичных показателей контрольного образца В случае превышения установленных предельно-допустимых изменений значений одного или более определенных физико-химических показателей автомобильных бензинов после контакта с испытуемым антикоррозионным покрытием в сравнении с контрольным образцом покрытие считают не прошедшим испытания и не пригодным для применения в качестве антикоррозионного покрытия средств длительного хранения автомобильных бензинов.

Сущность изобретения заключается в определении совместимости автомобильных бензинов с антикоррозионными покрытиями в условиях длительного хранения по результатам сравнения изменения установленного перечня качественных характеристик испытуемых автомобильных бензинов после выдержки в определенных условиях испытаний в контакте с антикоррозионным покрытием в сравнении с контрольным образцом автомобильного бензина после выдержки в аналогичных условиях без взаимодействия с антикоррозионным покрытием.

Изобретение поясняется следующими фигурами.

На фиг. 1 изображены:

значения показателя «концентрация смол, промытых растворителем» образцов автомобильного бензина в контакте с различными антикоррозионными покрытиями и контрольного образца автомобильного бензина без контакта с антикоррозионным покрытием в зависимости от времени выдержки в климатической камере;

предельно-допустимое значение показателя «концентрация смол, промытых растворителем» после выдержки бензина в климатической камере в течение 1080 ч в контакте с антикоррозионным покрытием для возможности применения антикоррозионного покрытия в средствах длительного хранения автомобильного бензина.

Способ осуществляют следующим образом.

Пробу испытуемого автомобильный бензина делят на пять образцов не более 1,0 дм³ каждый. Для первого образца определяют следующие физико-химические показатели:

1. 1. Концентрация смол, промытых растворителем, мг/100 см³ бензина (ГОСТ 1567, ГОСТ 32404);

2. 2. Химическая стабильность по доле поглощенного кислорода, % (СТО 08151164-007-2009);

3. 3. Объемная доля бензола, % (ГОСТ EN 12177, ГОСТ 29040);

4. 4. Кислотность, мг КОН/100 см³ бензина (ГОСТ 5985);

5. 5. Оптическая плотность при длине волны 400 нм, Б.

Четыре остальных образца помещают в герметичные инертные сосуды.

Во второй и третий образцы автомобильного бензина помещают по одной стальной пластине, на которые нанесено исследуемое антикоррозионное покрытие с защищенной кромкой по ГОСТ 9.403 с размерами 150×70×4 мм.

Сосуды со вторым, третьим, четвертым и пятым образцами бензина помещают в климатическую камеру и подвергают ускоренному старению при температуре 30°.

Для антикоррозионных покрытий нормального типа выдержку в климатической камере проводят в течение 1080 ч, усиленного типа - 1440 ч, особо усиленного типа - 1800 ч.

После выдержки в климатической камере в течение установленного времени образцы вынимают и отстаивают в течение 24 часов. Каждый образец бензина перемешивают в сосуде, сливают в отдельные чистые инертные емкости и подвергают испытаниям по тому же перечню показателей качества, как для первого образца.

Для каждого показателя второго и третьего образцов определяют усредненные изменения значений в сравнении со значениями показателей первого образца, аналогичные усредненные изменения значений показателей для четвертого образца по сравнению с пятым образцом.

Определяют разность усредненных изменений значений показателей второго с третьим образцов и усредненных значений изменений показателей четвертого с пятым образцов. В случае превышения установленных предельно-допустимых значений разности изменений физико-химических показателей автомобильных бензинов после контакта с испытуемым антикоррозионным покрытием в сравнении с контрольным образцом, покрытие считают не прошедшим испытания и не пригодным для применения в качестве антикоррозионного покрытия средств длительного хранения до 5 лет автомобильных бензинов.

Предельно-допустимые значения разности изменений физико-химических показателей автомобильных бензинов после контакта с испытуемым антикоррозионным покрытием в сравнении с контрольным образцом принимают:

концентрация смол, промытых растворителем - 4 мг/100 см³ бензина;

химическая стабильность по доле поглощенного кислорода - 10% от изменения значения показателя контрольного образца;

объемная доля бензола - 0,1%;

кислотность - 1,0 мг КОН/100 см³ бензина;

оптическая плотность при длине волны 400 нм - 1,0 Б.

Предложенный способ определения изменения качественных характеристик автомобильных бензинов при взаимодействии с антикоррозионными покрытиями в условиях длительного хранения может быть использован для определения возможности длительного хранения автомобильных бензинов в резервуарах с нанесенным на внутренние стенки антикоррозионным покрытием.

Способ поясняется на следующем примере.

Пример

Необходимо определить возможность длительного хранения автомобильного бензина АИ-92-К5 в резервуарах с внутренним антикоррозионным покрытием нормального типа.

Испытуемый автомобильный бензин разливают на пять образцов по 1,0 дм³ каждый. Для первого (исходного) образца определяют физико-химические показатели, результаты определения которых указаны в таблице 1.

Четыре остальных образца помещают в герметичные инертные сосуды.

В два сосуда со вторым и третьим образцами автомобильного бензина помещают по одной стальной пластине с размерами 150×70×4 мм, на которые нанесено исследуемое антикоррозионное покрытие с защищенной кромкой по ГОСТ 9.403.

Сосуды со вторым и третьим образцами помещают в климатическую камеру, туда же помещают два сосуда с четвертым и пятым образцами (контрольные образцы).

Сосуды с бензином подвергают ускоренному старению в климатической камере при температуре 30°.

После выдержки в климатической камере в течение 1080 ч образцы вынимают и отстаивают в течение 24 часов. Образцы бензина в каждом сосуде перемешивают, сливают в отдельные чистые инертные емкости и подвергают испытаниям по установленному перечню показателей качества.

Определяют усредненное значение показателей для второго и третьего образцов, а также усредненное значение показателей для четвертого и пятого образцов (контрольных). Результаты испытаний образцов автомобильного бензина после выдержки в климатической камере указаны в таблице 2.

Таблица 2. Результаты испытаний образцов автомобильного бензина АИ-92-К5, выдержанных в климатической камере Показатели качества Усредненное значение по двум контрольным образцам Усредненное значение по
двум образцам, выдержанным в контакте с пластинами Изменение относительно контрольного образца Предельно допустимое значение изменения относительно контрольного образца Концентрация смол, промытых растворителем, мг/100см³ бензина 3,5 7,35 3,85 4 Химическая стабильность по доле поглощенного кислорода, % 5,2 7,2 38% 10% Объемная доля бензола, % 0,8 0,9 0,1 0,1 Кислотность, мг КОН/100 см³ бензина 0,49 0,88 0,39 1,0 Оптическая плотность при длине волны 400 нм, Б 0,551 0,437 -0,115 1,0

Величина изменения показателя качества «концентрация смол, промытых растворителем» после выдержки в климатической камере в контакте с антикоррозионным покрытием по сравнению с изменениями этого показателя у контрольного образца после выдержки в климатической камере в тех же условиях составляет 3,85 мг/100 см³ бензина, что не превышает установленного предельно-допустимого значения, равного 4 мг/100 см³ бензина.

Величина изменения показателя качества «Химическая стабильность по доле поглощенного кислорода» после выдержки в климатической камере в контакте с антикоррозионным покрытием по сравнению с изменениями этого показателя у контрольного образца после выдержки в климатической камере в тех же условиях составляет 38 % от значения показателя контрольного образца, что превышает установленное предельно-допустимое значение, равное 10%.

Величина изменения показателя качества «Объемная доля бензола» после выдержки в климатической камере в контакте с антикоррозионным покрытием по сравнению с изменениями этого показателя у контрольного образца после выдержки в климатической камере в тех же условиях составляет 0,1%, что не превышает установленного предельно-допустимого значения, равного 0,1%.

Величина изменения показателя качества «Кислотность» после выдержки в климатической камере в контакте с антикоррозионным покрытием по сравнению с изменениями этого показателя у контрольного образца после выдержки в климатической камере в тех же условиях составляет 0,39 мг КОН/100 см³ бензина, что не превышает установленного предельно-допустимого значения, равного, 1,0 мг КОН/100 см³ бензина.

Величина изменения показателя качества «Оптическая плотность при длине волны 400 нм» после выдержки в климатической камере в контакте с антикоррозионным покрытием по сравнению с изменениями этого показателя у контрольного образца после выдержки в климатической камере в тех же условиях составляет -0,115 Б, что не превышает установленного предельно-допустимого значения, равного 1,0 Б.

Так как изменение одного из показателей качества автомобильного бензина АИ-92-К5 «Химическая стабильность по доле поглощенного кислорода» после выдержки в контакте с испытуемым антикоррозионным покрытием в сравнении с контрольным образцом превышает установленное предельно-допустимое значение, антикоррозионное покрытие считают не прошедшим испытания и не пригодным для применения в качестве антикоррозионного покрытия средств длительного хранения автомобильных бензинов до 5 лет.

Изобретение относится к области исследования влияния антикоррозионного покрытия, нанесенного на внутренние стенки резервуара, на автомобильный бензин при длительном хранении в резервуарах. Для определения изменения качественных характеристик автомобильных бензинов при взаимодействии с антикоррозионными покрытиями в условиях хранения до 5 лет производят деление пробы испытуемого автомобильного бензина на пять образцов объемом не более 1,0 дм³ каждый. Осуществляют определение для первого образца следующих физико-химических показателей: концентрации смол, промытых растворителем, химической стабильности по доле поглощенного кислорода, объемной доли бензола, кислотности, оптической плотности при длине волны 400 нм. Остальные образцы автомобильного бензина помещают в герметичные сосуды из инертного материала. Погружают во второй и третий образцы стальных пластин с размерами 150×70×4 мм, на которые нанесено исследуемое антикоррозионное покрытие с защищенной кромкой. Второй, третий, четвертый и пятый образцы подвергают ускоренному старению в климатической камере при температуре 30°C. Проводят выдержку для антикоррозионных покрытий нормального типа в климатической камере в течение 1080 ч, усиленного типа - 1440 ч, особо усиленного типа - 1800 ч. Осуществляют выемку образцов после выдержки в климатической камере и отстаивание в течение 24 часов. Определяют для второго, третьего, четвертого и пятого образцов бензина те же физико-химические показатели, как для первого образца. Проводят оценку результатов испытаний по сравнению разностей усредненных значений указанных показателей после ускоренного старения второго и третьего образцов и значений соответствующих показателей первого образца с разностями усредненных значений указанных показателей после ускоренного старения четвертого и пятого образцов и значений соответствующих показателей первого образца. Антикоррозионное покрытие считают не прошедшим испытания и не пригодным для применения в качестве антикоррозионного покрытия средств хранения автомобильных бензинов до 5 лет, если изменение хотя бы одного из показателей после ускоренного старения второго и третьего образцов по сравнению с изменением того же показателя после ускоренного старения четвертого и пятого образцов превышает следующие значения для: концентрации смол, промытых растворителем - 4 мг/100 см³ бензина; объемной доли бензола - 0,1%; кислотности - 1,0 мг КОН/100 см³ бензина; оптической плотности при длине волны 400 нм - 1,0 Б; химической стабильности по доле поглощенного кислорода - 10% от усредненного изменения значения показателя после ускоренного старения четвертого и пятого образцов. Обеспечивается возможность определения влияния антикоррозионного покрытия средств хранения на автомобильный бензин в условиях хранения. 1 ил., 2 табл.

Способ определения изменения качественных характеристик автомобильных бензинов при взаимодействии с антикоррозионными покрытиями в условиях хранения до 5 лет, включающий деление пробы испытуемого автомобильного бензина на пять образцов объемом не более 1,0 дм³ каждый, определение для первого образца следующих физико-химических показателей: концентрации смол, промытых растворителем, химической стабильности по доле поглощенного кислорода, объемной доли бензола, кислотности, оптической плотности при длине волны 400 нм, помещение остальных образцов автомобильного бензина в герметичные сосуды из инертного материала, погружение во второй и третий образцы стальных пластин с размерами 150×70×4 мм, на которые нанесено исследуемое антикоррозионное покрытие с защищенной кромкой, подвергание второго, третьего, четвертого и пятого образцов ускоренному старению в климатической камере при температуре 30°C, проведение выдержки для антикоррозионных покрытий нормального типа в климатической камере в течение 1080 ч, усиленного типа - 1440 ч, особо усиленного типа - 1800 ч, выемку образцов после выдержки в климатической камере и отстаивание в течение 24 часов, определение для второго, третьего, четвертого и пятого образцов бензина тех же физико-химических показателей, как для первого образца, оценку результатов испытаний по сравнению разностей усредненных значений указанных показателей после ускоренного старения второго и третьего образцов и значений соответствующих показателей первого образца с разностями усредненных значений указанных показателей после ускоренного старения четвертого и пятого образцов и значений соответствующих показателей первого образца, при этом антикоррозионное покрытие считают не прошедшим испытания и не пригодным для применения в качестве антикоррозионного покрытия средств хранения автомобильных бензинов до 5 лет, если изменение хотя бы одного из показателей после ускоренного старения второго и третьего образцов по сравнению с изменением того же показателя после ускоренного старения четвертого и пятого образцов превышает следующие значения для: концентрации смол, промытых растворителем - 4 мг/100 см³ бензина; объемной доли бензола - 0,1%; кислотности - 1,0 мг КОН/100 см³ бензина; оптической плотности при длине волны 400 нм - 1,0 Б; химической стабильности по доле поглощенного кислорода - 10% от усредненного изменения значения показателя после ускоренного старения четвертого и пятого образцов.