Способ определения изменения качественных характеристик топлив для реактивных двигателей при взаимодействии с антикоррозионными покрытиями в условиях хранения Российский патент 2024 года по МПК G01N33/22 C10L1/16 

Изобретение относится к области исследования влияния антикоррозионного покрытия, нанесенного на внутренние стенки резервуара, на топливо для реактивных двигателей при длительном хранении в резервуарах.

Известен способ прогнозирования сроков хранения углеводородных горючих в средствах хранения (патент на изобретение RU 2454661 С2), 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≤В≤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, τT_n+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.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения изменения качественных характеристик автомобильных бензинов при взаимодействии с антикоррозионными покрытиями в условиях длительного хранения (патент на изобретение RU 2805833 С1), включающий определение совместимости автомобильных бензинов с антикоррозионными покрытиями в условиях хранения до 5 лет по результатам сравнения изменения следующих физико-химических показателей 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: концентрации фактических смол, промытых растворителем, объемной доли бензола, кислотности, оптической плотности при длине волны 400 нм.

Данный способ не применим для топлив для реактивных двигателей, так как перечень показателей качества топлив для реактивных двигателей, характеризующих взаимодействие топлива с антикоррозионным покрытием, предельно допустимые значения изменения этих показателей относительно контрольного образца и температурный режим ускоренного старения отличаются от автомобильного бензина вследствие различия химического состава, физико-химических свойств и нормативных требований.

Технический результат предлагаемого способа заключается в возможности определения влияния антикоррозионного покрытия средств хранения на топливо для реактивных двигателей в условиях хранения до 5 лет.

Указанный технический результат достигается тем, что проводят определение значений установленного перечня показателей качества исследуемого топлива для реактивных двигателей. В инертные сосуды помещают образцы исследуемого топлива определенного объема и специально подготовленные стальные пластины с нанесенным исследуемым антикоррозионным покрытием. Инертные сосуды с образцами топлива и размещенными в нем стальными пластинами помещают в климатическую камеру, туда же помещают инертные сосуды с таким же объемом исследуемого топлива без пластин (контрольные образцы). Далее сосуды с топливом 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 топлива подвергают испытаниям по установленному перечню показателей качества, оценивают изменение в результате ускоренного старения показателей качества топлива для реактивных двигателей 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 топлив 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 хранения топлив для реактивных двигателей до 5 лет. При этом определяют следующие физико-химические показатели топлив для реактивных двигателей: концентрацию фактических смол, термоокислительную стабильность, зольность, кислотность, йодное число, оптическую плотность при длине волны 400 нм.

Сущность изобретения заключается в определении совместимости топлив для реактивных двигателей с антикоррозионными покрытиями в условиях хранения до 5 лет по результатам сравнения изменения установленного перечня качественных характеристик испытуемых топлив после выдержки в определенных условиях испытаний в контакте с антикоррозионным покрытием в сравнении с контрольным образцом топлива после выдержки в аналогичных условиях без взаимодействия с антикоррозионным покрытием.

Изобретение поясняется фиг. 1, на которой изображены значения показателя «кислотность» образцов топлива для реактивных двигателей в контакте с различными антикоррозионными покрытиями и контрольного образца топлива для реактивных двигателей без контакта с антикоррозионным покрытием в зависимости от времени выдержки в климатической камере, а также предельно-допустимое изменение показателя «кислотность» после выдержки топлива в климатической камере в течение 1080 ч в контакте с антикоррозионным покрытием для возможности применения антикоррозионного покрытия в средствах хранения топлива для реактивных двигателей до 5 лет.

Способ осуществляют следующим образом.

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

концентрацию фактических смол, мг/100 см³ топлива (ГОСТ 1567);

термоокислительная стабильность, мг/100 см³ топлива (ГОСТ 11802);

зольность, % (ГОСТ 1461);

кислотность, мг KOH/100 см³ топлива (ГОСТ 5985);

йодное число, г 1/100 г топлива (ГОСТ 2070);

оптическую плотность при длине волны 400 нм, Б.

Четыре остальных образца помещают в герметичные инертные сосуды.

Во второй и третий образцы топлива 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 топлива помещают в климатическую камеру и подвергают ускоренному старению при температуре 40 градусов Цельсия.

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 топлива 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 в сравнении со значениями показателей первого образца, аналогичные усредненные изменения показателей для четвертого с пятым образцов.

Определяют разность усредненных изменений 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 топлив для реактивных двигателей 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 хранения топлив для реактивных двигателей до 5 лет.

Принимают следующие предельно-допустимые значения разности изменений физико-химических показателей топлив для реактивных двигателей после контакта с испытуемым антикоррозионным покрытием в сравнении с контрольным образцом:

концентрация фактических смол - 2,5 мг/100 см³ топлива;

термоокислительная стабильность - 3,0 мг/100 см³ топлива;

зольность - 0,002%;

кислотность - 0,2 мг KOH/100 см³ топлива;

йодное число - 0,5 г 1/100 г топлива;

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

Предложенный способ определения изменения качественных характеристик топлив для реактивных двигателей при взаимодействии с антикоррозионными покрытиями в условиях хранения может быть использован для определения возможности длительного хранения топлив для реактивных двигателей до 5 лет в резервуарах с нанесенным на внутренние стенки антикоррозионным покрытием.

Способ поясняется на следующем примере.

Пример

Необходимо определить возможность длительного хранения топлива для реактивных двигателей ТС-1 до 5 лет по ГОСТ 10277-86 в резервуарах с внутренним антикоррозионным покрытием нормального типа.

Испытуемое топливо 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 топлива 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 топливом подвергают ускоренному старению в климатической камере при температуре 40 градусов Цельсия.

После выдержки в климатической камере в течение 1080 ч образцы вынимают и отстаивают в течение 24 часов. Образцы топлива 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 топлива для реактивных двигателей после выдержки в климатической камере указаны в таблице 2.

Величина изменения показателя качества «Концентрация фактических смол» 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 -0,2 мг/100 см³ топлива, что не превышает установленного предельно-допустимого значения, равного 2,5 мг/100 см³ топлива.

Величина изменения показателя качества «Термоокислительная стабильность» 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 0,15 мг/100 см³ топлива, что не превышает установленного предельно-допустимого значения, равного 3,0 мг/100 см³ топлива.

Величина изменения показателя качества «Зольность» 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 -0,0005%, что не превышает установленного предельно-допустимого значения, равного 0,002%.

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 0,38 мг KOH/100 см³ топлива, что превышает установленное предельно-допустимое значение, равное 0,2 мг KOH/100 см³ топлива.

Величина изменения показателя качества «Йодное число» 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 0,125 мг KOH/100 см³ топлива, что не превышает установленного предельно-допустимого значения, равного 0,5 мг KOH/100 см³ топлива.

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 0,0045 Б, что не превышает установленного предельно-допустимого значения, равного 0,1 Б.

Так как изменение одного из показателей качества топлива для реактивных двигателей ТС-1 по ГОСТ 10277-86 «Кислотность» 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 топлив для реактивных двигателей до 5 лет.

Изобретение относится к области исследования влияния антикоррозионного покрытия, нанесенного на внутренние стенки резервуара, на топливо для реактивных двигателей. Способ определения изменения качественных характеристик топлив для реактивных двигателей при взаимодействии с антикоррозионными покрытиями в условиях хранения до 5 лет включает деление пробы испытуемого топлива для реактивных двигателей на пять образцов объемом не более 1,0 дм³ каждый. Определение для первого образца следующих физико-химических показателей: концентрации фактических смол, термоокислительной стабильности, зольности, кислотности, йодного числа, оптической плотности при длине волны 400 нм. Помещение остальных образцов топлива для реактивных двигателей 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 40 °С. Проведение выдержки для антикоррозионных покрытий нормального типа в климатической камере 1080 ч, усиленного типа – 1440 ч, особо усиленного типа – 1800 ч. Выемку образцов после выдержки в климатической камере и отстаивание в течение 24 ч, определение для второго, третьего, четвертого и пятого образцов топлива тех же физико-химических показателей, как для первого образца. Оценку результатов испытаний по сравнении разностей усредненных значений показателей после ускоренного старения второго и третьего образцов и значений соответствующих показателей первого образца с разностями усредненных значений 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 топлив для реактивных двигателей до 5 лет, если изменения показателей после ускоренного старения второго и третьего образцов по сравнению с изменениями значений показателей после ускоренного старения четвертого и пятого образцов превышают следующие значения для: концентрации фактических смол – 2,5 мг/100 см³ топлива; термоокислительной стабильности – 3,0 мг/100 см³ топлива; зольности – 0,002 %; кислотности – 0,2 мг KOH/100 см³ топлива; йодного числа – 0,5 г I/100 г топлива; оптической плотности при длине волны 400 нм – 0,1 Б. Техническим результатом является возможность определения влияния антикоррозионного покрытия средств хранения на топливо для реактивных двигателей в условиях хранения до 5 лет. 1 ил., 2 табл.

Способ определения изменения качественных характеристик топлив для реактивных двигателей при взаимодействии с антикоррозионными покрытиями в условиях хранения до 5 лет, включающий деление пробы испытуемого топлива для реактивных двигателей на пять образцов объемом не более 1,0 дм³ каждый, определение для первого образца следующих физико-химических показателей: концентрации фактических смол, термоокислительной стабильности, зольности, кислотности, йодного числа, оптической плотности при длине волны 400 нм, помещение остальных образцов топлива для реактивных двигателей 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 40 °С, проведение выдержки для антикоррозионных покрытий нормального типа в климатической камере 1080 ч, усиленного типа – 1440 ч, особо усиленного типа – 1800 ч, выемку образцов после выдержки в климатической камере и отстаивание в течение 24 ч, определение для второго, третьего, четвертого и пятого образцов топлива тех же физико-химических показателей, как для первого образца, оценку результатов испытаний по сравнении разностей усредненных значений показателей после ускоренного старения второго и третьего образцов и значений соответствующих показателей первого образца с разностями усредненных значений 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 топлив для реактивных двигателей до 5 лет, если изменения показателей после ускоренного старения второго и третьего образцов по сравнению с изменениями значений показателей после ускоренного старения четвертого и пятого образцов превышают следующие значения для: концентрации фактических смол – 2,5 мг/100 см³ топлива; термоокислительной стабильности – 3,0 мг/100 см³ топлива; зольности – 0,002 %; кислотности – 0,2 мг KOH/100 см³ топлива; йодного числа – 0,5 г I/100 г топлива; оптической плотности при длине волны 400 нм – 0,1 Б.