РД 34.43.203-94

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МАСЛА НЕФТЯНЫЕ ТУРБИННЫЕ

Метод определения термоокислительной стабильности в присутствии воды

Дата введения 1995-04-01

     РАЗРАБОТАН Всероссийским теплотехническим научно-исследовательским институтом (ВТИ)
     

     РАЗРАБОТЧИКИ Е.Д.Вилянская, Т.Н.Куликовская

     
     УТВЕРЖДЕН Департаментом науки и техники РАО "ЕЭС России"
     
     Заместитель начальника А.П.Берсенев
     
     "02" июля 1994
     

     Периодичность проверки - 5 лет
     

     ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
     

     
     Настоящий Руководящий документ распространяется на нефтяные турбинные масла, работающие в маслосистемах тепловых электростанций, и устанавливает метод определения термоокислительной способности масел в присутствии воды.
     
     Настоящий Руководящий документ предназначен для применения в химслужбах РЭУ и химлабораториях тепловых электростанций.
     
     Положение настоящего Руководящего документа подлежат применению всеми предприятиями и объединениями предприятий, в том числе союзами, ассоциациями, концернами, акционерными обществами, межотраслевыми, региональными и другими объединениями, имеющими в своем составе (структуре) тепловые электростанции, независимо от форм собственности и подчинения.
     
     

1. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

     Прибор для окисления из простого стекла марки 23 с прилифованным холодильником (рисунок 1).
     

Рисунок 1. - Прибор для окисления масел

     Пластинки из меди марки М0 или М1 по ГОСТ 859*, толщиной 0,2-0,3 мм (рисунок 2).     

________________

     * Здесь и далее. Действует ГОСТ 859-2001. - Примечание .
     

Рисунок 2 - Пластинка из меди

     Баня (термостат) типа ЛПСМ жидкостная с электронагревом или алюминиевый блок с электронагревом, обеспечивающим нагрев 100-200 °С с погрешностью не более 0,5 °С с автоматической регулировкой температуры. Высота бани (термостата) должна обеспечивать возможность погружения в термостат всей части прибора с пробой испытуемого масла при пропускании кислорода.
     
     Термометры ртутные стеклянные лабораторные с пределами измерений от 100 до 150 °С и от 150 до 200 °С типа ТЛ-4 N 4 или ТЛ-5 N 3 по ТУ 25-2021.003-88.
     
     Ловушки стеклянные (типа склянок Дрекселя) для улавливания летучих низкомолекулярных кислот.
     
     Реометры или ротаметры с градуировкой, обеспечивающей измерение 100 см кислорода в минуту (на каждый прибор) с погрешностью не более 10%. Рекомендуется не реже 1 раза в 3 месяца проверять прибор с помощью пенного счетчика Мартена.
     
     Кислород газообразный технический.
     
     Цилиндры измерительные с носиком вместимостью 10 и 25 см.
     
     Колбы мерные вместимостью 100 и 200 см.
     
     Бюретки вместимостью 2, 10 и 25 см.
     
     Воронки стеклянные типа В, диаметром 70-100 см.
     
     Воронки стеклянные, диаметром 70-100 мм.
     
     Колба конические вместимостью 50, 150 и 250 см.
     
     Воронки делительные вместимостью 100 и 250 см.
     
     Баня водяная.
     
     Бумага фильтровальная лабораторная.
     
     Эксикатор.
     
     Бензин-растворитель для резиновой промышленности по ТУ 38.401-67-108-92, фильтрованный, с кислотным числом, определяемым по ГОСТ 5985, не более 0,05 мг КОН на 100 см бензина.
     
     Спирт этиловый ректификованный технический, свежеперегнанный.
     
     Толуол ч.д.а. или х.ч. ГОСТ 5789.
     
     Смесь спиртотолуольная 2:3.
     
     Эфир петролейный, марки 40-70.
     
     Аммиак х.ч.
     
     Кислота серная ч.д.а. или х.ч.
     
     Кислота соляная ч.д.а. или х.ч.
     
     Калия гидроокись х.ч. или ч.д.а., спиртовый и водный раствор концентрации (КОН) - 0,025 моль/дм по ГОСТ 24363-80.
     
     Щелочной голубой 2% спиртовый раствор по ТУ 6-09-07-356-73.
     
     Метиловый оранжевый 0,1% водный раствор.
     

     Фенолфталеин по ТУ 6-09-5360-87 1% спиртовый раствор.
     
     Вода дистиллированная.
     
     Смесь хромовая для мытья посуды.
     
     Жидкость для бани (термостата). Любая нетоксичная стабильная кремнийорганическая жидкость или нефтяные масла с температурой вспышки в открытом тигле выше 250 °С с добавлением 1% стабилизирующей присадки.
     
     Порошок шлифовальный типа "Корунд".
     
     Паста полировочная хромовая литая.
     
     Весы аналитические ВЛА-200М.
     
     Весы технические ВЛТ с пределом взвешивания 500 г.
     
     

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

     2.1. Прибор для окисления нефтяных масел перед каждым испытанием промывают бензином и спиртотолуольной смесью. Затем прибор, заполненный спиртотолуольной смесью, выдерживают 15 мин в кипящей водяной бане, после чего промывают водой и несколько раз горячей хромовой смесью.
     
     Если в приборах присутствуют остатки ржавчины, то после обработки спиртотолуольной смесью их заполняют наполовину объема соляной кислотой, выдерживают 15 мин в кипящей водяной бане, ополаскивают водой, а затем моют горячей хромовой смесью. Вымытые приборы проверяют с метиловым оранжевым на отсутствие кислоты после многократного ополаскивания водой (последний раз дистиллированной), окончательно ополаскивают дистиллированной водой и сушат в сушильном шкафу при 120 °С.
     
     2.2. Медные пластинки перед испытанием обрабатывают шлифовальным порошком, а затем полировочной пастой до зеркального блеска. Затем протирают чистой тканью и фильтровальной бумагой, промывают спиртотолуольной смесью и сушат на воздухе.
     
     2.3. Стеклянные колбы, применяемые для определения осадка, сушат в сушильном шкафу при 105±3 °С не менее 30 мин, затем охлаждают 30 минут в эксикаторе и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г. Высушивание, охлаждение и взвешивание повторяют до получения расхождений между двумя последовательными взвешиваниями с погрешностью не более 0,0004 г.
     
     2.4. Ловушки и конические колбы промывают водой, хромовой смесью, проверяют с метиловым оранжевым на отсутствие кислоты после ополаскивания водой и окончательно ополаскивают дистиллированной водой.
     
     

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

     3.1. В чистый сухой прибор для окисления, в котором ранее было проведено не менее одного определения термоокислительной стабильности, берут 25 г испытуемого масла и 11 см водопроводной воды с погрешностью не более 0,1 г (щелочность воды проверяется перед каждым определением титрованием 100 см воды раствором соляной кислоты концентрацией 0,1 моль/дм), помещают медную пластинку. Погрешность определения при взвешивании пластинок не более 0,0002 г.
     
     К прибору при комнатной температуре подсоединяют кислород, пропускаемый со скоростью 100 см/мин.
     
     Прибор опускают в нагретую масляную баню, подсоединяют к нему пришлифованный холодильник с тремя ловушками. Порядок подсоединения последних указан на рисунке 3. В среднюю ловушку заливают 20 см водного раствора метилоранжа с массовой долей 1%. Между прибором и реометром также помещают ловушку для предотвращения попадания масла в реометр.
     
     

Рисунок 3

     Резиновые трубки, употребляющиеся для присоединения ловушек к холодильнику, предварительно кипятят 30 мин в дистиллированной воде с добавлением раствора аммиака с массовой долей 3% (5 капель на 1 дм воды), затем промывают, снова кипятят 30 минут в дистиллированной воде и высушивают.
     
     4.2.* Нефтяное турбинное масло окисляют в следующих условиях:
     
     навеска масла - 25 г
     
     навеска водопроводной воды - 11 г
     
     температура - 115 °С
     
     время окисления - 24 ч (непрерывно)
     
     скорость подачи кислорода - 100 см/мин
     
     катализатор - медная пластинка.
     
     В этих условиях резких толчков и вскипания масла, наблюдавшихся при подсоединении тока кислорода к прибору, опущенному в нагретую баню, не происходит.
________________
     * Нумерация соответствует оригиналу. - Примечание .     
     
     4.3. По окончании опыта нагрев отключают, отсоединяют ловушки, а затем прибор с холодильником вынимают из бани, не прекращая тока кислорода, 2-3 минуты охлаждают при комнатной температуре и только затем прекращают подачу кислорода для предупреждения резкого вскипания и выброса реакционной смеси.
     
     Окисленное масло с водой переносят количественно в делительную воронку, и после того как масло отделилось от воды, ее сливают в колбу, добавляют 10 см дистиллированной воды и определяют реакцию полученной смеси по фенолфталеину.
     
     При щелочной реакции смесь титруют 0,1 моль/дм раствором соляной кислоты с концентрацией 0,1 моль/дм, при кислой реакции - водным раствором гидроокиси калия концентрацией 0,025 моль/дм.
     
     Прибор и холодильники промывают 50 см дистиллированной воды и титруют ее водным раствором гидроокиси калия концентрацией 0,025 моль/дм. Одновременно титруют холостую пробу, т.е. 50 см дистиллированной воды.
     
     В мерную колбу, емкостью 100 см, вводят 20 г окисленного масла, оставшегося в делительной воронке, доливают до метки бензином и оставляют на 12 часов в темноте для выделения шлака. Если появляется осадок, то раствор из колбы фильтруют через бумажный фильтр в колбу емкостью 200 см, промывая осадок на фильтре бензином. Объем масла в колбе доводят до 200 см, перемешивают и используют для определения кислотного числа.
     
     Если осадка нет, отбирают 20 см масляного раствора в коническую колбу, добавляют 20 см спиртотолуольной смеси (2:3), 0,5 см 2% щелочного голубого и одну каплю соляной кислоты концентрами 0,1 моль/дм. Содержимое колбы титруют спиртовым раствором гидроокиси калия концентрации 0,025 моль/дм до изменения цвета, сохраняющегося в течение 15 сек. Одновременно титруют холостую пробу, т.е. 20 см спиртотолуольной смеси.
     
     Если цвет метилоранжа в ловушках изменился, то их содержимое сливают в коническую колбу, ловушки ополаскивают два раза 5 см дистиллированной воды, которую сливают в эту же колбу, и титруют водным раствором гидроокиси калия концентрации 0,025 моль/дм. Параллельно проверяют титрование эквивалентного количества дистиллированной воды.
     
     Осадок на фильтре обрабатывают горячей свежеприготовленной спиртотолуольной смесью, собирая раствор в коническую колбу, емкостью 50 см, доведенную до постоянной массы.
     
     Колбу с осадком доводят до постоянной массы высушиванием в сушильном шкафу при 105±3 °С не менее 30 минут, охлаждают затем 30 минут в эксикаторе и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г. Высушивание, взвешивание и охлаждение повторяют до получения расхождений между двумя последовательными взвешиваниями с погрешностью не более 0,0004 г.
     
     Спиртотолуольную смесь отгоняют из колбы на водяной бане. Осадок в колбе сушат 30 минут в сушильном шкафу при 105±3 °C. Для удаления следов масла осадок промывают два раза 5 см петролейного эфира или бензина, вновь сушат 1,5 ч при 105±3 °C, охлаждают 30 минут в эксикаторе и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.
     
     Окисленное масло характеризуется общим кислотным числом и количеством осадка после определения термоокислительной стабильности.
     
     

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

     4.1. Общее кислотное число () мг КОН/г, после определения термоокислительной стабильности масла в присутствии воды составляет
     

,                                                          (1)

где  - кислотное число масла после окисления, мг КОН/г масла;
     
      - кислотное число водопроводной воды, отстоявшейся из масла после окисления (с учетом начальной щелочности), мг КОН/г масла;
     
      - кислотное число дистиллированной воды, употреблявшейся для смыва приборов и холодильников, мг КОН/г масла.
     
     Кислотные числа определяют по формулам 2, 3, 4, 5.
     
     4.2. Кислотное число масла () после окисления вычисляют по формуле
     

,                                                      (2)

     
где  - количество спиртового раствора гидроокиси калия концентрацией 0,025 моль/дм, пошедшей на титрование спиртотолуольного раствора масла, см;
     
      - количество 0,025 моль/дм спиртового раствора гидроокиси калия концентрацией 0,025 моль/дм, пошедшего на титрование спиртотолуольной смеси, см;
     
      - титр щелочи, мг КОН/см;
     
      - отношение объема всего бензинового фильтрата к объему, взятому на титрование;
     
      - масса окисленного масла, г.
     
     4.3. Кислотное число водопроводной воды () вычисляют по формулам
     

                                                        (3)

     
для тех случаев, когда вода, отстоявшаяся от масла после окисления, имеет кислую реакцию,
     
где  - начальная щелочность 11 см водопроводной воды, выраженная в мг гидроокиси калия;
     
      - количество водного раствора гидроокиси калия концентрации 0,025 моль/дм, пошедшего на титрование воды, отстоявшейся из масла с добавленной дистиллированной водой, см;
     
      - количество водного раствора гидроокиси калия концентрации 0,025 моль/дм, пошедшего на титрование холостой пробы, см;
     
      - титр водного раствора гидроокиси калия, концентрации 0,025 моль/дм, мг/см;
     
      - навеска окисленного масла, г.
     
     Для случаев, когда вода, отстоявшаяся из масла после окисления, имеет щелочную реакцию
     

,                                                       (4)

     
где  - начальная щелочность 11 см водопроводной воды, выраженная в мг гидроокиси калия;
     
      - щелочность воды, отстоявшейся из масла после окисления с добавленной дистиллированной водой (учитывая холостую пробу), мг КОН;
     
      - масса окисленного масла, г.
     
     4.4. Кислотное число дистиллированной воды () вычисляют по формуле
     

,                                                         (5)

     
где - количество водного раствора гидроокиси калия концентрации 0,025 моль/дм, пошедшего на титрование дистиллированной воды, употреблявшейся для смыва холодильников, см;
     
      - количество водного раствора гидроокиси калия концентрации 0,025 моль/дм, пошедшее на титрование эквивалентного количества дистиллированной воды, см;
     
      - титр водного раствора гидроокиси калия концентрации 0,025 моль/дм, мг/см;
     
      - масса окисленного масла, г.
     
     4.5. Содержание осадка в окисленном масле () в процентах вычисляют по формуле
     

,                                                        (6)

     
где  - масса окисленного масла, г;
     
      - масса осадка, г.
     
     4.6. Результаты вычислений округляют до третьей цифры после запятой.
     
     

5. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

     5.1. Исходные данные, промежуточные и конечные результаты испытаний заносят в журнал данного вида анализа, в котором указывают:
     
     а) наименование и адрес организации, представившей пробу на анализ;
     
     б) наименование испытываемого продукта (вещества), количество проб;
     
     в) место отбора пробы, дата отбора;
     
     г) обозначение нормативного документа, по которому проводят анализ. Особые условия испытаний;
     
     д) исходные данные, промежуточные и конечные результаты;
     
     е) особенности, проявившиеся в ходе анализа;
     
     ж) должность, фамилия и подпись лица, проводившего испытание;
     
     и) дата проведения анализа.
     
     

     
     
     5.2. По результатам испытания организации-заказчика выдается протокол испытаний, в котором указываются сведения, перечисленные в п.6.1 а, б, в, г, е, и и конечные результаты анализа. Протокол подписывают руководитель лаборатории и лицо, выполнившее анализ.
     
     

6. ТОЧНОСТЬ МЕТОДА

     6.1. Повторяемость
     
     Два результата измерения, полученные последовательно одним исполнителем, признаются достоверными (с 95% вероятностью), если расхождения между ними не превышают значений величин, указанных в таблице 1, для определения кислотного числа и в таблице 2 - для определения содержания осадка.
     
     

Таблица 1

     
     
Таблица 2

     
     
     6.2. Воспроизводимость
     
     Два результата измерения, полученные в двух разных лабораториях, признаются достоверными (с 95%-ной вероятностью), если расхождения между ними не превысят 10%.
     
     

Приложение А
Справочное

ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ВТИ, 1994