تجهیزات و آزمون های آزمایشگاه نفت و قیر

شرح کامل آزمونهای آزمایشگاه نفت و قیر و نحوه انجام آنها:

آزمایش خوردگی مس
Standard test method for corrosion of copper with petrooleum products

تئوری آزمایش خوردگی مس (ASTM D130-68)
خوردگی عبارت ازانهدام و فساد یا تغییر و دگرگونی در خواص و مشخصات مواد (عموما فلزات) به علت واکنش آنها با محیط اطراف است.ازآنجائیکه خوردگی موجب مشکلات اقتصادی، ایمنی و ضایعات، کاهش راندمان، اتلاف محصولات، آلودگی محصولات و…..میشود، ارزیابی خوردگی و خسارات حاصل از آن اهمیت زیادی دارد. در ضمن تهیه و یا کاربرد فرآورده های نفتی بواسطه وجود بعضی مواد شیمیایی وهمچنین بالا بودن فشار و درجه حرارت، خوردگی هایی را در روی سطح دستگاههای پالایش و یا موتورها ایجاد میکند.ازجمله این موادشیمیایی سولفیدها، اسید کلریدریک وهمچنین هوا و رطوبت میباشد. سولفیدها بیشترازتجزیه مواد آلی گوگرد دار بوجود می آیند واسید کلریدریک دراثر هیدرولیز نمک هایش حاصل میشود. تشعشعات اتمی ومحیطهای بیولوژیکی و وجود میکروارگانیزمها نیزبرروی خوردگی موثرند. یکی ازمهمترین علل خوردگی، وجود اکسیژن محلول درمواد که به دو طریق فیزیکی (همزدن) و شیمیایی (اضافه کردن موادی مانند هیدرارین) می توان آن را ازمحلول خارج کرد. ازجمله روشهای کنترل خوردگی میتوان به حفاظت کاتدی، حفاظت آندی، استفاده ازپوششهای فلزی، آلی و معدنی اشاره کرد. مس وآلیاژهای آن دارای کاربرد وسیعی برای لوله کشی، لوله های مبدلهای حرارتی و صفحه لوله ها، سخت افزارها، تانکها و… می باشند. بنابراین دانستن خوردگی مس در محیطهای مختلف برای ما مفید خواهد بود. همچنین مس تنها فلزی است که درمقابل خوردگی های مختلف ازخود تغییر رنگ نشان می دهد.

وسایل مورد نیاز آزمایش برای خوردگی مس
دونوار مسی براق به عرض mm 5/12وضخامتmm 3 تا ۵/۱ وطولmm 75
دولوله آزمایش برای ریختن نمونه وقراردادن نوارهای مسی درآن
حمام آب گرم مجهز به ترموستات برای تنظیم دما درc 100
بمب فلزی که از جنس استیل ضد زنگ است ولوله آزمایش حاوی نمونه ونوارمسی درآن قرار میگیرد وبه کمک نگهدارنده هایی درحمام به صورت کاملا عمودی نگهداشته میشود.
پایه برای نگهداشتن نوارهای مسی تاهنگام استفاده از سمباده برای جلا دادن،حرکت نکنند
کاغذ سمباده که از جنس ورقه های سیاهرنک وزبرکربید سیلیکون است.
پلاک استاندارد برای تطبیق نوار مسی با آن وتشخیص درجه خوردگی آن
چوب پنبه
نفت وگازوئیل به عنوان نمونه
روش انجام آزمایش خوردگی مس:
ابندا دونوار مسی را در پایه نگهدارنده بگذارید و سطح آن را سمباده بکشید بعد آن را برگردانید و سطح دیگر را نیزسمباده بکشید بعد از سمباده کشیدن با دستمال تمیز سطوح مسی را تمیز کنید تا هیچ اثری از کاغذهای سمباده روی نوارهای مسی مشاهده نشود. سپس نوارها را در لوله آزمایش به طور جداگانه بگذارید و در یکی از لوله های آزمایش نفت و دردیگری گازوئیل بریزید. به طوریکه نمونه تا روی نوار مسی را بپوشاند. لوله های ازمایش را با چوب پنبه ببندید وهریک از لوله های آزمایش را در یک بمب جداگانه بگذارید. بمب ها را به کمک گیره ها در حمام قراردهید حداقل ۵/۱ ساعت نمونه ها در حمام بماند سپس با پنس نوار را خارج کرده و با یک دستمال یا پنبه نوار را خشک کنید و با پلاکهای استاندارد مقایسه کنید و نتیجه را گزارش کنید.

نکته: زاویه ای که نور به نوارفلزی مورد آزمایش و پلاک استاندارد می تابد باید ۴۵ باشد تا عمل مقایسه دقیقتر انجام شود.

تمیز کردن دستگاه ها پس از آزمایش خوردگی مس
پس ازاتمام آزمایش بمب فلزی رابه کمک حلال آزمایشگاهی شستشو داده وکاملا خشک نمایید.

سوالات مربوط به آزمایش خوردگی مس :
اگرلبه های جانبی نوار براق نشوند چه اشکالی پیش می آید.؟
آیا مدت باقی ماندن مواد مسی دربمب تاثیری درنتیجه آزمایش دارد.؟
آزمایش خوردگی بیشتر وابسته به چه عواملی است.؟

آزمایش نقطه ابری شدنASTM D2500-66

هدف از آزمایش نقطه ابری شدن :
هدف ازانجام این تعین نقطه ابری شدن محصولات نفتی است که نقطه ریزش کمتر ا زc 49 دارند.

تئوری آزمایش نقطه ابری شدن:
منظور از نقطه ابری درجه حرارتی از مضرب ۲f (c1) می باشد که در آن درجه حرارت، در ته لوله آزمایشی که نمونه در آن قرار دارد، تحت شرایط کاملا کنترل شده ابر یا کریستالهای واکسی ظاهر میشود.

وسایل موردنیاز برای آزمایش نقطه ابری شدن:
ظرف استوانه ای شیشه ای با انتهای تخت که نمونه در آن ریخته میشود.
دماسنج
چوب پنبه برای بستن ظرف آزمایشی که سوراخ وسط آن برای قرار دادن دماسنج تعبیه شده است.
حمام سرد کننده
نمونه که دراین آزمایش روغن موتور است.

روش انجام آزمایش نقطه ابری شدن
ظرف آزمایش را تا خط نشانه از روغن پرکنید در ظرف را به وسیله چوب پنبه، که دماسنج در سوراخ آن قرار گرفته است، ببندید موقعیت چوب پنبه و دماسنج را به گونه ای تنظیم کنید که حباب دماسنج در انتهای ظرف قرار گیرد. حمام سرد کننده را روشن کنید ظرف نمونه را داخل حمام قرار دهید. در زمانهایی که درجه حرارت مضربی f2(c1) است ظرف آزمایش را از حمام بیرون بیاورید و تشکیل ابر را بررسی کنید و سپس ظرف را در حمام قرار دهید. توجه کنید هنگام برداشتن وگذاشتن ظرف در حمام، اغتشاشی در نمونه ایجاد نشود. این کار را تا زمانی تکرار کنید که اولین کریستالها، در اثر سرد شدن پیوسته، در انتهای ظرف دیده شود، این دما را به عنوان نقطه ابری شدن یادداشت کنید.

نکته:زمان بیرون ماندن ظرف نمونه برای مشاهده نقطه ابری نباید بیش از ۳ ثانیه باشد. در غیر اینصورت نمونه گرم شده و خطا ایجاد میشود.

تمیز کردن دستگاهها پس ازآزمایش نقطه ابری شدن :
پس از اتمام آزمایش دماسنج را از ظرف محتوی ماده مورد آزمایش جدا نموده،نمونه را از ظرف خارج نمایید وظرف ودماسنج رابه کمک حلال مناسب شستشو دهید.

آزمایش نقطه ریزش روغن
Standard Test Method For Pour Point Of Petroleum Oils (ASTM D97) m

هدف از انجام آزمایش نقطه ریزش روغن

هدف تعیین ریزش محصولات نفتی است.

تئوری آزمایش نقطه ریزش روغن :
نقطه ریزش یک نمونه نفتی نشان دهنده پایین ترین دمایی است که نمونه میتواند برای کاربردهای مشخص، کارایی داشته باشد. هر گاه نمونه نفتی بدون تکان دادن، سرد گردد به درجه حرارتی میرسیم که در آن میکروکریستالها شروع به تشکیل شدن کرده که خود باعث ایجاد کدورتی در نمونه شود، که به آن نقطه ابری شدن گفته می شود. با ادامه عمل سرد کردن به درجه حرارتی می رسیم که در آن اگر لوله آزمایش را به حالت افقی قرار دهیم، نمونه دیگر در آن جابجا نشده و نمی ریزد، که به این نقطه، نقطه ریزش گفته میشود. حال اگر لوله آزمایش را به ملایمت گرم نماییم لحظه ای می رسد که نمونه در لوله سیالیت خود را باز می یابد، درجه حرارت مربوط به این تغییر حالت را نقطه جاری شدن گویند. درجه حرارت نقطه جاری شدن اغلب چند درجه بالاتر از درجه حرارت نقطه ریزش نمونه می باشد. دانستن این نقطه به شناسایی نسبت درصد هیدروکربن های با نقطه انجماد بالا ( به ویژه هنگام پمپاژ درزمستان) کمک می نماید.

وسایل مورد نیازبرای آزمایش نقطه ریزش روغن:
چوب پنبه برای بستن ظرف آزمایش که سوراخ وسط آن برای قرار دادن دماسنج است.
حمام سرد کننده
دماسنج
ظرف استوانه ای شیشه ای با انتهای تخت که نمونه در آن ریخته می شود.
نمونه که دراین آزمایش روغن موتور است.

روش انجام آزمایش برای نقطه ریزش روغن:
ظرف نمونه را تا خط نشان از روغن موتور مورد نظر پرکنید. در ظرف را به وسیله چوب پنبه، که دماسنج در سوراخ آن را گرفته، ببندید. موقعیت چوب پنبه و دماسنج باید به گونه ای تنظیم شود که حباب دماسنج دقیقا زیر سطح نمونه باشد. حمام سرد کننده را روشن کنید. ظرف نمونه را داخل حمام سرد کننده قرار دهید. در زمانهایی که درجه حرارت مضربی از ۳ است نمونه هر گونه حرکتی داشت، دوباره بلافاصله ظرف را در حمام قرار داده واین مشاهدات را برای دمای بعدی که c3 پایین تر از دمای فعلی است، تکرار کنید. هرگاه ظرف در موقعیت افقی به مدت ۵ ثانیه قرار گرفت و هیچ حرکتی نداشت، دمای مشاهده شده را به عنوان نقطه ریزش روغن یادداشت کنید.زمان بیرون ماندن ظرف نمونه برای مشاهده نقطه ریزش نباید بیش از ۳ ثانیه باشد در غیر اینصورت دمای نمونه افزایش می یابد و آزمایش خطادار می شود.

تمیز کردن دستگاهها پس از آزمایش نقطه ریزش روغن:
پس از اتمام آزمایش دماسنج رااز ظرف محتوی ماده مورد آزمایش جدانموده،نمونه را ازظرف خارج نمایید وظرف ودماسنج را به کمک حلال مناسب شستشو دهید.

سوالات مربوط به آزمایش نقطه ریزش روغن

ضریب شکست روغن
(ASTM D1747) Standard Test Method For Refractive Index Of Viscose Materials

هدف از انجام آزمایش ضریب شکست روغن:
هدف ازانجام نمایش اندازه گیری ضریب شکست مایعات هیدروکربنی شفاف و یا ویسکوز با رنگ روشن و یا جامدات ذوب شده ای است که دارای ضریب شکست بین ۳۳/۱ و ۶۰/۱ در دمای ۸۰ تا ۱۰۰C است می باشند.

تئوری آزمایش ضریب شکست روغن:
ضریب شکست یک جسم نسبت به یک نور با طول موج معین برابر است با نسبت سرعت آن نور در هوا به سرعت نور در جسم مورد نظر. اگر این کمیت به صورت نسبت سینوس زاویه تابش به سینوس زاویه شکست معرفی شود، ضریب شکست نسبی نامیده میشود. در صورتی که محیط اولی خلا باشد، نتیجه اندازه گیری ضریب شکست مطلق میباشد که ازنظرعددی برابرباحاصلضرب که از نظر عددی برابر با حاصلضرب ضریب شکست نسبی در عدد ۰۰۰۲۷/۱ (ضریب شکست مطلق هوا) است. ضریب شکست یکی از خواص فیزیکی است که می تواند همراه با سایر خواص جهت تعیین میزان خلوص هیدروکربنها و نیز تعیین ترکیب مخلوطهای آنها به کار رود. در یک جسم با ترکیب و درجه خلوص معین، سرعت نور با طول موج معین در یک دمای ثابت مقداری است ثابت و تنها با تغییر دما، تغییر می کند. این موضوع خود معیاری است دقیق برای سنجش درجه خلوص فرآورده هایی که در آزمایشگاهها و یا صنایع مختلف نفتی و شیمیایی به دست می آید که کوچکترین تغییر ترکیب و یا وجود ناخالصی ضریب شکست تغییر می کند. بر ضریب شکست یک جسم، دما، فشار و طول موج اثر می گذارند که همگی پارامترهای قابل کنترل هستند.

شرح دستگاهها برای انجام آزمایش ضریب شکست روغن:
رفراکتومتر: در این آزمایش از دو رفراکتور، یکی قدیمی و دیگری جدید، استفاده میشود. دستگاه جدید ضریب شکست را تا پنج رقم اعشار و دستگاه قدیمی تا سه رقم اعشار، اندازه گیری می نماید. دستگاه جدید رفراکتومترها نوعAbbe است که برای دقت بیشتر از نورتک رنگ لامپ سدیم استفاده می کند و در دستگاه قدیمی از نور سفید استفاده می گردد. در رفراکتومتر نمونه بین دو منشور قرار می گیرد. در رفراکتومتر Abbe منشور بالایی به منشور پایینی لولا شده است تا جدا شدن منشورها جهت تمیزکردن و نیز وارد کردن نمونه به آسانی انجام شود. سطح منشور پایینی ناهمواراست به طوری که وقتی نور به داخل منشور تابیده می شود این سطح به طور موثر منبع تعداد بی شماری پرتو میشود که در تمام زوایا از داخل نمونه عبور می کند. تابش در وجه مشترک نمونه و سطح صاف منشور بالا شکسته می شود. دو منشور آمیکی که نسبت به هم چرخش دارند، جهت جمع کردن پرتوهای با زاویه بحرانی واگرا با رنگهای مختلف به یک پرتو نور سفید که مسیر آن با پرتوD سدیم یکی است، مورد استفاده قرار می گیرند. عدسی مجهز به خطوط تنظیم است. در هنگام اندازه گیری، زاویه منشور تغییر داده می شود تازمانی که وجه مشترک روشن- تیره به طور کامل سر خط منطبق شود، سپس وضعیت منشور از روی مقیاس ثابت تعیین میشود. با گردش آب و یا هر وسایل دیگر از داخل مسیرهایی که اطراف منشور قرار دارند، دما کنترل میگردد.

وسایل مورد نیاز برای انجام آزمایش ضریب شکست روغن
رفراکومتر جدید مجهز به کنترلر دما که با نور سدیم کار می کند.
رفراکتومترقدیمی که با نور معمولی آزمایشگاه کار می کند.
دماسنج
بنزن، تولوئن وآب به عنوان نمونه
جداول مربوط به ضریب شکست ایندکس

روش انجام آزمایش ضریب شکست روغن
در این آزمایش به طور جداگانه از دو رفراکتومتر برای اندازه گیری ضریب شکست استفاده می شود. آزمایش ۱ به کمک رفراکتومتر قدیمی که با نور معمولی کار می کند و مجهز به کنترلر دما نیست: ابتدا منشورهای شیشه ای دستگاه را با پنبه ای آغشته به تولوئن یا کلروفرم پاک کنید و صبر کنید تا این سطوح خشک شوند. نمونه مورد آزمایش را روی سطح منشور بریزید تا تمام سطح منشور را بپوشاند و جعبه منشور را ببندید. زاویه نور ورودی را توسط چرخاندن پیچ تنظیم پایین دستگاه طوری تنظیم کنید که روی صفحه دید، دایره ای با دو قسمت تاریک و روشن کاملا مجزا از یکدیگر، مشاهده شود. وضوح فصل مشترک این دو نیم دایره را می توان توسط پیچ بالایی دستگاه بهتر کرد. عددی که روی مقیاس موجود در زیر دایره در مقابل خط معیین است را به عنوان ضریب شکست نمونه یادداشت کنید و به کمک دماسنج نیز دمای نمونه را بخوانید. این آزمایش را برای ۲ نمونه دیگر نیز تکرار کنید.

آزمایش ۲ به کمک رفراکتومتر جدید که با نور سدیم کار می کند ومجهز به کنترلر دما است:
مقدار مقرر دمای حمام را روی c20 قرار دهید و منتظر بمانید تا دما به c20 برسد. دستگاه مولد نور سدیم را روشن کنید. مراحل ریختن نمونه و تنظیم صفحه دید را مانند آزمایش ۱ انجام دهید. عددی که از روی درجه بندی رفراکتومتر خوانده می شود مستقیما به عنوان ضریب شکست گزارش نمی شود. این عدد ضریب شکست ایندکس است. با کمک جداولی که در اختیار دارید با داشتن ضریب شکست ایندکس، ضریب شکست را پیدا کنید و یادداشت نمایید. این آزمایش را برای ۲ نمونه دیگر نیز تکرار کنید.

تمیز کردن دستگاهها پس ازانجام ازمایش ضریب شکست:
وجه های منشور رابه طور کامل به کمک پارچه مخصوص تمیز کردن لنز ویا به وسیله پنبه که با حلال مناسب آغشته شده است تمیز نمایید.

سوالات مربوط به آزمایش ضریب شکست روغن…

آزمایش تقطیر در اتمسفر
Standard Test Method For Distillation Of Petroleum Products

هدف از انجام آزمایش تقطیر در اتمسفر (ASTM D86)
هدف از انجام این آزمایش،تقطیر مواد نفتی وته دست آوردن مشخصات فنی ومنحنی های مرتوطه است.

تئوری آزمایش تقطیر
خصوصیات تقطیر (فراریت) هیدروکربنها اغلب تأثیر مهمی در ایمنی و عملکرد آنها، به ویژه در مورد سوختها و محلولها، دارد. فراریت مهمترین عامل تعیین کننده تمایل یک هیدروکربن به تولید بخارهای قابل انفجار است. فراریت برای سوختهای موتور جت عامل مهمی می باشد که بر روشن کردن، گرم شدن در دماهای عملیاتی بالا، ارتفاعات یا هر دو مؤثر است. حضور اجزاء با نقطه جوش بالا در سوختها به طور قابل توجهی بر میزان تشکیل مواد جامد دور ریختنی حاصل از احتراق، مؤثر می باشد. از آنجایی که فراریت بر سرعت تبخیر اثر دارد، عامل مهمی در کاربرد بسیاری از حلالها به ویژه آنهایی که در نقاشی به کار می رود، می باشد. خصوصیات مواد نقتی اغلب شامل محدوده های تقطیر می باشد که نشان دهنده مناسب بودن محصولات از نظر فراریت می باشد.

در این آزمایش از اصطلاحات ویژه ای استفاده می شود:
دمای تجزیه ((Decomposition Point : دمای ترمومتر هنگامی که اولین نشانه های تجزیه حرارتی در نمونه مشاهده شود.(متصاعد شدن بخار از نمونه و تغییرات نامنظم و شدید دمای ترمومتر از نشانه های تجزیه حرارتی می باشد) دمای خشک (Dry Point): دمای ترمومتر هنگامی که آخرین قطره مایع از انتهای فلاسک تقطیر، تبخیر می شود. توجه شود که قطره هایی که روی جداره فلاسک و ترمومتر می باشند، شامل این تعریف نمی شوند. اغلب به جای دمای خشک دمای مربوط به نقطه پایانی استفاده می شود. دمای خشک برای موارد خاص استفاده از نفتا، به عنوان مثال کاربردهای آن درصنعت رنگ، به کار برده می شود. همچنین در مواردی که طبیعت نمونه به گونه ای است که اندازه گیری نقطه پایانی با دقت لازم برای آزمایش همخوانی ندارد، از دمای خشک استفاده می شود. نقطه پایانی (Final Boiling Point, End Point): حداکثر دمایی که ترمومتر در طول ازمایش نشان می دهد. اغلب این دما پس از تبخیر تمام مایع درون فلاسک حاصل می گردد. گاهی از واژه دمای حداکثر به جای نقطه پایانی استفاده می شود.

نقطه جوش ابتدایی (Initial Boiling Point, I.B.P): دمای ترمومتر هنگامی که اولین قطره مایع از لوله خروجی کندانسورخارج می شود.

درصد بازیابی شده (Percent Recovered): حجم برحسب میلی لیتر مایع جمع آوری شده در استوانه مدرج که به طور همزمان با خواندن دما، ثبت می شود.

درصد بازیابی Percent Recovery) ): حداکثر حجم مایع که در استوانه جمع آوری می شود.

درصد باقی مانده Percent Residue) ): حجمی که در نهایت در فلاسک تقطیر باقی می ماند.

درصد بازیابی شده کل Percent Total Residue) ): مجموع درصد بازیابی و درصد باقیمانده

درصد اتلاف شده Percent Lost) ): تفاضل درصد بازیابی شده کل از ۱۰۰٫

درصد تبخیر شده Percent Evaporated) ): مجموع درصد بازیابی شده و درصد اتلاف شده.

دمای ترمومتر (Thermometer Reading): دمای بخار اشباع که در گردنه بالن، زیر لوله بخار اندازه گیری می شود

دستگاهها و وسایل لازم برای انجام آزمایش تقطیر
بالن با لوله جانبی : استوانه مدرج به حجم ۱۰۰میلی لیتر که باید در هر ۵ میلی لیتر روی استوانه نشانه گذاری شده باشد و بین درجات ۹۰ میلی لیتر و ۱۰۰ میلی لیتر و ۱۰۰ میلی لیتر در هر یک میلی لیتر نشانه گذاری شده باشد. دماسنج که باید مطابق استانداردهای ASTM کالیبره شده باشند. دماسنج در یک حفاظ قرار داده می شود. این حفاظ به گونه ای طراحی شده که دماسنج را در وسط دهانه بالن نگه میدارد.

دستگاه تقطیر، این دستگاه دارای سه قسمت اصلی می باشد:

کندانسور (دراین آزمایش از آب به عنوان مایع خنک کننده استفاده می شود)
گرم کن الکتریکی که حرارت آن قابل تنظیم است.
صفحه نگهدارنده بالن که بالن به طور کامل در آن ثابت می شود.
گازوئیل به عنوان نمونه

روش انجام آزمایش تقطیر در اتمسفر
ابندان cc100 گازوئیل را با استوانه مدرج بردارید و در بالن بریزید. بالن را در محل مخصوص خود روی هیتر قرار دهید، بطوری که لوله جانبی بالن در سوراخ ورودی به کندانسور قرار گیرد. سپس با کمک نگهدارنده پلاستیکی که روی لوله جانبی قرار دارد، اتصال را محکم کنید. دماسنج را وارد بالن کنید به نحوی که حباب جیوه ای آن مقابل لوله جانبی قرار گیرد، استوانه مدرج خالی را زیر لوله خروجی کندانسور قرار دهید. درجه هیتر را روی ۹ بگذارید و آن را روشن کنید. زمانی که اولین قطره از لوله خروجی کندانسور چکید، دمای متناظر را به عنوان Initial Boiling Point یادداشت کنید و سپس درجه هیتر را روی ۷ قرار دهید. هرگاه حجم مایع جمع شده در استوانه مدرج به ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰، … رسید دمای متناظر با آنها را یادداشت کنید. وقتی آخرین قطره از لوله خروجی کندانسور چکید، دمای متناظر با آن را به عنوان Final Boiling Point یادداشت نمایید. سپس هیتر را خاموش کنید و منتظر بمانید تا بالن خنک شود. سپس محتویات بالن را در یک استوانه مدرج خالی ریخته و حجم آن را به عنوان حجم باقیمانده یادداشت کنید. اختلاف بین مجموع حجم باقیمانده و حجم جمع آوری شده در استوانه مدرج و ۱۰۰، بیانگر میزان اتلاف است آن را نیز یادداشت کنید.

تمیز کردن دستگاهها بعد از انجام آزمایش تقطیر در اتمسفر
پس از اتمام آزمایش اجزا متصل شده به بالن را از آن جدا نمایید. بالن، دماسنج و استوانه مدرج را با حلال مناسب (بنزین) شستشو دهید.

سوالات مربوط به ازمایش تقطیر در اتمسفر
۱ منحنی دما بر حسب حجم را رسم نمایید. از این منحنی چه استفاده هایی می شود.؟

۲ درجه حرارت ظرف کندانسور چه تاثیری دارد.؟ آیا برای روغن می تواند هر دمایی داشته باشد.؟

فشار بخار رید
Standard Test Method For Reid Vapor Petroleum Product
هدف از انجام آزمایش فشار بخار رید (ASTM D323)
هدف ازانجام آزمایش اندازه گیری فشار بخار بنزین وسایر محصولات فرار نفتی که دارای فشار بخار کمتر از kpa180 هستند، می باشد.

تئوری آزمایش فشار بخار رید :
فشاری که در آن مولکولها بتوانند در دمایی که هستند بر آن فشار غلبه کنند واز سطح مایع خارج شوند و به صورت گاز در آیند را فشار بخار گویند. اگر مقداری مایع را در ظرف مسدودی که دارای فضای خالی باشد، بریزیم، پس از مدتی مقداری از مایع تبخیر شده و وارد فضای خالی می شود. وارد شدن این ذرات مایع به این فضا، ایجاد فشاری می کند که فشار بخار رید نامیده می شود به علت وجود هوا در محفظه دستگاه، فشار اندازه گیری شده، فشار بخارحقیقی نمونه نیست. در نتیجه فشار بخار حقیقی حدود ۵ تا ۹ درصد بیشتر از فشار بخار رید می باشد. فشار بخار یک خاصیت مهم فیزیکی برای مایعات فرار می باشد. این آزمایش برای تعیین فشار بخار محصولات نفتی و نفت خام، در دمای c 8/37، که دارای نقطه جوش بالای صفر درجه هستند به کار می رود. فشار بخار نفت خام برای انتقال و ذخیره سازی آن و نیز انجام تصفیه اولیه پالایشگاهی، مهم می باشد. دانستن فشار بخار برای ایمنی در حمل و نقل مواد سبک نفتی، انواع مخازن و نیز تعیین ویژگیهای سوختهای موتور دارای اهمیت است. برای بعضی مواد که نقطه جوش بسیار پایین دارند و در فشار اتمسفریک نمی توان آنها را تقطیر نمود، دانستن این فشار بخار لازم است زیرا که زیاد بودن فشار بخار، اتلاف فرآورده ها را زیاد می کند. از نظر کارایی ماده نفتی به عنوان سوخت، فشار بخار باید در محدوده خاصی باشد، در غیر اینصورت آرام سوزی اتفاق نمی افتد. فشار بخار یک برش نفتی را می توان مانند یک هیدروکربن خالص در نظر گرفت. تعادل مایع- بخار یک مخلوط پیچیده با اندازه گیری فشار بخار آن دردمای معین، مشخص می شود. تمایل مولکولها به فرار از فاز مایع به وسیله دستگاه رید اندازه گیری می شود. فشار بخار رید که در ۱۰۰ درجه فارنهایت اندازه گیری می شود، عبارت است از”مجموع فشارهای جزئی هیدروکربنهای سازنده برش و فشار جزئی هوا”. چون حجم محفظه هوا استاندارد و معلوم شده است، می توان رابطه ای بین فشار بخار رید و فشار بخار حقیقی مخلوط برقرار کرد. برای مخلوط هیدروکربنها و برشها در حالت ایده آل می توان از قانون رائولت استفاده کرد. بنزین مخلوطی است از گروههای مختلف هیدروکربنی که در مولکولشان بین چهار تا ده و گاهی تا دوازده کربن دارند. بررسی مشخصات بنزین ها از جمله فشار بخار آنها از نظر کاربردشان در موتور مطرح است. مواد فرار باعث سهولت راه اندازی موتور در زمستان می شوند. در تابستان نیز مقدار زیاد هیدروکربنهای سبک که به علت تشکیل سدی از بخار در لوله بنزین، باعث توقف موتور می شوند که در این حالت باید صبر کرد تا موتور سرد شود و سپس آن را راه انداخت. استقاده دیگری که از فشار بخار می شود در طراحی موتورهای احتراق داخلی است. بدین ترتیب که برای افزایش بازده موتور باید نسبت تراکم را تا حد معینی بالا برد. اما اگر این نسبت از حد مجاز بالاتر رود پدیده ای به نام کوبش در موتور ایجاد میشود که صدایی شبیه کوبیدن چکش دارد و باعث گرم شدن بیش از حد موتور وافت قدرت آن می شود، که با کنترل فشار بخار و دما، در یک محدوده خاص می توان این نسبت را در محدوده معین، بدون ایجاد کوبش، افزایش داد.

شرح دستگاهها و وسایل مورد نیاز برای آزمایش بخار رید
محفظه بخار: این محفظه ظرفی استوانه ای شکل با قطر داخلی (mm3+51) و طول (mm3+254) است.
محفظه مایع : ظرف استوانه ای شکل که قطر داخلی محفظه بخار است و نسبت حجم محفظه بخار است و نسبت حجم محفظه بخار به محفظه مایع بین ۸/۳ تا ۲/۴ متغیر است. قسمت فوقانی این محفظه به محفظه بخار متصل می شود وانتهای دیگرش نیز کاملا تخت و بسته است.
فشارسنج gauge: برای اندازه گیری فشار بخار رید، فشار سنج gauge به قسمت فوقانی محفظه بخار متصل میشود که قطراین فشارسنج بین ۱۰۰ تا mm150 متغیر است و از صفر تا bar6/0 درجه بندی شده است.
حمام آب:آب داخل حمام باید به اندازه ای باشد که سطح فوقانی محفظه بخار، mm4/25 بالاتر از سطح آب باشد. این حمام مجهز به کنترلر دمایی است.
آچار: برای اتصال محفظه ها وفشارسنج به همدیگر و جدا کردن آنها از یکدیگر
بنزین به عنوان نمونه مورد آزمایش

روش انجام آزمایش بخار رید
حمام را روشن کنید و مقدار درجه حرارت کنترلر را روی دمای c8/37 قرار دهید. سپس تا ابتدای گلوگاه محفظه مایع، بنزین بریزید. محفظه را به آرامی روی میز بکوبید تا اگر حبابهای هوا درآن بود خارج شود و خطایی در آزمایش به وجود نیاورد. محفظه بخار را به محفظه مایع متصل کنید و با کمک آچار اتصال را محکم کنید. سپس فشار سنج را بالای محفظه بخار متصل کرده و با آچار اتصال را محکم کنید. پس از اینکه درجه حرارت حمام به دمای مورد نظر(c8/37)رسید، دستگاه متصل شده را در حمام قرار دهید. هر دو دقیقه یک بار، دستگاه را بیرون بیاورید. دستگاه را به طور مایل در دست بگیرید بطوریکه در یک دست محفظه مایع و در دست دیگر فشار سنج است. آن را تکان دهید، تا مطمئن شوید تعادل مایع-بخار برقرار است. سپس مجددا دستگاه را در حمام قرار دهید. مدت زمان بین بیرون آوردن و گذاشتن مجموعه دستگاه در حمام نباید بیش از ۳۰ ثانیه به طول انجامد، زیرا دستگاه سرد میشود. عمل بیرون آوردن دستگاه از حمام و تکان دادن آن را آنقدر تکرار کنید تا عقربه فشارسنج قبل از بیرون آوردن دستگاه و پس از قرار دادن دوباره آن در حمام یک عدد را نشان دهد. این فشار را به عنوان فشار بخار رید بنزین گزارش کنید

نکته هایی در مورد آزمایش فشار رید
از نمونه هایی که قبلا مورد آزمایش قرار گرفته اند نباید استفاده کرد. همچنین باید مراقب بود تا به نمونه پیش از آزمایش

حرارت زیادی نرسد.

اتصالات باید محکم بسته شده باشند تا هیچ گونه نشتی وجود نداشته باشد.

تمیز کردن دستگاهها بس از آزمایش فشار بخار رید:
محفظه بخار و مایع را توسط پر کردن آن ها از بنزین وسپس آب با دمای بالای ۳۲ درجه سانتی گراد به طور کامل از نمونه پاک نمایید.

سوالات مربوط به ازمایش فشار بخار رید
اگر هوای اولیه داخل محفظه هوا دارای فشاری معادل ۲ یا ۳ اتمسفر می بود آیا در نتیجه آزمایش تغییری حاصل میشد. چرا؟

در صورت استفاده مجدد از نمونه های مورد آزمایش چه خطایی ایجاد می شود.

اندازه گیری گرانروی با لزجت سنج مویین(ویسکوزیته کینماتیک)
Standard Test Method For Kinematics Of Transparent And Opaque Liquids
هدف از گرانروی کینماتیک (ASTM D-445)
هدف از انجام آزمایش تعیین گرانروی سینماتیک محصولات نفتی مایع (مایعات نیوتنی)، توسط اندازه گیری زمانی که حجمی از مایع بر اثر نیروی جاذبه در یک گرانروی سنج شیشه ای مویین استاندارد جاری می شود، می باشد.

تئوری ویسکوزیته به روش کینماتیک
گرانروی یک سیال مقاومت آن در برابر حرکت می باشد و خاصیتی است که سیال به واسطه ان در مقابل تنش برشی مقاومت می کند. نسبت تنش برشی به گرادیان سرعت یک مایع گرانروی دینامیک نامیده می شود که مقاومت در برابر جریان یا تغییر شکل مایع است. مقاومت در برابر جریان یک مایع تحت نیروی گرانش، گرانروی سینماتیک نامیده می شود بسیاری از محصولات نفتی و برخی از مواد غیر نفتی به عنوان روغن های روان کننده به کار برده می شوند و عملکرد درست دستگاه، بستگی به مناسب بودن مایعی که استفاده می شود، دارد. هر چه گرانروی روغنی که به منظور روان کاری به کار می رود زیادتر باشد، عمل روان کاری مطمئن تر خواهد بود. البته روغن روان کاری باید دارای گرانروی معینی باشد زیرا اگر روغن خیلی سبک وروان باشد احتمال انفجار خواهد داشت و اگر خیلی سنگین باشد مقداری از آن از بین می رود. گرانروی بسیاری از سوختهای نفتی برای تخمین شرایط بهینه ذخیره سازی و عملیاتی، مهم می باشد. گرانروی نفت از نظر حرکت و جریان آن در خطوط لوله اهمیت دارد. با افزایش فشار و دما مقدار گرانروی نفت کاهش می یابد. وجود گازهای حل شده در نفت خام موجب کاهش گرانروی می شود و نتیجه این کاهش، آسان شدن جریان آن در خطوط لوله است.

دستگاه و وسایل لازم جهت آزمایش گرانروی کینماتیک
ویسکومتر مویین شیشه ای کالیبره شده
نگهدارنده گرانروی سنج، جهت نگه داشتن ویسکومتر به طور عمودی
حمام با دمای کنترل شده
کرونومتر
پوآر
روغن موتور به عنوان نمونه
جدول داده ها
روش انجام آزمایش ویسکوزیته کینماتیک
ابتدا حمام را روشن کنید وئ دمای حمام را روی C8/37 تنظیم کنید. یک ویسکومتر کالیبره شده را که گرانروی سینماتیک تخیمن زده شده را در برگیرد (قسمت مویین پهن تر برای مایعات با گرانروی بیشتر و قسمت مویین باریکتر برای مایعات با گرانروی کمتر) انتخاب نمایید بطوریکه زمان جریان کمتر از ۲۰۰ ثانیه نباشد. پس از انتخاب ویسکومتر مناسب آن را با بنزین شسته و منتظر بمانید خشک شود. سپس دهانه باریک ویسکومتر را داخل ظرف محتوی نمونه کرده و دهانه دیگر را به پوآر متصل نمایید. به کمک پوآر روغن را وارد ویسکومتر کنید هر گاه تا نیمه حباب بزرگ ویسکومتر از نمونه پر شد پوآر را جدا کرده وبه کمک نگهدارنده ویسکومتر را داخل حمام قرار دهید. حدود ۵ دقیقه صبر نمایید تا دمای روغن به دمای حمام برسد. سپس به کمک پوآر روغن را تا بالاتر از خط نشان اولی بالا بکشد(مراحل مطابق شکل زیر) به کمک کرونومتر لازم برای عبور مایع از خط نشان اول به دوم را بر حسب ثانیه اندازه گرفته و یادداشت نمایید.

محاسبات گرانروی ویسکوزیته کینماتیک
گرانروی سینماتیک را با استفاده از زمان اندازه گیری شده و ثابت ویسکومتر که روی آن درج شده است، توسط معادله زیر محاسبه کنید :

V=CXT

V: گرانروی سینماتیک برحسب

C: ثابت کالیبراسیون ویسکومتر

T: زمان جریان (S)

تمیز کردن دستگاهها بعد از انجام آزمایش ویسکوزیته کینماتیک :
در اتمام کار برای تمیز کردن ویسکومتر بایستی لوله را به کمک اسید کرومیک شساه و سپس با اب مقطر و استون تمیز نمایید و در آخر با هوای خشک آنرا خشک کنید