ГОСТ Р 52709-2007

Группа Б19

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТОПЛИВА ДИЗЕЛЬНЫЕ

Определение цетанового числа

Diesel fuels. Determination of cetane number

ОКС 75.160

ОКСТУ 0209

Дата введения 2007-07-01

     

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

    Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым Акционерным Обществом "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (ОАО "ВНИИНП") на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 31 "Нефтяные топлива и смазочные материалы"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 февраля 2007 г. N 9-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к стандарту АСТМ Д 613-05 "Стандартный метод определения цетанового числа дизельных топлив" (ASTM D 613-05 "Standard test method for cetane number of diesel fuel oil"). При этом в него не включены приложения и сноски, которые нецелесообразно применять в национальном стандарте. Наименования этих приложений приведены в приложении Е.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (подраздел 3.5)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет

Введение

В настоящий стандарт включены дополнительные по отношению к стандарту АСТМ Д 613-05 требования, отражающие потребности национальной экономики и особенности изложения национальных стандартов (в соответствии с ГОСТ Р 1.5), а именно:

- в разделе "Нормативные ссылки" приведен перечень национальных стандартов;

- в приложении Е приведен перечень приложений стандарта АСТМ Д, не включенных в настоящий стандарт.

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает метод определения характеристики воспламеняемости дизельного топлива в единицах условной шкалы цетановых чисел с использованием стандартного одноцилиндрового четырехтактного форкамерного дизельного двигателя с переменной степенью сжатия. В качестве такого стандартного одноцилиндрового двигателя в настоящее время в Российской Федерации применяют двигатели зарубежного производства моделей CFR F-5 и отечественного производства ИДТ-90, ИДТ-69. Далее установки на базе указанных моделей обозначены соответственно как CFR и ИДТ. Особенности определения цетановых чисел для двигателя модели ИДТ-69 с использованием метода "совпадения вспышек" приведены в приложении А.

1.2 Шкала цетановых чисел охватывает диапазон от 0 до 100, но практическое определение цетановых чисел проводят в диапазоне от 30 до 65.

1.3 Значения параметров рабочих режимов устанавливают в единицах СИ. Значения в скобках являются значениями в системе единиц "дюйм-фунт", измерения в этой системе допускаются в связи с наличием широкого набора созданной с ее использованием дорогостоящей инструментальной оснастки.

1.4 Настоящий стандарт не содержит рассмотрение всех вопросов безопасности, сопутствующих его использованию. Ответственность за установление соответствующих мер по технике безопасности и охране здоровья и за применение регламентирующих ограничений перед использованием возлагается на пользователя стандарта. Предосторожности, характерные для настоящего стандарта, изложены в приложении В и в соответствующих пунктах.

1.5 Дополнения, отражающие потребности экономики страны, выделены курсивом.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на нормативные документы, перечень которых приведен в приложении Г, а также:

ГОСТ 2517-85 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб
     
     ГОСТ 12026-76 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия
     
     ГОСТ 21743-76 Масла авиационные. Технические условия

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями

3.1 принятое эталонное значение ARV: Значение, служащее в качестве эталона, и которое может быть установлено:

- теоретически или на основе научных положений,

- определено или сертифицировано на основе экспериментальных работ какой-либо национальной или международной организацией.

- согласовано или сертифицировано на основе экспериментальных работ по сотрудничеству в рамках научных или инженерных групп.

Пояснение

В контексте настоящего метода испытания предполагают, что принятое эталонное значение применяют к цетановому числу конкретных эталонных материалов, определенному эмпирически в воспроизводимых условиях национальной группой или другой признанной испытательной организацией.

3.2 цетановое число: Показатель воспламеняемости дизельного топлива, полученный сравнением данного топлива с эталонными топливами при испытаниях с применением стандартизованного двигателя [4].

Пояснение

В контексте настоящего метода испытания предполагают, что воспламеняемость характеризуется задержкой воспламенения топлива в стандартизованном двигателе в контролируемых условиях степени сжатия, расхода и времени впрыска топлива.

3.3 степень сжатия: Отношение общего объема камеры сгорания, включающего форкамеру, при нахождении поршня в нижней мертвой точке к общему объему камеры сгорания при нахождении поршня в верхней мертвой точке.

3.4 задержка воспламенения: Период времени в градусах угла поворота коленчатого вала между началом впрыска топлива и началом его горения.

3.5 установка угла опережения впрыска (опережение впрыска): Установка момента времени в градусах угла поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки, при котором происходит впрыск топлива в камеру сгорания в цикле сжатия [5].

3.6 условия повторяемости: Условия получения за короткий промежуток времени независимых результатов одним и тем же методом для одних и тех же образцов в одной лаборатории одним оператором при применении одного и того же оборудования [5].

Пояснение

В контексте настоящего метода под коротким промежутком времени между двумя определениями понимают интервал времени, который должен быть не менее времени, необходимого для проведения испытания одной пробы, но не более времени, в течение которого сохраняются характеристики пробы топлива, испытательного оборудования, окружающей среды.

3.7 условия воспроизводимости: Условия получения независимых результатов одним и тем же методом для одних и тех же образцов в различных лабораториях различными операторами при применении различного оборудования [5].

3.8 измеритель цетанового числа (измеритель задержки воспламенения): Измерительный прибор, который отображает опережение впрыска и задержку воспламенения, получаемые на основании сигналов многоканальных первичных измерительных преобразователей (датчиков).

3.9 контрольное топливо: Топливо для дизельных двигателей с выбранными характеристиками, которое имеет номинальное цетановое число, полученное при проведении испытаний по методу круговых испытаний в условиях воспроизводимости - для проверки пригодности установки для определения цетановых чисел.

3.10 датчик воспламенения для указания начала воспламенения: Первичный измерительный преобразователь давления, на который воздействует давление в цилиндре двигателя.

3.11 показания микрометра маховичка: Условное числовое значение степени сжатия, полученное по микрометрической шкале, указывающей положение поршня, обеспечивающего переменную степень сжатия в форкамере двигателя.

3.12 давление открытия форсунки: Давление топлива, преодолевающее сопротивление пружины, которая удерживает иглу (штифт) распылителя форсунки в закрытом положении и, вследствие этого, вынуждает ее подняться и осуществить впрыск топлива распылением из сопла форсунки.

3.13 датчик впрыска: Первичный измерительный прибор, предназначенный для регистрации момента начала перемещения иглы (штифта) форсунки - начала впрыска топлива.

3.14 первичные эталонные топлива: Цетан, гептаметилнонан (ГМН) или альфаметилнафталин (АМН) и смеси данных материалов с подобранным по объему составом, определяющие в настоящее время шкалу цетановых чисел. При использовании в качестве первичного эталона ГМН цетановое число эталонной смеси определяют согласно зависимости:

Цетановое число =% цетана + 0,15 (% ГМН).                                                          (1)

Пояснение

Применительно к настоящему методу условная шкала цетановых чисел первоначально была определена как процентное содержание по объему н-цетана (нормального цетана) в смеси с альфаметилнафталином (АМН), где н-цетану было присвоено значение 100, а АМН было присвоено нулевое значение (0). Замена АМН на ГМН в качестве низкоцетанового компонента была проведена в 1962 году в целях использования материала, характеризующегося лучшей устойчивостью при хранении и доступностью. Для ГМП было определено цетановое число 15 на основании определения его цетанового числа с использованием смесей цетана и АМН в качестве первичных эталонных топлив.

3.15 опорные датчики: Первичный измерительный прибор (приборы), установленный над маховиком двигателя, срабатывающий при прохождении индикатора, расположенного на маховике, и предназначенный для регистрации момента прохождения поршнем верхней мертвой точки (ВМТ) и калибровки измерителя задержки воспламенения.

3.16 вторичные эталонные топлива: Смеси, составленные в объемном соотношении из двух отобранных партий смесей углеводородных топлив, обозначаемые:

- Т-топливо (высокоцетановое) и U-топливо (низкоцетановое), где каждая партия Т-топлива и U-топлива калибруется Национальной группой взаимодействия по дизелям АСТМ в разнообразных сочетаниях путем сопоставления со смесями первичных эталонных топлив или

- В-топпиво (высокоцетановое) и Н-топливо (низкоцетановое), где каждая партия В-топлива и Н-топлива калибруется лабораторией ОАО "ВНИИНП" на основе экспериментальной работы в сотрудничестве с нефтеперерабатывающими заводами Российской Федерации в разнообразных сочетаниях путем сопоставления со смесями первичных эталонных топлив.

     4 Сущность метода

Цетановое число дизельного топлива определяется путем сравнения характеристик его сгорания в двигателе с характеристиками сгорания смесей эталонных топлив с известными цетановыми числами в стандартных рабочих условиях испытания. Это сравнение проводится по отсчетам, полученным на маховичке, для образца и двух используемых эталонных топлив с цетановыми числами большим и меньшим, чем у образца (процедура "взятия в вилку"), путем изменения степени сжатия для получения требуемого угла задержки воспламенения, что позволяет провести интерполяцию цетанового числа в единицах отсчета по маховичку устройства изменения степени сжатия.

     5 Значение и использование

5.1 Цетановое число представляет собой показатель, характеризующий зависимость самовоспламеняемости топлива от сжатия в дизельных двигателях.

5.2 Настоящий метод испытания предназначен для использования изготовителями двигателей, специалистами в области нефтепереработки и поставщиками, а также в оптовой торговле в качестве одной из основных характеристик топлив для дизельных двигателей.

5.3 Цетановое число определяется на испытательном двигателе форкамерного типа, работающем при постоянной частоте вращения и постоянной нагрузке. Взаимосвязь результатов, полученных на испытательном двигателе и двигателях других моделей, работающих с переменной частотой вращения и переменной нагрузкой, до конца еще не определена.

5.4 Настоящий метод может быть использован для таких нетрадиционных топлив, как синтетические продукты, растительные масла и тому подобное. Однако зависимости между их оценками по настоящему методу и эксплуатационными характеристиками таких материалов применительно ко всему диапазону двигателей до конца еще не определены.

     6 Помехи

6.1 Предупреждение - Избегать попадания солнечного света и света ламп дневного освещения на образцы топлива и эталонные образцы.

6.1.1 Ультрафиолетовые волны длиной менее 550 нм даже за короткий период времени могут вызвать химические реакции в образцах и значительно повлиять на конечные результаты определения цетанового числа.

6.2 Газы и испарения, присутствующие в зоне работы установки для определения цетанового числа топлива, могут оказывать значительное влияние на результат определения цетанового числа.

6.3 Настоящий метод определения непригоден для оценки цетановых чисел дизельных топлив с жидкостными свойствами, которые препятствуют перетеканию топлива под действием силы тяжести в топливный насос или подаче через распылитель форсунками.

     7 Аппаратура

7.1 Установка

В настоящем методе определения используется одноцилиндровый четырехконтактный двигатель внутреннего сгорания, который состоит из стандартного картера, цилиндра со съемной головкой форкамерного типа, термосифонной рециркуляционной системы охлаждения водяной рубашки, топливной системы, включающей несколько топливных баков с распределительным устройством, топливного насоса, узла форсунки со специальным распылителем топлива, пульта электрического управления и регулирования, системы выпуска отработанных газов. Двигатель соединен через ременную передачу с электромотором, который предназначен для пуска двигателя, а также (в качестве тормоза) - для поддержания постоянной частоты вращения при работе двигателя на топливе (см. рисунки 1 и 2).

Рисунок 1 - Установка ИДТ-90 для определения цетанового числа