ГОСТ Р 52709-2019

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТОПЛИВА ДИЗЕЛЬНЫЕ

Определение цетанового числа

Diesel fuels. Determination of cetane number

ОКС 75.160

Дата введения 2020-07-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия" (ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии 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 22 ноября 2019 г. N 1235-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений стандарта АСТМ Д613-18* "Стандартный метод определения цетанового числа дизельных топлив" (ASTM D613-18 "Standard test method for cetane number of diesel fuel oil", NEQ)

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

5 ВЗАМЕН ГОСТ Р 52709-2007

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает метод определения цетанового числа - характеристики воспламеняемости дизельного топлива в единицах условной шкалы цетановых чисел с использованием стандартного одноцилиндрового четырехтактного форкамерного дизельного двигателя с непрямым впрыском топлива и переменной степенью сжатия. Особенности определения цетановых чисел с использованием метода "совпадения вспышек" приведены в 12.2.

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

1.3 Значения параметров рабочих режимов устанавливают в единицах СИ, рассматриваемых как стандартные. В скобках приведены значения в системе единиц "дюйм-фунт", рассматриваемые как справочные. Допускается проводить измерения в единицах "дюйм-фунт" в связи с наличием широкого набора дорогостоящей аппаратуры, созданной с их применением.

1.4 Применение настоящего стандарта связано с использованием в процессе испытания опасных материалов, операций и оборудования. В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил по технике безопасности и охране труда, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием. Конкретная предупреждающая информация приведена в приложении А.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.234 Государственная система обеспечения единства измерений. Меры вместимости стеклянные. Методика поверки

ГОСТ 2517 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб

ГОСТ 5066 (ИСО 3013-74) Топлива моторные. Методы определения температур помутнения, начала кристаллизации и замерзания

ГОСТ 6709 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 12026 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия

ГОСТ 32508 Топлива дизельные. Определение цетанового числа

ГОСТ 32511 (EN 590:2009) Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 принятое опорное значение; ARV (accepted reference value; ARV): Значение, служащее в качестве согласованного для сравнения, которое может быть установлено как:

- теоретическое или установленное значение, базирующееся на научных принципах;

- приписанное или аттестованное значение, базирующееся на экспериментальных работах национальной или международной организации;

- согласованное или аттестованное значение, базирующееся на совместных экспериментальных работах под руководством научной или инженерной группы.

Примечание - В контексте настоящего метода предполагают, что принятое опорное значение соответствует цетановому числу конкретных эталонных материалов, определенному эмпирически в воспроизводимых условиях национальной группой или другой признанной испытательной организацией.

3.2 цетановое число (cetane number): Количественный показатель воспламеняемости дизельного топлива, полученный сравнением данного топлива с эталонными топливами при испытаниях с применением стандартизованного двигателя.

Примечание - В контексте настоящего метода воспламеняемость характеризуется задержкой воспламенения топлива, определенной при испытании в стандартизованном двигателе с контролируемыми расходом топлива, углом опережения впрыска топлива и степенью сжатия.

3.3 степень сжатия (compression ratio): Отношение общего объема камеры сгорания, включающего форкамеру, при нахождении поршня в нижней мертвой точке (н.м.т.) к общему объему камеры сгорания при нахождении поршня в верхней мертвой точке (в.м.т.).

3.4 задержка воспламенения (ignition delay): Время в градусах угла поворота коленчатого вала между началом впрыска топлива и началом его горения.

3.5 установка угла опережения впрыска (опережение впрыска) [injection timing (injection advance)]: Установка времени в градусах угла поворота коленчатого вала в цикле сжатия, при котором происходит начало впрыска топлива в камеру сгорания.

3.6 образец контроля качества (quality control sample): Стабильный и однородный материал с физическими и/или химическими свойствами, аналогичными типичным образцам, испытываемым аналитической измерительной системой, предназначенный для использования в программах обеспечения качества для определения и контроля прецизионности и стабильности измерительной системы, хранящийся надлежащим образом для обеспечения целостности образца и доступный в достаточном количестве для повторных долгосрочных испытаний.

3.7 условия повторяемости (repeatability conditions): Условия получения независимых результатов одним и тем же методом на одном и том же испытуемом материале в одной и той же лаборатории одним и тем же оператором на одной и той же аппаратуре за короткий промежуток времени.

Примечание - В контексте настоящего метода под коротким промежутком времени между двумя определениями понимают интервал времени, который должен превышать время, необходимое для проведения испытания одной пробы, но не превышать время, в течение которого сохраняются характеристики пробы топлива, испытательного оборудования, окружающей среды.

3.8 условия воспроизводимости (reproducibility conditions): Условия получения независимых результатов одним и тем же методом на одном и том же испытуемом материале в разных лабораториях разными операторами при применении разного оборудования.

3.9 измеритель цетанового числа (cetane meter): Электронный измерительный прибор, который отображает опережение впрыска и задержку воспламенения, получаемые на основании входящих сигналов от нескольких первичных измерительных преобразователей (датчиков).

3.10 контрольное топливо (check fuel): Применяемое при испытаниях для контроля качества топливо для дизельных двигателей с выбранными характеристиками, которое имеет принятое опорное значение цетанового числа, установленное по результатам межлабораторных испытаний.

Примечание - При оценке межлабораторных испытаний для установления ARV до вычисления среднего результата применяют критерии идентификации и исключения выбросов при уровне значимости 5%.

3.11 датчик воспламенения (combustion pickup): Первичный измерительный преобразователь давления, на который воздействует давление в цилиндре двигателя, предназначенный для указания начала сгорания.

3.12 показания микрометра ручного маховика (handwheel reading): Условное числовое значение степени сжатия, полученное по микрометрической шкале, указывающей положение поршенька переменной степени сжатия в форкамере двигателя.

3.13 давление открытия форсунки (injector opening pressure): Давление топлива, преодолевающее сопротивление пружины, удерживающей иглу распылителя форсунки в закрытом положении и, вследствие этого, вынуждающее ее подняться и осуществить впрыск топлива распылением из сопла форсунки.

3.14 датчик впрыска (injector pickup): Первичный измерительный прибор, регистрирующий перемещение штифта форсунки - начала впрыска топлива.

3.15 первичные эталонные топлива (primary reference fuels): Цетан, альфаметилнафталин (AMN), 2,2,4,4,6,8,8-гептаметилнонан [гептаметилнонан (HMN)] или 2,2,4,6,6-пентаметилгептан [пентаметилгептан (PMH)] и двухкомпонентные объемные смеси цетана с AMN, HMN или PMH, определяющие шкалу цетановых чисел.

3.16 опорные датчики (reference pickups): Первичные измерительные преобразователи или оптические датчики, установленные над маховиком двигателя, срабатывающие при прохождении индикатора на маховике и предназначенные для регистрации момента прохождения поршнем в.м.т. и калибровки измерителя задержки воспламенения.

3.17 вторичные эталонные топлива (secondary reference fuels): Смеси по объему двух выбранных пар смесей углеводородов, обозначенных как Т-топливо (с высоким значением цетанового числа) и U-топливо (с низким значением цетанового числа), с принятым опорным значением цетанового числа, установленным с использованием первичных эталонных топлив для Т-топлива и U-топлива по отдельности и для разных комбинаций из них.

     4 Сущность метода

Цетановое число дизельного топлива определяют сравнением характеристик его сгорания в испытательном двигателе с характеристиками сгорания смесей эталонных топлив с известными значениями цетановых чисел при испытании в стандартных рабочих условиях. Сравнение проводят по показаниям микрометра ручного маховика для образца и двух эталонных топлив с и меньшим значениями цетановых чисел, чем у образца (процедура взятия в вилку), путем изменения степени сжатия для получения специфичного угла задержки воспламенения, что позволяет провести интерполяцию цетанового числа по показаниям микрометра ручного маховика.

     5 Назначение и применение

5.1 Цетановое число является показателем, характеризующим воспламеняемость топлива от сжатия в дизельных двигателях.

5.2 Настоящий метод испытаний предназначен для изготовителей двигателей, специалистов в области нефтепереработки и участников рынка нефтепродуктов, а также для использования в торговле в качестве одной из основных характеристик топлив для дизельных двигателей.

5.3 Цетановое число определяют на испытательном двигателе форкамерного типа с воспламенением от сжатия, работающем при постоянной частоте вращения. Зависимость результатов, полученных на испытательном двигателе, от эксплуатационных характеристик в полноразмерных двигателях с переменной частотой вращения и переменной нагрузкой до конца не определена.

5.4 Настоящий метод можно использовать для альтернативных топлив, таких как синтетические и растительные масла и т.п. Однако зависимость оценки таких топлив по настоящему методу от эксплуатационных характеристик в полноразмерных двигателях до конца не определена.

     6 Помехи

6.1 Предупреждение - Следует защищать испытуемые образцы топлива и эталонные топлива от воздействия солнечных лучей и света ламп дневного освещения для минимизации индуцированных химических реакций, которые могут влиять на оценку цетанового числа.

6.1.1 Ультрафиолетовое излучение (УФ) с длиной волны менее 550 нм даже за короткий промежуток времени может оказать значительное влияние на результаты определения цетанового числа.

6.2 Газы и пары, присутствующие в зоне размещения установки для определения цетанового числа, могут оказывать значительное влияние на результат определения цетанового числа.

6.3 Настоящий метод не применяют для оценки цетановых чисел дизельных топлив, текучесть которых препятствует свободному перетеканию топлива под воздействием силы тяжести в топливный насос или его подаче через распылитель форсунки.

     7 Аппаратура

7.1 Установка

Применяют установки с цифровым измерителем задержки воспламенения и установки с электромеханическими индикаторами, в которых используют одноцилиндровый четырехтактный двигатель, состоящий из стандартного картера с топливным насосом, цилиндра со съемной головкой форкамерного типа, охлаждающей рубашки с термосифонной системой рециркуляции, топливной системы с несколькими топливными баками с распределительным клапанным устройством, форсунки со специальным распылителем, пульта электрического управления и системы выпуска отработанных газов. Двигатель соединен через ременную передачу с электромотором, используемым для пуска двигателя, а также как средство поглощения мощности при постоянной частоте вращения при работе двигателя (пример одной из установок для определения цетанового числа приведен на рисунке 1).

7.1.1 Подробное описание и параметры установки, основного, вспомогательного и сопутствующего оборудования двигателя приведены в инструкции изготовителя по эксплуатации установки.

     A - топливные баки; B - кожух нагревателя воздуха; C - глушитель шума всасывания воздуха; D - бюретка измерения расхода топлива; E - датчик воспламенения; F - защитное ограждение; G - ручной маховик поршенька переменной степени сжатия; H - стопорное колесо поршенька переменной степени сжатия; I - датчики маховика; J - крышка маслоналивной горловины; K - соленоид аварийного отключения топливного насоса высокого давления; L - форсунка в сборе; M - топливный насос высокого давления; N - селекторный клапан переключения топливных баков; O - масляный фильтр; P - контроль нагревателя моторного масла; Q - выключатель нагревателя воздуха; R - выключатель запуска - остановки двигателя; S - приборная панель; T - регулятор температуры всасываемого воздуха; U - цифровой измеритель цетанового числа с двойной шкалой