TIÊU\r\nCHUẨN QUỐC GIA

TCVN\r\n6018:2011

ASTM\r\nD 524 - 10

SẢN\r\nPHẨM DẦU MỎ - XÁC ĐỊNH CẶN CACBON - PHƯƠNG PHÁP RAMSBOTTOM

Standard test\r\nmethod for Ramsbottom carbon residue of petroleum products

Lời nói đầu

TCVN 6018:2011 thay thế\r\nTCVN 6018:2007.

TCVN 6018:2011 được xây dựng\r\ntrên cơ sở hoàn toàn tương đương với ASTM D 524 - 10 Standard Test Method\r\nfor Ramsbottom Carbon Residue of Petroleum Products, với sự cho phép của\r\nASTM quốc tế, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428, USA. Tiêu chuẩn\r\nASTM D 524 - 10 thuộc bản quyền của ASTM quốc tế.

TCVN 6018:2011 do Tiểu ban\r\nkỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC28/SC2 Nhiên liệu lỏng - Phương pháp thử\r\nbiên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công\r\nnghệ công bố.

SẢN PHẨM DẦU MỎ - XÁC\r\nĐỊNH CẶN CACBON - PHƯƠNG PHÁP RAMSBOTTOM

Standard test\r\nmethod for Ramsbottom carbon residue of petroleum products

1. Phạm vi áp dụng

1.1. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định\r\nlượng cặn cacbon (Chú thích 1) còn lại sau khi bay hơi và nhiệt phân dầu, nhằm đưa ra một\r\nsố chỉ dẫn về xu hướng tạo cốc. Nói chung, phương pháp này áp dụng cho các sản\r\nphẩm dầu mỏ tương đối khó bay hơi, bị phân hủy một phần khi chưng cất ở áp suất\r\nkhí quyển. Phương pháp này cũng xác định lượng cặn cacbon của 10 % thể tích cặn\r\nchưng cất (xem Điều 10). Các sản phẩm dầu mỏ chứa các thành phần tạo tro khi\r\nxác định theo TCVN 2690 (ASTM D 482) sẽ cho giá trị cặn cacbon cao hơn giá trị\r\nthực, tùy theo lượng tro được tạo thành (Chú thích 2 và 3).

CHÚ THÍCH 1: Thuật ngữ cặn cacbon\r\nsử dụng trong tiêu chuẩn này để chỉ lượng cặn cacbon được tạo nên sau khi làm\r\nbay hơi và nhiệt phân sản phẩm dầu mỏ. Cặn không phải chỉ là hoàn toàn\r\nlà cacbon mà còn là cốc và có thể tiếp tục biến đổi do quá trình nhiệt phân.\r\nThuật ngữ cặn cacbon vẫn dùng trong phương pháp thử này chỉ đơn thuần là\r\ndo tính sử dụng rộng\r\nrãi của nó.

CHÚ THÍCH 2: Các kết quả thu được theo\r\nphương pháp này không giống như các giá trị thu được theo TCVN 6324 (ASTM D\r\n189) hoặc TCVN 7865 (ASTM D 4530). Sự tương quan xấp xỉ được rút ra\r\n(xem Hình A.2.1), nhưng không áp dụng được cho tất cả các loại dầu mỏ đem thử,\r\nvì phép thử cặn cacbon được áp dụng cho nhiều loại sản phẩm dầu mỏ. Phương pháp\r\nxác định cặn cacbon Ramsbottom chỉ áp dụng cho các mẫu có tính linh động dưới\r\n90 °C.

CHÚ THÍCH 3: Trong nhiên liệu điêzen,\r\nsự có mặt của các nitrat alkyl như các nitrat amyl, nitral hexyl, nitrat octyl\r\nlàm cho giá trị cặn cacbon cao hơn giá trị thu được từ nhiên liệu chưa pha phụ\r\ngia, điều này dẫn đến các kết luận sai về xu hướng tạo cốc trong nhiên liệu. Sự\r\ncó mặt của nitrat ankyl trong nhiên liệu có thể phát hiện được theo ASTM D\r\n4046.

CHÚ THÍCH 4: Qui trình thử nghiệm\r\ntrong Điều 10 được thay đổi cho phép sử dụng thiết bị chưng cất tự động thể\r\ntích 100 mL. Không có sẵn các số liệu về độ chụm cho qui trình tại thời điểm\r\nnày, nhưng một chương trình thử nghiệm chéo đang được thiết lập để xây dựng số\r\nliệu về độ chụm. Phương pháp chưng cất thể tích 250 mL được nêu trong Điều 10 để xác định cặn\r\ncacbon của cặn chưng cất 10 % được\r\ncoi là phương pháp trọng tài.

1.2. Các giá trị tính theo hệ SI là giá trị tiêu chuẩn.\r\nTrong tiêu chuẩn này không sử dụng hệ đơn vị khác.

1.3. CẢNH BÁO - Thủy ngân\r\nđược nhiều cơ quan pháp lý chỉ rõ là một chất độc hại, có thể gây tổn hại cho hệ thần\r\nkinh trung ương, thận và gan. Thủy ngân hoặc hơi thủy ngân có thể gây hại cho sức\r\nkhỏe và ăn mòn vật liệu.\r\nCần\r\nchú ý khi thực hiện các công việc liên quan đến thủy ngân và các sản phẩm chứa\r\nthủy ngân. Xem các thông tin chi tiết về Bảng dữ liệu về An toàn Vật liệu và\r\nxem thêm các thông tin trên trang web của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) - http://www.epa.gov/mercury/fag.htm. Người sử dụng phải\r\nbiết rằng việc mua bán thủy ngân và các sản phẩm có chứa thủy ngân vào đất nước\r\nmình có thể bị cấm\r\ntheo luật qui định.

1.4. Tiêu chuẩn này không đề cập đến các qui tắc\r\nan toàn liên quan đến việc áp dụng tiêu chuẩn. Người sử dụng tiêu chuẩn này phải\r\ncó trách nhiệm lập ra các quy định thích hợp về an toàn và sức khoẻ, đồng thời\r\nphải xác định khả năng áp dụng các giới hạn quy định trước khi sử dụng.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là rất cần\r\nthiết khi áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố\r\nthì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố\r\nthì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các bản sửa đổi, bổ sung (nếu\r\ncó).

TCVN 2690 (ASTM D 482) Sản phẩm dầu\r\nmỏ - Phương pháp xác định hàm lượng tro.

TCVN 2698 (ASTM D 86) Sản phẩm dầu\r\nmỏ - Phương pháp xác định thành phần cất ở áp suất khí\r\nquyển.

TCVN 6324 (ASTM D 189) Sản phẩm dầu\r\nmỏ - Xác định cặn cácbon - Phương pháp Conradson.

TCVN 6777 (ASTM D 4057) Dầu mỏ và sản\r\nphẩm dầu mỏ - Phương pháp lấy mẫu thủ công.

TCVN 7865 (ASTM D 4530) Sản phẩm dầu\r\nmỏ - Phương pháp xác định cặn cacbon (Phương pháp vi lượng).

ASTM D 4046 Test method for alkyl nitrate\r\nin diesel fuels by\r\nspectrophotometry (Phương pháp xác định hàm lượng Nitrat Alkyl trong nhiên liệu\r\nđiêzen bằng phương pháp quang phổ).

ASTM D 4175 Terminology Relating to\r\nPetroleum, Petroleum Products and Lubricants (Thuật ngữ liên quan đến Dầu mỏ và\r\nSản phẩm dầu mỏ).

ASTM D 4177 Practice for automatic\r\nsampling of petroleum and petroleum products (API\r\nMPMS Chapter 8.2) (Dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ - Phương pháp lấy mẫu tự động).

ASTM E 1 Specification for\r\nASTM liquid-in-glass thermometers (Nhiệt kế thủy tinh ASTM - Yêu cầu kỹ thuật).

ASTM E 133 Specification for\r\ndistillation equipment (Thiết bị chưng cất - Yêu cầu kỹ thuật).

Appendix AP-A Specification - IP\r\nthemometers (Phụ lục AP- A Nhiệt kế IP - Yêu cầu kỹ thuật).

3. Thuật ngữ, định\r\nnghĩa

3.1. Định nghĩa

3.1.1. Cặn cacbon (carbon\r\nresidue)

Cặn được tạo thành do quá trình\r\nbay hơi và nhiệt phân của vật liệu chứa cacbon.

[ASTM D 4175]

3.1.1.1. Giải thích - Cặn không\r\nphải chỉ hoàn toàn là cacbon mà còn là cốc và có thể tiếp tục bị biến đổi do quá trình nhiệt\r\nphân. Vẫn dùng thuật\r\nngữ cặn cacbon do tính sử dụng rộng rãi của nó.

4. Tóm tắt phương\r\npháp

4.1. Cân mẫu thử trong bầu\r\nthủy tinh chuyên\r\ndụng có miệng là lỗ mao quản hở, sau đó đặt vào lò nung kim loại và duy trì ở nhiệt\r\nđộ khoảng 550 °C. Mẫu thử nhanh chóng được đốt nóng tới nhiệt độ, tại đó tất cả\r\ncác thành phần dễ bay hơi sẽ bay hơi hết ra khỏi bầu thủy tinh do có hoặc không\r\nkèm theo quá trình phân hủy, trong khi đó phần cặn nặng hơn còn lại trong bầu\r\nthủy tinh tiếp tục tham gia các phản ứng cracking và cốc hóa. Trong giai đoạn\r\ncuối của quá trình đốt nóng, phần cặn cốc hoặc cặn cacbon tiếp tục bị phân hủy\r\nchậm, hoặc bị oxy hóa nhẹ vì không khí có thể lọt vào trong bầu thủy tinh. Sau thời\r\ngian đốt qui định, lấy bầu thủy tinh ra khỏi lò, làm nguội trong bình hút ẩm và\r\ncân lại. Phần cặn còn lại trong bầu thủy tinh được tính theo phần trăm khối lượng\r\ncủa mẫu ban đầu và báo cáo là cặn cacbon Ramsbottom.

4.2. Để đảm bảo cho việc xác định các đặc tính vận\r\nhành chính xác, trên lò có hốc cắm cặp nhiệt điện để ghi lại mối tương quan giữa\r\nnhiệt độ - thời gian.

5. Ý nghĩa và sử dụng

5.1. Hàm lượng cặn cacbon\r\ncủa nhiên liệu đèn đốt được dùng để đánh giá sơ bộ về mức độ tạo cặn của nhiên\r\nliệu trong các đèn đốt dạng bình và dạng ống lồng bay hơi. Nếu không có\r\nnitrat alkyl (hoặc có thì thử nghiệm sẽ được thực hiện trên nhiên liệu gốc\r\nkhông có phụ gia), thì cặn cacbon của\r\nnhiên liệu điêzen sẽ xấp xỉ bằng cặn\r\ncủa buồng đốt.

5.2. Hàm lượng cặn cacbon\r\ncủa dầu động cơ, trước đây được coi như là tổng cặn cacbon mà dầu động cơ tạo\r\nthành trong buồng đốt của động cơ, đến nay không còn đúng nữa vì sự có mặt của\r\ncác phụ gia trong nhiều loại dầu. Ví dụ như phụ gia tẩy rửa tạo tro có thể làm tăng giá trị\r\ncặn cacbon trong dầu nhưng thông thường lại giảm xu hướng tạo cặn của dầu.

5.3. Hàm lượng cặn cacbon\r\ncủa gas-oil được sử dụng như một chỉ dẫn trong việc sản xuất khí từ dầu, trong\r\nkhi các hàm lượng cặn cacbon của cặn dầu thô, dầu gốc và dầu xy lanh lại rất có\r\ních trong sản xuất các loại dầu\r\nbôi trơn.

6. Thiết bị, dụng cụ

6.1. Bầu thủy tinh cốc hóa, làm bằng thủy\r\ntinh chịu nhiệt, phù hợp với kích thước và dung sai như trên Hình 1. Trước khi\r\nsử dụng, kiểm tra đường kính mao quản, sao cho kích thước lỗ phải lớn hơn 1,5\r\nmm và không vượt quá 2,0 mm. Chọn que có đường kính 1,5 mm và xuyên qua mao quản\r\nvào bầu thủy tinh, sau đó lấy que có đường kính 2,0 mm xuyên qua mao quản. Loại\r\nbỏ những bầu thủy tinh mà que có đường kính nhỏ không xuyên vào được, và cả những\r\nbầu có đường kính mao quản lớn hơn que có đường kính 2,0 mm.

6.2. Bầu kiểm tra, làm bằng\r\nthép không gỉ, gồm một cặp nhiệt điện phù hợp với kích thước và dung sai như\r\ntrên Hình 2, dùng để xác định sự phù hợp các đặc tính của lò với các yêu cầu về\r\ntính năng (Điều 7). Phần cuối của bầu kiểm tra có bề mặt mờ như quy định trên\r\nHình 2, sau đó không được đánh bóng. Bầu đã đánh bóng có đặc tính nhiệt khác với\r\nbầu có bề mặt mờ. Yêu cầu có cặp nhiệt điện phù hợp để theo dõi nhiệt độ thực với\r\nsai số ± 1 °C.

6.3. Bơm tiêm nạp mẫu, bơm tiêm bằng\r\nthủy tinh loại 5 mL hoặc 10 mL (Chú thích 5) lắp với kim tiêm No. 17 (có đường\r\nkính ngoài 1,5 mm) hoặc loại kim tiêm huyết thanh No. 0 (đường kính ngoài từ\r\n1,45 mm đến 1,47 mm) để nạp mẫu vào bầu thủy tinh cốc hóa.

CHÚ THÍCH 5: Không nên dùng loại bơm\r\ntiêm có kim nối vào phần đuôi thủy tinh của bơm tiêm, vì khi ấn pitông tạo\r\náp trong bơm, mẫu có thể bị phì ra ở chỗ nối. Loại bơm tiêm Luer- Lok được ưa dùng hơn vì\r\nkim có chốt gắn chặt với bơm tiêm và mẫu không bị phì ra ở chỗ nối khi trong\r\nbơm có áp suất.

6.4. Lò cốc hóa kim loại, bằng kim loại\r\ncứng có các hốc với đường kính trong (25,45 ± 0,1) mm và độ sâu tới tâm đáy hốc\r\nlà 76 mm, có các thiết bị thích hợp để đốt nóng và giữ nhiệt độ ổn định là 550 °C.\r\nĐáy hốc có hình bán cầu khớp với đáy của bầu thủy tinh cốc hóa. Không đúc lò hoặc\r\ntạo hình lò với các khoảng trống không cần thiết làm cản trở khả năng truyền\r\nnhiệt của lò. Nếu dùng lò nấu chảy kim loại thì phải có số lượng hốc đặt bầu\r\nthích hợp và đường kính trong của hốc phù hợp với đường\r\nkính trong của các hốc trong lò kim loại rắn. Các bầu phải được ngâm chìm trong kim loại\r\nnóng chảy, sao cho ở nhiệt độ làm việc bầu chỉ nhô lên khỏi kim loại nóng chảy\r\nkhông quá 3 mm.

CHÚ THÍCH 6: Loại lò cốc hóa theo\r\nphương pháp Ramsbottom sử dụng hiện nay có thể có kích thước khác so với 6.4; tuy\r\nnhiên, điều chủ yếu\r\nlà lò kiểu mới khi áp dụng phương pháp này phải phù hợp với các yêu cầu nêu ở 6.4.\r\nKiểu dạng của loại\r\nlò phù hợp được mô tả tại Phụ lục A.1.

6.5. Dụng cụ đo nhiệt độ - Cặp nhiệt\r\nđiện sắt - hợp kim congtantan có thể di chuyển được, và hỏa kế (pyrometer) nhạy\r\nhoặc dụng cụ đo nhiệt độ thích hợp khác, được đặt tại trung tâm, gần phần đáy\r\nlò để đo nhiệt độ lò sao cho có thể thực hiện phép thử tính năng của lò theo quy\r\nđịnh ở Điều 7. Khi dùng bể nóng chảy cần phải bảo vệ dụng cụ đo nhiệt độ bằng\r\nkính thạch anh hoặc bao kim loại mỏng.

CHÚ THÍCH 7: Khi lò được sử dụng thường\r\nxuyên thì cần phải tiến\r\nhành hiệu chuẩn cặp nhiệt điện hoặc dụng cụ đo nhiệt khác cặp nhiệt điện theo cặp\r\nnhiệt điện tiêu chuẩn hoặc theo chuẩn\r\nso sánh với tần suất khoảng 1 lần/1 tuần, tần suất hiệu chuẩn thực tế phụ thuộc\r\nvào kinh nghiệm.

Kích thước tính bằng\r\nmilimét

Hình 1 - Bầu\r\ncốc hóa bằng thủy tinh

Kích thước\r\ntính bằng milimét

Hình 2 - Bầu\r\nkiểm tra

7. Kiểm tra tính năng\r\ncủa thiết bị

7.1. Kiểm tra định kỳ tính\r\nnăng của lò và dụng cụ đo nhiệt độ được mô tả từ 7.1.1 đến 7.1.3 để đảm bảo\r\nchúng đáp ứng được các yêu cầu của phương pháp. Lò được coi là hoạt động chuẩn\r\nvà sử dụng được với mọi tỷ lệ bầu cốc hóa khi các yêu cầu vận hành đã nêu thỏa\r\nmãn với từng hốc cốc hóa trong điều kiện khi các hốc được lắp đầy các bầu cũng\r\nnhư lúc sử dụng đơn lẻ. Chỉ sử dụng\r\nlò đã qua phép thử tính năng hoặc thử kiểm tra theo quy định trong phần này.

7.1.1. Cặp nhiệt điện - Ít nhất cứ\r\nsau 50 h sử dụng bầu kiểm tra phải tiến hành hiệu chuẩn một lần cặp nhiệt điện\r\ntrong bầu kiểm tra theo cặp nhiệt điện chuẩn.

7.1.2. Lò được nạp đầy - Khi nhiệt\r\nđộ lò dao động khoảng 2 °C trong dải nhiệt độ đã chọn trước, (là dải nhiệt độ\r\nsau này được dùng cho lò riêng biệt có cả hai chế độ: chuẩn hóa và làm việc\r\nthông thường) và trong dải chung 550 °C ± 5 °C, cho bầu kiểm tra vào một hốc,\r\ntrong khoảng 15 s, đặt vào mỗi hốc còn lại một bầu cốc hóa thủy tinh có chứa 4\r\ng ± 0,1 g dầu bôi trơn gốc dầu mỏ trung tính có độ nhớt phân loại SAE 30, hoặc\r\nnằm trong khoảng 60 mm²/s (cSt) đến 100 mm²/s (cSt) tại\r\n40 °C. Dùng máy đo điện thế chính xác hoặc milivon kế thích hợp (độ nhạy 1 °C\r\nhoặc nhỏ hơn) quan sát sự tăng nhiệt độ trong bầu kiểm tra, cách nhau từng phút\r\nmột, trong 20 min. Nếu nhiệt độ trong bầu kiểm tra đạt đến 547 °C trong khoảng\r\nthời gian không nhỏ hơn 4 min, và không lớn hơn 6 min kể từ khi đặt bầu kiểm\r\ntra vào lò, và nhiệt độ vẫn duy trì trong khoảng 550 °C ± 3 °C\r\ntrong suốt phần còn lại của 20 min thử nghiệm, thì có thể coi hốc cốc hóa này là đã\r\nchuẩn hóa khi lò được lắp đầy. Phải kiểm tra định kỳ từng hốc một theo cách\r\ntương tự như khi lò được lắp đầy.

7.1.3. Lò được nạp đơn lẻ - Khi nhiệt\r\nđộ lò dao động khoảng 2 °C trong dải nhiệt độ đã chọn trước, (là dải nhiệt độ\r\nsau này được dùng\r\ncho lò riêng biệt có cả hai chức năng: chuẩn hóa và làm việc thông thường) và\r\ntrong dải chung 550 °C ± 5 °C, cho bầu kiểm tra vào một hốc, những hốc còn lại\r\nđể trống. Dùng máy đo điện thế chính xác hoặc milivon kế thích hợp (độ nhạy 1 °C\r\nhoặc nhỏ hơn) quan sát sự tăng nhiệt độ trong bầu kiểm tra, cách nhau từng phút\r\nmột trong 20 min. Nếu nhiệt độ trong bầu kiểm tra đạt đến 547 °C trong khoảng\r\nthời gian không nhỏ hơn\r\n4 min\r\nvà không lớn hơn 6 min kể từ khi đặt bầu kiểm tra vào lò, và nhiệt độ vẫn duy\r\ntrì trong khoảng 550 °C ± 3 °C trong suốt phần còn lại của 20 min thử nghiệm,\r\nthì có thể coi hốc\r\ncốc hóa này là đã chuẩn hóa khi lò được dùng với một bầu duy nhất. Kiểm\r\ntra định kỳ từng hốc một theo cách tương tự như khi lò chỉ lắp đơn lẻ.

CHÚ THÍCH 9: Có thể là\r\nkhông phải tất cả các hốc\r\ntrong lò cũ đáp ứng được các yêu cầu khi lắp đầy các bầu hay khi sử dụng đơn lẻ, và nếu rơi\r\nvào trường hợp đó, phải kiểm tra từng hốc một với mức độ lắp bất kỳ. Ví dụ, khi\r\nkhông quá 3 hốc trong số 6 hốc của lò có thể được dùng tại một thời điểm, 3 hốc\r\nđược dùng đó nên được chọn từ dữ liệu về hiệu suất thu được khi sử dụng lò có số\r\nhốc lắp đầy hoặc lắp đơn lẻ. Sau đó kiểm tra từng hốc trong ba hốc đó, hai hốc\r\nkhi lắp đôi và một hốc khi lắp đơn. Chỉ dùng các hốc đã kiểm tra và không dùng\r\ncác hốc khác khi áp dụng qui trình thử.

CHÚ THÍCH 10: Khi lấy mẫu dầu có chứa\r\ncác cặn lắng (ví dụ dầu đã\r\nqua sử dụng) điều quan trọng nhất là lấy mẫu trong khoảng thời gian ngắn nhất để tránh sự\r\nphân tách cặn. Mẫu có chứa cặn\r\nsau khi khuấy có thể nạp ngay vào\r\ncác bầu cốc hóa nhanh hơn bằng cách lắp đặt thiết bị như nêu trong Hình 3. Thiết\r\nbị lấy mẫu này gồm một khóa vòi ba nhánh 2 mm có hai ống nhánh mao quản (đường\r\nkính trong 1,5 mm). Nối nhánh thứ ba của khóa vòi tới ống chịu áp của bơm chân\r\nkhông. Bắt chặt bầu thủy tinh cốc hóa tới ống nhánh ngắn của mao quản bằng đoạn\r\nống cao su dài 25 mm, miệng mao quản của bầu cốc hóa nối đối tiếp tháng với đầu\r\nmút của ống nhánh mao quản. Nhúng chìm đầu mút của ống nhánh mao quản dài vào\r\ntrong mẫu. Sau khi rút chân không bầu cốc hóa, xoay khóa vòi để mẫu đã được\r\ntrộn chảy tự do vào bầu qua hai nhánh của ống mao quản. Nên dùng ống mao quản\r\ncó cùng đường kính trong bằng đường kính của cổ bầu cốc hóa để ngăn\r\nngừa sự tích tụ cặn khi chuyển mẫu vào bình.

8. Lấy mẫu

Lấy mẫu theo TCVN 6777 (ASTM D 4057) hoặc theo\r\nASTM D 4177.

9. Cách tiến hành

9.1. Đặt một bầu cốc hóa\r\nthủy tinh mới (Chú thích 12) vào lò cốc hóa ở 550 °C trong khoảng 20 min để\r\nphân hủy mọi chất hữu cơ lạ và loại nước. Đặt bầu vào bình hút ẩm có chứa chất\r\nlàm khô thích hợp như là CaCI₂ hoặc CaSO₄ trong khoảng\r\n20 min đến 30 min, rồi cân với độ chính xác đến 0,1 mg.

CHÚ THÍCH 11: Không dùng lại bầu cốc\r\nhóa thủy tinh, vì trong những trường hợp như vậy có thể thu được những\r\nkết quả không chính xác. Đối với phép thử thông thường có thể dùng\r\nnhững bầu mới không qua đốt trước, miễn là không có các hạt hoặc các chất bẩn\r\nkhác nhìn thấy\r\nđược. Những bầu có hiện tượng như vậy, ít nhất nên được gia nhiệt trong lò tới\r\n150 °C, cho vào trong bình\r\nhút ẩm và sau đó đem cân.

CHÚ THÍCH 12: Khi tiến hành thử, quan\r\ntrọng là phải tuân thủ một cách nghiêm ngặt các điều kiện nhiệt độ đã chọn\r\ntrong Điều 7; ví dụ, nếu bể đã ở nhiệt độ 553 °C ± 1 °C, khi đặt bầu kiểm tra vào\r\nthì cần sử dụng các điều kiện nhiệt độ tương tự trong phép thử cốc hóa. Khi duy\r\ntrì vận hành thiết bị một cách bình thường, nhiệt độ của lò điện có điều khiển tự\r\nđộng sẽ dao động trong dải nhiệt độ riêng. Do đó, khi tiến hành phép thử cốc\r\nhóa, điều quan trọng nhất là các bầu\r\nthử nghiệm được đặt vào khi lò có cùng một nhiệt độ hoặc cùng một vị trí trong\r\nchu trình nhiệt giống như phép thử kiểm tra ban đầu, trừ phi đã chứng minh được\r\nlà sự biến đổi nhiệt là không đáng kể.

9.2. Lắc kỹ mẫu cần thử,\r\ntrước hết hâm nóng mẫu đến 50 °C ± 10 °C trong thời gian 0,5 h để giảm độ nhớt\r\nnếu cần thiết. Sau khi đun nóng và lắc trộn mẫu, ngay lập tức lọc mẫu qua sàng\r\n100 mesh kích thước lỗ 150 mm. Dùng bơm tiêm hoặc dụng cụ đã nêu ở Hình 3, bơm một lượng\r\nmẫu như đã nêu ở Bảng 1 vào bầu cốc\r\nhóa. Phải đảm bảo rằng không còn dầu đọng lại ở mặt ngoài hoặc ở thành phía\r\ntrong cổ bầu. Cân lại bầu và lượng mẫu chứa trong bầu với độ chính xác đến\r\nmiligam. Nếu mẫu tạo bọt hoặc gây bắn ra ngoài, tiến hành lại phép thử với lượng\r\nmẫu ít hơn theo chỉ\r\ndẫn ở Bảng 1.\r\nTrong\r\nbáo cáo kết quả, cũng phải nói rõ về lượng mẫu ít hơn đã dùng.

Nếu gặp phải khó khăn như mẫu thử là\r\natphan hoặc mẫu có độ nhớt cao, khó nạp vào bầu cốc hóa thủy tinh, thì sử dụng\r\nthiết bị được nêu trên Hình A.1.2.

9.3. Đặt bầu cốc hóa vào hốc\r\nđã chuẩn hóa của lò ở nhiệt\r\nđộ kiểm tra (Chú thích 12) và duy trì trong (20 ± 2) min. Dùng kẹp kim loại có các\r\nđầu nhọn đã đốt nóng lấy bầu ra. Lặp lại các điều kiện về lò và bầu như đã sử dụng khi\r\nchuẩn hóa các hốc này (Điều 7 và Chú thích 9). Nếu lượng hao hụt dầu\r\nđáng kể trào ra thì loại bỏ phép thử và lặp lại phép thử khác với lượng mẫu ít hơn\r\n(Chú thích 13).

CHÚ THÍCH 13: Sự sủi bọt có thể\r\nlà do nước, có thể đuổi nước bằng cách gia nhiệt nhẹ trong chân không và dùng\r\nnitơ thổi hơi nước ra ngoài trước khi nạp mẫu vào bầu.

Bảng 1 - Lượng\r\nmẫu thử

9.4. Sau khi lấy bầu ra, để\r\nnguội bầu trong bình hút ẩm với cùng điều kiện (kể cả thời gian cân) như đã làm\r\ntrước khi nạp mẫu vào bầu (9.2). Khi lấy bầu ra khỏi bình hút ẩm phải kiểm tra\r\nđể chắc chắn\r\nrằng\r\nkhông có các hạt lạ dính vào bầu, nếu phát hiện thấy bất kỳ vật gì, chẳng hạn\r\nlà một vài hạt đen ở cổ mao quản, thì phải quét đi bằng một mẩu giấy hoặc một\r\nchổi lông lạc đà. Cân với độ chính xác đến 0,1 mg, bỏ bầu thủy tinh cốc hóa đã\r\ndùng.

CHÚ THÍCH 14: Khi nghiên cứu các đặc\r\ntính của dầu có thể nhận được thông tin hữu ích qua việc kiểm tra trực quan đơn giản bằng\r\nmột bầu cốc hóa sau khi thử. Bằng cách này có thể phát hiện thấy có ít hay\r\nnhiều cốc trong bầu, liệu có còn các chất lỏng không, hoặc có cặn trong suốt,\r\nhoặc có các giọt chất lỏng có cặn\r\nkhông đen và xốp nhưng có mầu và ở dạng bột (có thể đoán về sự\r\ncó mặt của có chất vô cơ)

Hình 3 - Dụng cụ lấy\r\nmẫu

10. Qui trình xác định\r\ncặn cacbon có trong cặn chưng cất 10 % thể tích

10.1. Phương pháp này áp dụng cho các nhiên liệu\r\nchưng cất phần giữa,\r\nnhư FO ASTM No. 1 và No. 2.

10.2. Quá trình chưng cất\r\nyêu cầu sử dụng lượng mẫu ban đầu là 100 ml hoặc 200 ml để thu được đủ lượng cặn\r\nchưng cất 10 % thể tích cần thiết để thử nghiệm. Đối với dung tích 100 ml lắp\r\nthiết bị chưng cất theo mô tả trong TCVN 2698 (ASTM D 86) hoặc ASTM E 133. Sử dụng\r\nbình cất dung tích bầu 125 ml, tấm đỡ bình cất có đường kính lỗ 50 mm và ống\r\nđong dung tích 100 ml. Đối\r\nvới dung tích 200 ml lắp thiết bị chưng\r\ncất theo mô tả trong ASTM E\r\n133, sử dụng bình cất D (dung tích bầu 250 ml), tấm đỡ bình cất có đường kính lỗ\r\n50 mm và ống đong C (dung tích 200 ml). Tuy\r\nkhông yêu cầu nhưng nên dùng nhiệt\r\nkế chưng cất ở nhiệt độ cao ASTM 8F hoặc 8C như được mô tả trong ASTM E 1 hoặc\r\nnhiệt kế chưng cất ở nhiệt độ IP 6C như được mô tả trong yêu cầu kỹ thuật nhiệt\r\nkế IP.

10.3. Tùy thuộc vào bình chưng\r\ncất sử dụng, cho 100 ml hoặc 200 ml nhiên liệu (đo ở nhiệt độ môi trường) vào\r\nbình chưng cất được duy trì ở nhiệt độ trong khoảng 13 °C và nhiệt độ môi trường.\r\nDuy trì bể ngưng ở nhiệt độ từ 0 °C đến 60 °C để đủ sự chênh lệch nhiệt độ cho\r\nviệc ngưng tụ mẫu. Tránh các chất sáp đọng lại trong ống ngưng. Dùng ống đong\r\nđã sử dụng để lấy mẫu nhưng không cần rửa sạch để hứng phần thu hồi và đặt sao cho\r\nmiệng của ống ngưng không chạm vào thành của ống đong. Nhiệt độ của ống hứng\r\nnên duy trì ở nhiệt\r\nđộ của mẫu (± 3 °C) tại thời điểm lấy mẫu thử để thu được thể tích chính xác trong ống\r\nhứng.

10.4. Cấp nhiệt cho bình cất\r\nvới tốc độ không đổi để điều chỉnh giọt đầu tiên của chất lỏng ngưng tụ rơi khỏi\r\nống ngưng trong khoảng từ 10 min đến 15 min (đối với 200 ml mẫu) hoặc từ 5 min\r\nđến 15 min (đối với 100 ml mẫu) kể từ khi bắt đầu cấp nhiệt. Nếu không dùng bộ\r\nlái tia cho ống hứng, ngay lập tức dịch chuyển ống hứng sao cho miệng của ống\r\nngưng chạm vào thành của ống hứng sau giọt đầu tiên rơi. Sau đó điều chỉnh nhiệt\r\nsao cho quá trình chưng cất tiếp tục với tốc độ đều từ 8 ml/min đến 10 ml/min\r\n(đối với 200 ml mẫu), hoặc từ 4 ml/min đến 5 ml/min (đối với 100 ml mẫu). Đối với\r\nmẫu 200 ml, tiếp tục cất cho đến khi thu được 178 ml chất lỏng ngưng tự, sau đó ngừng cấp\r\nnhiệt để cho phần ngưng chảy đến 180 ml (90 % thể tích chất lỏng trong bình cất)\r\nđược thu hồi vào trong ống đong. Đối với mẫu 100 ml, tiếp tục cất cho đến khi\r\nthu được 88 ml chất lỏng ngưng tự, sau đó ngừng cấp nhiệt để cho phần ngưng chảy\r\nđến 90 ml (90 % thể tích chất lỏng trong bình cất) được thu hồi vào trong ống\r\nđong.

10.5. Thu hồi đến giọt cuối\r\ncùng, có thể bằng cách ngay lập tức thay đổi ngay ống đong bằng vật chứa phù hợp,\r\nví dụ bình nón\r\ncỡ nhỏ. Rót phần cặn trong bình cất khi đang còn nóng vào bình nón, rồi\r\ntrộn đều. Cặn trong bình nón lúc này đại diện cho cặn chưng cất 10 % từ mẫu ban\r\nđầu.

10.6. Khi cặn chưng cất còn\r\nnóng đủ để chảy tự do,\r\ncho 4,0 g ± 0,1 g cặn vào trong bầu thủy tinh cốc hóa đã cân trước. Dùng\r\nbơm tiêm là phù hợp để thực hiện thao tác này. Sau khi làm nguội, cân bầu và lượng\r\nchứa trong bầu chính xác đến 1 mg, tiến hành xác định cặn cacbon theo Điều 9.

10.7. Báo cáo kết quả cặn\r\ncacbon theo phần trăm thu được là cặn cacbon Ramsbottom trong cặn chưng cất 10\r\n%.

11. Tính toán và báo\r\ncáo kết quả

11.1. Cặn cacbon của mẫu hoặc\r\ncặn cacbon có trong cặn chưng cất 10 % tính theo công thức:

Cặn cacbon= (A x 100)/W                               (1)

trong đó

A là khối lượng cặn cacbon, tính bằng\r\ngam.

W là khối lượng mẫu, tính bằng gam.

11.2. Báo cáo giá trị thu\r\nđược là cặn\r\ncacbon Ramsbottom, tính theo %, hoặc cặn cacbon Ramsbottom\r\ntrong cặn chưng cất 10 %.

12. Độ chụm và độ chệch

12.1. Độ chụm của phương\r\npháp này được xác định bằng kỹ thuật thống kê các kết quả thử giữa các phòng thử\r\nnghiệm liên phòng.

12.1.1. Độ lặp lại - Chênh lệch\r\ngiữa hai kết quả thử nghiệm liên tiếp thu được từ cùng một thí nghiệm viên tiến\r\nhành với cùng một thiết bị trong cùng các điều kiện thử, trên cùng một mẫu thử,\r\ntiến hành nhiều lần trong cùng điều kiện với thao tác chuẩn xác như phương pháp\r\nthử đã qui định, cho phép chỉ một trong hai mươi trường hợp được vượt các giá\r\ntrị nêu trên\r\nHình 4.

12.1.2. Độ tái lập - Chênh lệch\r\ngiữa hai kết quả đơn lẻ và độc lập thu được do các thí nghiệm viên khác nhau tiến\r\nhành ở những phòng thí nghiệm khác nhau, trên cùng một mẫu thử, trong một thời\r\ngian dài, với thao tác bình thường và chính xác theo phương pháp thử, cho phép\r\nchỉ một trong hai mươi trường hợp được vượt các giá trị nêu trên Hình 4.

CHÚ THÍCH 15: Độ chụm dựa trên cơ sở dữ liệu xây\r\ndựng theo đơn vị inch - pound, xem TCVN 6018 (ASTM D 524).

12.2. Độ chệch - Phương\r\npháp này dựa trên các kết quả\r\nthực nghiệm và không quy định độ chệch.

Cặn cacbon\r\nRamsbottom, giá trị trung bình %

Log r= 0,75238\r\nlog x + 0,23682\r\n(log x)² - 1,06940

Log R= 0,78907\r\nlog x + 0,19014\r\n(log x)² - 0,85333

X = kết quả\r\ntrung bình đang được so sánh

Hình 4 - Số\r\nliệu về độ chụm

Phụ lục A

(Tham khảo)

A.1 Lò cốc hóa\r\nRamsbottom

A.1.1 Khó khăn lớn nhất để đạt được độ\r\nchụm thoả đáng đối với phương pháp thử này là đảm bảo một kiểu lò hoạt động đồng\r\nnhất. Các kiểu lò được mô tả sau đây phù hợp các tính năng hoạt động như quy định tại\r\nĐiều 7.

Kích thước tính bằng\r\nmilimét

Hình A.1.1 -\r\nLò bằng kim loại cứng

A.1.2 Lò bằng kim loại\r\n- Lò kim loại được minh họa như trên Hình A.1.1. Lò có thể được chế tạo bằng thép\r\nđúc hoặc kim loại thích hợp khác để dùng ở điều kiện nhiệt độ cao, để sử dụng trong phương pháp\r\nnày. Điều mong muốn là phải đúc khối kim loại không có các khoảng trống không cần thiết.\r\nDùng một lượng kim loại đáng kể để tạo khối nhằm tránh lượng nhiệt\r\ndư khi gia nhiệt bằng điện làm cho nhiệt độ khối bị dao động trong khoảng rộng,\r\ntrừ khi dùng bộ điều khiển nhiệt rất nhạy.

A.1.3 Thiết bị nạp bầu\r\ncốc hóa\r\n- Thiết bị nạp bầu cốc hóa thủy tinh như Hình A.1.2 đã được chứng minh là thoả\r\nmãn mọi loại chất lỏng linh động nhưng quá nhớt để lấy mẫu ở nhiệt độ phòng. Các\r\ngiá đỡ minh họa trong hình vẽ được làm\r\nbằng tấm đồng thau dày 3 mm và có thể lắp 5 bơm tiêm loại 10 mL. Để thuận tiện,\r\ncó thể cải tiến giá để\r\nlắp cả hai loại\r\nbơm tiêm loại 5 mL hoặc 10 mL.

Hình A.1.2 -\r\nThiết bị nạp mẫu vào\r\nbầu cốc hóa

A.1.3.1 Làm nóng mẫu dầu cần\r\nthử cho đến dạng lỏng, đặt một bầu cốc hóa vào vị trí ở dưới bơm tiêm và rút\r\npittông của bơm tiêm ra khỏi ống bơm. Rót một lượng mẫu đại diện vào ống bơm\r\ntiêm, bôi trơn pittông bằng một hoặc\r\nvài giọt dầu trắng và lại lắp pittông vào ống bơm tiêm. Sau đó đặt bơm tiêm có\r\nchứa mẫu vào giá như\r\nhình vẽ, với một kẹp lò xo lắp phía trên đầu pitông. Còn đầu nhọn của\r\nkim tiêm đặt vào trong miệng bầu. Đặt toàn bộ thiết bị vào lò, duy trì nhiệt độ thấp\r\nnhất mà mẫu có thể chảy được đủ để nạp mẫu vào bầu.

A.1.3.2 Ngay khi lượng mẫu\r\nthử được bơm vào bầu đủ mức cần thiết,\r\ntháo bầu ra và cân bầu chứa mẫu rồi tiến hành tiếp tục như đã mô tả trong 9.3.\r\nTháo toàn bộ thiết bị ra khỏi lò càng nhanh càng tốt, vì thời gian\r\ngia nhiệt kéo dài có thể làm thay đổi giá trị cặn cacbon của mẫu.

A.2 Thông tin\r\nvề sự tương quan của kết quả cặn cacbon theo TCVN 6234 (ASTM D189) và TCVN 6018\r\n(ASTM D 524)

A.2.1. Do sự khác\r\nbiệt về bản chất thử nghiệm của hai phương pháp, nên không có sự tương quan thực\r\nsự chính\r\nxác\r\ngiữa các kết quả thu được của hai phương pháp. Tuy nhiên Ban kỹ thuật ASTM D02\r\nđã đưa ra một\r\nmối tương quan xấp xỉ nhau về kết quả của hai phương pháp này dựa trên chương\r\ntrình thử nghiệm hợp tác cho 18 sản phẩm dầu mỏ mang tính đại diện và tiếp tục được khẳng định\r\nvới số liệu của 150 mẫu khác không tham gia thử nghiệm hợp tác. Đối với các sản\r\nphẩm dầu mỏ loại không bình thường, kết quả thử theo hai phương pháp có thể\r\nkhông gần đường thể hiện mối\r\ntương quan trên đồ thị Hình A.2.1.

A.2.2 Thận trọng khi sử dụng\r\nmối tương quan gần đúng này cho các mẫu có cặn cacbon thấp.

Kích thước\r\ntính bằng milimét

Hình A.2.1 -\r\nCác số liệu hiệu chỉnh