Một trong những mục đích sử dụng chính của thử nghiệm điểm chớp cháy là đánh giá các mối nguy hiểm về an toàn và do đó là khả năng bắt lửa của nhiên liệu, dầu bôi trơn và mỡ bôi trơn.
Nhiệt độ điểm chớp cháy càng thấp thì nguy cơ cháy càng cao và ngược lại. Với dầu nhớt bôi trơn thì việc kiểm tra nhiệt độ chớp cháy là rất quan trọng. Chúng ta cùng phân tích.
Nhiệt độ chớp cháy của dầu nhớt bôi trơn là gì?
Nhiệt độ chớp cháy của dầu nhớt bôi trơn là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó hơi ở trên mẫu dầu sẽ bốc cháy hoặc bốc cháy ngay khi có nguồn đánh lửa đi qua nó. Điểm chớp cháy (thường là 225 độ C hoặc 440 độ F đối với dầu khoáng) là dấu hiệu về các mối nguy an toàn của chất bôi trơn liên quan đến cháy và nổ. Điểm chớp cháy và điểm cháy cao hơn một chút được xác định theo tiểu chuẩn ASTM D92 ( chớp cháy cốc hở) và D93 ( chớp cháy cốc kín).
Theo ASTM, tiêu chuẩn hóa thử nghiệm đầu tiên vào năm 1924, điểm chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất tại đó nguồn đánh lửa làm cho hơi của mẫu thử (chất bôi trơn) bốc cháy trong các điều kiện quy định. Dầu được cho là đã “lóe sáng” khi một ngọn lửa xuất hiện và ngay lập tức tự lan truyền trên toàn bộ bề mặt.
Dầu bùng cháy do hỗn hợp dễ cháy khi nó được đun nóng vừa đủ, làm bay hơi và trộn với oxy trong không khí. Nhiệt độ điểm chớp cháy của dầu tương ứng với áp suất hơi 3-5 mm Hg.
Khi một ngọn lửa nhỏ (nguồn đánh lửa) được châm lên bề mặt dầu, hỗn hợp hơi này sẽ bốc cháy trong giây lát và sau đó tắt nếu đã đạt đến nhiệt độ tới hạn. Tiếp tục đun nóng dầu (thường cao hơn nhiệt độ điểm chớp cháy từ 50-75 ° F) sẽ làm cho “điểm cháy” đạt được. Như tên của nó, điểm cháy là nhiệt độ mà ngọn lửa duy trì (lâu hơn 4s).
Phương pháp kiểm tra nhiệt độ điểm chớp cháy của dầu nhớt bôi trơn
Định nghĩa về Nhiệt độ điểm chớp cháy được sử dụng rộng rãi trong các phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn là: “Nhiệt độ thấp nhất của mẫu thử, được hiệu chỉnh theo áp suất khí quyển là 101,3 kPa, tại đó khi tác dụng nguồn đánh lửa sẽ khiến hơi của mẫu thử bốc cháy trong giây lát và ngọn lửa lan truyền trên bề mặt chất lỏng trong các điều kiện thử nghiệm quy định”.
Cần lưu ý rằng giá trị điểm chớp cháy không phải là hằng số vật lý mà là nhiệt độ đo được của nhiên liệu hoặc dầu. Điều này có nghĩa là nó phụ thuộc rất nhiều vào thiết bị đo và quy trình sử dụng.
Tuy nhiên, với thiết bị phù hợp và tuân thủ phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn, chúng ta có thể đảm bảo kết quả có thể so sánh được và độ chính xác của các giá trị được báo cáo.
Các yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả xét nghiệm bao gồm:
- Sự lựa chọn thiết bị,
- Phương pháp thử nghiệm và bất kỳ thay đổi nào đối với Tiêu chuẩn.
- Tốc độ tăng nhiệt độ trên máy kiểm tra tự động.
- thời gian cho phép để mẫu cân bằng,
- Thể tích mẫu,
- Mẫu có được khuấy hay không?
Do đó, giống như mọi thử nghiệm khác, cần tuân thủ phương pháp thử nghiệm chuẩn hóa để đảm bảo kết quả có thể so sánh được và tính chính xác của các giá trị được báo cáo.
Có thể áp dụng một số phương pháp thử nghiệm tùy thuộc vào chất được thử nghiệm, chẳng hạn như nhiên liệu, dung môi hoặc dầu bôi trơn, và vì nhiều lý do khác nhau, chẳng hạn như sản phẩm bị đổ hay được lưu trữ trong thùng chứa.
Việc lựa chọn phương pháp thử nghiệm là một trong những vấn đề phát sinh vì một số PDS/TDS của chất bôi trơn có thể cho thấy các phương pháp thử nghiệm khác nhau, cụ thể là Cốc mở và Cốc kín.
Ngoài ra, máy kiểm tra điểm chớp cháy có thể ở trạng thái không cân bằng hoặc cân bằng.
- Không cân bằng đề cập đến thực tế là nguồn đánh lửa được áp dụng theo các khoảng thời gian khi chất lỏng thử nghiệm được đun nóng. Tuy nhiên, nhiệt độ hơi có thể khác với chất lỏng hoặc không ở trạng thái cân bằng nhiệt độ.
- Trạng thái cân bằng là điểm mà mẫu chất lỏng và hơi của nó đạt trạng thái cân bằng nhiệt độ vì cả hai đều có cùng nhiệt độ.
Kiểm tra nhiệt độ chớp chớp cháy cốc hở ASTM D92-18
ASTM D92-1 là phương pháp thử tiêu chuẩn về điểm chớp cháy và điểm cháy bằng máy thử cốc hở Cleveland là phương pháp được quy định để thử nhiệt độ chớp cháy và điểm cháy của các sản phẩm dầu mỏ có điểm chớp cháy trên 79°C (175°F) và dưới 400°C (752°F), ngoại trừ dầu nhiên liệu.
Trong thử nghiệm cốc hở, nguồn đánh lửa được truyền theo chiều ngang trên bề mặt chất lỏng trong khi chất lỏng và cốc đang được đun nóng. Thông thường, nhiệt độ được tăng dần theo từng bước cho đến khi xảy ra chớp cháy ngắn và nhiệt độ xảy ra hiện tượng này được ghi lại là Nhiệt độ điểm chớp cháy. Thể tích cần thiết để thử nghiệm là khoảng 100mL và thời gian thử nghiệm là 30 phút, tùy thuộc vào giá trị đạt được.
Phương pháp thử nghiệm cốc hở phổ biến nhất là cốc hở Cleveland (COC), dựa trên tiêu chuẩn ASTM D92-18, mặc dù cũng có những thiết bị khác như Tag và Setaflash.
Tuy nhiên, sự thay đổi về độ cao của nguồn đánh lửa so với chất lỏng sẽ dẫn đến các giá trị đo được khác nhau và có khả năng là ở độ cao đủ lớn so với chất lỏng, nhiệt độ điểm chớp cháy và điểm cháy sẽ trùng nhau.
Ngoài ra, vấn đề với máy thử cốc hở là hơi tạo ra khi đun nóng chất lỏng thử có thể thoát ra ngoài khí quyển và các điều kiện trong phòng thí nghiệm có thể gây ra sự thay đổi. Do đó, nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường có thể dẫn đến điểm chớp cháy cao hơn do nồng độ hơi trong không khí ấm hơn giảm.
Lý do ban đầu của thử nghiệm này là để đánh giá các mối nguy tiềm ẩn khi có sự cố tràn chất lỏng.
Kiểm tra điểm chớp cháy cốc kín ASTM D93-20
ASTM D93-20 – Phương pháp thử tiêu chuẩn về điểm chớp cháy của thiết bị thử cốc kín Pensky-Martens là phương pháp được quy định để thử nhiệt độ điểm chớp cháy của các sản phẩm dầu mỏ có nhiệt độ điểm chớp cháy trong khoảng từ 40°C đến 370°C.
ASTM D93 đề cập đến thử nghiệm thông qua Pensky-Martens, nhưng tiêu chuẩn này được chia thành ba quy trình: A, B hoặc C.
Quy trình A dành cho nhiên liệu chưng cất và chất bôi trơn mới và đang sử dụng. Quy trình B áp dụng cho dầu bôi trơn đã qua sử dụng hoặc dầu có độ nhớt động học không được đun nóng đồng đều trong điều kiện khuấy và đun nóng trong Quy trình A.
Trong thử nghiệm cốc kín, mẫu, thường là 75mL, được thử nghiệm trong một buồng kín và do đó không bị ảnh hưởng bởi các điều kiện khí quyển, và chớp sáng được phát hiện bằng điện tử. Điều này mô phỏng tình huống của nguồn đánh lửa trong một thùng chứa kín như bồn chứa hoặc bình chứa khác, đó là lý do tại sao Phương pháp cốc kín thường được báo cáo trong SDS cho chất bôi trơn.
Kết quả thu được từ thử nghiệm cốc kín thường thấp hơn kết quả của cùng một sản phẩm được thử nghiệm theo phương pháp cốc mở, vì bình thử nghiệm chứa nhiệt có khả năng khiến mẫu thử dễ cháy ở giai đoạn đầu.
Các thiết bị thử nghiệm cốc kín khác ngoài Pensky Martens bao gồm Abel, Tag và Setaflash.
Kiểm tra nhanh nhiệt độ chớp cháy cốc kín của dầu nhớt bôi trơn
Kết quả đạt/không đạt thường được đưa ra cho thử nghiệm trong hầu hết các ứng dụng. Trong quy trình Cốc kín quy mô nhỏ (ASTM D3828 – Phương pháp A), chỉ cần 2 mL đến 4 mL mẫu, điều này có lợi khi sử dụng các chai mẫu nhỏ.
Quan trọng hơn, trong phòng thí nghiệm, thử nghiệm cốc kín quy mô nhỏ mất ít thời gian hơn nhiều, khoảng 2 phút, để có kết quả so với 30 phút hoặc hơn thông thường để đo bằng ASTM D92 hoặc D93. Với nhiên liệu sinh học pha trộn ngày nay, etanol cũng có thể được phát hiện.
Tuy nhiên, một trong những vấn đề lớn nhất khi sử dụng phương pháp này để thử nghiệm pha loãng nhiên liệu là khía cạnh an toàn trong phòng thí nghiệm, nơi mà việc đun nóng các mẫu chứa nhiên liệu có thể gây ra rủi ro. Vì lý do này, người dùng cuối nộp các mẫu nghi ngờ có pha loãng nên cảnh báo trước cho phòng thí nghiệm.
Cần tuân thủ cẩn thận quy trình để có được kết quả nhất quán. Những điểm tiêu cực khác có thể xảy ra bao gồm rò rỉ chất làm mát quá mức trong dầu, có thể dẫn đến sai sót vì chất làm mát sẽ ảnh hưởng đến quá trình hình thành hơi. Ngoài ra, bio-diesel, giống như dầu nhiên liệu nặng (HFO), thường nặng hơn, do đó không thể phát hiện được.
Hầu hết các phòng thí nghiệm đều chọn cung cấp kết quả đạt hoặc không đạt vì trong khi mức giảm thực tế của Điểm chớp cháy có thể tương quan với tỷ lệ pha loãng nhiên liệu, thì điều này sẽ thay đổi tùy thuộc vào loại nhiên liệu và dầu. Ngoài ra, lượng thời gian mẫu tiếp xúc với khí quyển có thể ảnh hưởng đến giá trị kết quả, vì các phần nhẹ hơn có thể bị mất trước khi thử nghiệm.
Phương pháp cốc kín tạo ra kết quả thấp hơn phương pháp cốc hở. Một lần nữa, liên quan đến việc phát hiện nhiên liệu trong dầu, phương pháp cốc kín cho thấy mức giảm rõ ràng hơn ở mức dưới 5% so với phương pháp cốc hở đối với mối tương quan.
Nhiệt độ điểm chớp cháy của dầu nhớt bôi trơn và cách quản lý dầu nhớt bôi trơn mới.
Hai phương pháp thử nghiệm chính sẽ được thảo luận để tập trung vào chất bôi trơn: Cleveland Open Cup và Pensky-Martens Closed Cup, tương ứng, theo ASTM D92 và D93. Ngoài ra, còn có các tiêu chuẩn thử nghiệm khác như tiêu chuẩn của International Petroleum (IP) và International Standards Organisation (ISO):
- IP36 và ISO 2592:2017 cho Cúp mở rộng Cleveland.
- IP 34, ISO 2719:2016 cho Cốc kín Pensky-Martens.
Đối với nhân viên an toàn và sức khỏe, giá trị Điểm chớp cháy và Điểm cháy rất cần thiết để xác định cách bảo quản chất bôi trơn đúng cách tại khu vực làm việc, kho chứa và bình chứa như bồn chứa.
Như đã nêu, giá trị này giúp xác định khả năng bắt lửa của chất bôi trơn, theo đó:
- Kết quả cốc kín mô phỏng tốt nhất các điều kiện của chất bôi trơn được lưu trữ trong thùng và bể chứa kín.
- Kết quả cốc hở cho thấy khả năng bắt lửa của chất bôi trơn trong thùng chứa có mặt thoáng hở tiếp xúc không khí.
Đối với kỹ sư, giá trị Điểm chớp cháy biểu thị khả năng bắt lửa của chất bôi trơn trong máy móc làm việc ở các ứng dụng như động cơ, tua-bin và máy nén, nơi có nhiệt độ vận hành cao.
Trong trường hợp này, cả hai kết quả đều có thể quan trọng vì các thùng chứa động cơ thường ở trạng thái chân không do quá trình hô hấp của các-te qua ống góp đầu vào, điều này sẽ làm giảm nồng độ hơi. Đồng thời, các thùng kín trên các tua-bin có thể bị ảnh hưởng bởi nồng độ hơi trừ khi được thanh lọc.
Vì lý do này, phụ gia chống tĩnh điện thường được sử dụng trong dầu tuabin vì phóng điện tĩnh là nguồn gây cháy.
Thông tin này được báo cáo trong SDS và PDS/TDS, với nhân viên Y tế và An toàn tập trung vào SDS và các thông tin xử lý an toàn quan trọng khác. Đồng thời, kỹ sư chắc chắn sẽ xem PDS/TDS và các đặc điểm vật lý, hóa học và hiệu suất quan trọng khác khi lựa chọn dầu.
Nhiệt độ điểm chớp cháy và phân tích dầu đã qua sử dụng
Vì điểm chớp cháy phụ thuộc vào hơi được tạo ra, bất kỳ sự nhiễm bẩn nào của dầu bôi trơn bởi chất lỏng có độ nhớt thấp hơn và dễ cháy hơn sẽ làm giảm Nhiệt độ điểm chớp cháy đã báo cáo. Kết hợp với thử nghiệm Độ nhớt động học, thử nghiệm Điểm chớp cháy có thể giúp đánh giá xem sự sụt giảm độ nhớt có phải do một số yếu tố khác hay không, chẳng hạn như nứt do quá nhiệt hoặc nhiễm bẩn do dung môi hoặc nhiên liệu.
Do đó, một trong những ứng dụng phổ biến nhất cần thực hiện thử nghiệm Điểm chớp cháy là trên chất bôi trơn động cơ diesel, trong đó việc giảm hơn 20°C so với giá trị dầu mới trên giá trị Cốc kín được coi là một vấn đề do có khả năng có sự hiện diện của Dầu nhiên liệu nhẹ (LFO) hoặc xăng/xăng.
Một mối tương quan với giá trị điểm chớp cháy là độ nhớt. Nhìn chung, độ nhớt càng cao thì giá trị điểm chớp cháy càng cao. Người ta thường thấy trên PDS cho phạm vi dầu bánh răng rằng khi độ nhớt tăng thì nhiệt độ điểm chớp cháy cũng tăng.
Do đó, mặc dù nhiên liệu hoặc vật liệu dung môi không phải là rủi ro, nhưng điểm bắt lửa giảm có thể là dấu hiệu cho thấy dầu gốc bị nứt do nhiều nguyên nhân khác nhau.
Một nguyên nhân khác có thể gây ra các phân đoạn nhẹ hơn có thể là do đổ thêm dầu sai có độ nhớt thấp hơn, dẫn đến tạo ra các phân đoạn nhẹ hơn.
Giá trị nhiệt độ điểm chớp cháy sẽ luôn được trích dẫn cho chất bôi trơn mới do các khía cạnh an toàn tiềm ẩn của sản phẩm được lưu trữ hoặc bị đổ/rò rỉ. Ngoài ra, do điều kiện của một số thiết bị hoạt động ở nhiệt độ cao hơn, giá trị điểm chớp cháy sẽ vẫn là yếu tố chính trong việc lựa chọn chất bôi trơn của kỹ sư.
Về giá trị trong phân tích dầu đã qua sử dụng, tiềm năng chủ yếu nằm ở khả năng pha loãng nhiên liệu của dầu động cơ hoặc nhiễm bẩn dung môi. Tuy nhiên, có nhiều thử nghiệm pha loãng nhiên liệu chính với các thử nghiệm xác nhận thứ cấp khác và nói chung, với dung môi, khả năng sẽ là độ nhớt giảm do nhiễm bẩn đó.
Do đó, xét đến thời gian và khối lượng cần thiết cho ASTM D92 và D93, hầu hết các phòng thí nghiệm sẽ không nhất thiết phải thực hiện thử nghiệm này và có nhiều khả năng sẽ thực hiện thử nghiệm Cốc quy mô nhỏ và đưa ra kết quả đạt/không đạt.
Ngoài ra, tính nhất quán của kết quả cũng phụ thuộc vào việc tuân thủ quy trình thử nghiệm cũng như sự cẩn thận và cân nhắc khi xử lý và thu thập mẫu.
Kết luận
Điểm chớp cháy đã chịu đựng thử thách của thời gian. Trong nhiều ứng dụng phân tích dầu đã qua sử dụng, thử nghiệm điểm chớp cháy vẫn là phương pháp được lựa chọn để phát hiện một số chất gây ô nhiễm và các điều kiện dầu nhờn không phù hợp. Trong các trường hợp khác, điểm chớp cháy đóng vai trò như một công cụ chẩn đoán đáng tin cậy hoặc kiểm tra xác nhận khi tình trạng nghi ngờ đã được gắn cờ. Và, giống như hầu hết mọi thứ trong thế giới phân tích dầu , thành công trong việc sử dụng điểm chớp cháy phụ thuộc vào việc tuân thủ cẩn thận những điều như xử lý mẫu và quy trình thử nghiệm.
Các sản phẩm dầu nhớt bôi trơn của chúng tôi
Công ty CP Mai An Đức chuyên cung cấp các sản phẩm dầu nhớt bôi trơn cũng như giải pháp bôi trơn toàn diện và tối ưu nhất cho thiết bị máy móc của Khách hàng. Chúng tôi có đầy đủ các thiết bị chẩn đoán sự cố dầu bị nhiễm bẩn tạp chất, nhiễm nước …để đưa ra những cảnh báo và các giải pháp xử lý bằng cách sử dụng phương pháp lọc để giải quyết triệt để sự cố nêu trên:
- Tiến hành Test mẫu dầu mỡ nhờn để so sánh chất lượng với sản phẩm khách hàng đang sử dụng để đưa ra quyết định sử dụng sản phẩm phù hợp.
- Đo độ sạch dầu Tuabin: Theo tiêu chuẩn: ( Nas 1638, ISO 4406, SAE 4059), In kết quả trược tiếp bằng máy LASPAX II-P-M-W, Hãng STAUFF( Đức)
- Tiến hành lọc bằng thiết bị lọc dầu chân không với các bộ lọc thô, lọc tinh, lọc từ tính…để tách nước và loại bỏ tạp chất đạt tiêu chuẩn của NAS 3, ISO 14/12/9.
- Hỗ trợ tư vấn và training về kiến thức dầu mỡ nhờn cho cán bộ kỹ thuật và vận hành tại Nhà máy khi khách hàng có yêu cầu.
Các sản phẩm dầu nhớt bôi trơn của chúng tôi:
- Dầu nhớt bôi trơn công nghiệp.
- Dầu nhớt bôi trơn động cơ xăng.
- Dầu nhớt bôi trơn động cơ Diesel.
- Dầu nhớt thủy lực.
- Dầu nhớt bánh răng.
- Dầu nhớt tuần hoàn.
- Dầu nhớt truyền nhiệt.
- …
Thông tin liên hệ
- Địa chỉ: Số 6, Đường Phạm Thận Duật, Phường Thạnh Mỹ Lợi, Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh
- Hotline: 0977868803
- Zalo: 0977868803
- Email: cskh@maianduc.com
- Website: www.maianduc.vn
- Facebook: facebook.com/MaiAnDucJSC