瀝青閃點(diǎn)儀測定瀝青易燃液體閃點(diǎn)和燃點(diǎn)的方法
一、前言:
瀝青閃點(diǎn)儀是適用于克利夫蘭開口杯(簡稱COC)測定粘稠石油瀝青、煤瀝青及閃點(diǎn)在79℃以上的液體石油瀝青材料的閃點(diǎn)和燃點(diǎn),以評(píng)定施工安全性時(shí)使用。
二、測定原理
閃點(diǎn)測定原理
把瀝青或易燃液體試樣裝入特定的試驗(yàn)杯中(如克利夫蘭開口杯),以規(guī)定的加熱速率對其進(jìn)行均勻加熱。隨著溫度不斷升高,試樣逐漸揮發(fā)產(chǎn)生蒸氣,當(dāng)試樣蒸氣與周圍空氣混合形成的混合氣,在接觸到規(guī)定大小和位置的火焰時(shí),發(fā)生閃火現(xiàn)象(持續(xù)時(shí)間不超過 5 秒),此時(shí)對應(yīng)的溫度即為該試樣的閃點(diǎn)。其原理基于可燃混合氣的燃燒特性,當(dāng)混合氣濃度達(dá)到可燃下限且有火源存在時(shí),就會(huì)引發(fā)瞬間的閃火。
燃點(diǎn)測定原理
在測定完閃點(diǎn)后,繼續(xù)對試樣進(jìn)行加熱,依舊保持特定的升溫速率。當(dāng)試樣接觸火焰后,不僅能夠著火,并且能持續(xù)燃燒不少于 5 秒鐘,此時(shí)記錄下的溫度計(jì)上的溫度,便是該試樣的燃點(diǎn)。燃點(diǎn)的測定是在閃點(diǎn)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步考察試樣在更高溫度下維持燃燒的能力,反映了試樣更穩(wěn)定的燃燒狀態(tài)所需的溫度條件。
三、儀器與材料準(zhǔn)備
瀝青閃點(diǎn)儀
常用的有開口杯式閃點(diǎn)儀(如克利夫蘭開口杯式閃點(diǎn)儀)和閉口杯式閃點(diǎn)儀。克利夫蘭開口杯式閃點(diǎn)儀由克利夫蘭開口杯、加熱裝置、溫度計(jì)、點(diǎn)火器等部分組成。開口杯一般用黃銅或銅合金制成,內(nèi)口直徑有嚴(yán)格尺寸要求(如 63.5mm±0.5mm),深度也固定(33.6mm + 0.5mm),內(nèi)壁距杯上口特定距離處(9.4mm + 0.4mm)刻有環(huán)狀標(biāo)線,且在距中心 58mm 處有一個(gè)用于火焰調(diào)節(jié)對照的電鍍金屬小球(直徑 4.0mm±0.2mm )。加熱裝置能夠按照要求提供不同的升溫速率,點(diǎn)火器可產(chǎn)生規(guī)定大小的火焰,并能以特定半徑水平旋轉(zhuǎn)。閉口杯式閃點(diǎn)儀則有密閉的杯體,能更好地控制試樣蒸氣的揮發(fā),適用于揮發(fā)性較高的易燃液體。
溫度計(jì)
精度要求為分度值 2℃,測量范圍需滿足 0℃ - 400℃,確保能準(zhǔn)確測量試驗(yàn)過程中的溫度變化。
點(diǎn)火器
金屬制成,端部為產(chǎn)生火焰的尖嘴,外徑約 6mm,內(nèi)徑 0.7mm - 0.8mm,與可燃?xì)怏w壓力容器(如液體丙烷氣或天然氣)連接,火焰大小可調(diào)節(jié),且能以 150mm 半徑水平旋轉(zhuǎn),端部恰好通過試驗(yàn)杯中心上方特定距離(如開口杯法中在坩鍋口上方 2mm - 處)。
試樣
需保證試樣具有代表性,若是瀝青,應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行取樣,確保其在試驗(yàn)前未發(fā)生性質(zhì)改變。
四、測定步驟:
閃點(diǎn)測定步驟
準(zhǔn)備工作
將試驗(yàn)杯用合適的溶劑洗凈并烘干,然后安裝在閃點(diǎn)儀的支架上。
垂直插入溫度計(jì),使溫度計(jì)的水銀球距杯底約 6.5mm,位置在與點(diǎn)火器相對一側(cè)距杯邊緣約 16mm 處,保證溫度計(jì)能準(zhǔn)確測量試樣溫度。
將點(diǎn)火器轉(zhuǎn)向一側(cè)進(jìn)行點(diǎn)火試驗(yàn),調(diào)節(jié)火焰使其成為標(biāo)準(zhǔn)球形狀或直徑為 4mm±0.8mm 的小球形試焰,為后續(xù)閃點(diǎn)測定做好準(zhǔn)備。
加熱與測試
啟動(dòng)加熱裝置,開始加熱試樣,使升溫速度迅速達(dá)到 14℃/min - 17℃/min 。當(dāng)試樣溫度達(dá)到預(yù)期閃點(diǎn)前 56℃時(shí),調(diào)節(jié)加熱器,降低升溫速度,以便在預(yù)期閃點(diǎn)前 28℃時(shí),能將升溫速度精準(zhǔn)控制在 5.5℃/min ± 0.5℃/min 。
當(dāng)試樣溫度達(dá)到預(yù)期閃點(diǎn)前 28℃時(shí),開始每隔 2℃按一次點(diǎn)火器按鈕,使點(diǎn)火器的試焰沿試驗(yàn)杯口中心以 150mm 半徑作弧水平掃過一次,從試驗(yàn)杯口的一邊至另一邊所經(jīng)過的時(shí)間約 1s 。在此過程中,需時(shí)刻確認(rèn)點(diǎn)火器的試焰為規(guī)定直徑的火球,且位于試驗(yàn)杯口上方規(guī)定位置(如開口杯法中在坩鍋口上方 2mm - 處)。
當(dāng)試樣液面上最初出現(xiàn)一瞬即滅的藍(lán)色火焰時(shí),立即從溫度計(jì)上讀記此時(shí)的溫度,該溫度即為試樣的閃點(diǎn)。
燃點(diǎn)測定步驟
在完成閃點(diǎn)測定后,繼續(xù)對試樣進(jìn)行加熱,保持升溫速度為 5.5℃/min±0.5℃/min 。
按照閃點(diǎn)測定時(shí)的點(diǎn)火操作要求,繼續(xù)用點(diǎn)火器點(diǎn)火試驗(yàn)。
當(dāng)試樣接觸火焰立即著火,并能繼續(xù)燃燒不少于 5S 時(shí),停止加熱,并迅速讀記溫度計(jì)上的溫度,此溫度即為試樣的燃點(diǎn)。
四、數(shù)據(jù)記錄參考:
試驗(yàn)次數(shù) | 試樣名稱 | 環(huán)境溫度(℃) | 大氣壓力(kPa) | 閃點(diǎn)測定過程 | 閃點(diǎn)溫度(℃) | 燃點(diǎn)測定過程 | 燃點(diǎn)溫度(℃) | ||||
開始加熱溫度(℃) | 預(yù)期閃點(diǎn)前 56℃時(shí)時(shí)間及溫度 | 預(yù)期閃點(diǎn)前 28℃時(shí)時(shí)間及溫度 | 開始加熱溫度(℃) | 閃點(diǎn)溫度時(shí)時(shí)間及溫度 | 著火并持續(xù)燃燒時(shí)時(shí)間及溫度 | ||||||
1 | 70 號(hào)道路石油瀝青 | 25 | 101.3 | 20 | 10min,114℃ | 15min,142℃ | 168 | 168 | 17min,168℃ | 20min,185℃ | 185 |
2 | 70 號(hào)道路石油瀝青 | 26 | 101.2 | 21 | 10min,115℃ | 15min,143℃ | 166 | 166 | 17min,166℃ | 20min,183℃ | 183 |
3 | 70 號(hào)道路石油瀝青 | 24 | 101.4 | 19 | 10min,113℃ | 15min,141℃ | 170 | 170 | 17min,170℃ | 20min,187℃ | 187 |
