为解决传统液体浴腐蚀仪器试验恒温时间长、控温误差大的问题, 设计了一种基于金属浴温控技术的石油产品铜片腐蚀测定器。该仪器主要用于测定部分石油产品在特定温度下, 对金属铜的腐蚀程度。试验结果表明该仪器温场波动小、加热均匀、工作效率高, 可在石油产品铜片腐蚀试验中广泛应用。

铜片腐蚀性能是反映油品质量的一项重要参数, 可判断油品中是否含有能腐蚀金属的活性硫化物, 大部分石油产品都需要进行铜片腐蚀试验。目前铜片腐蚀试验中使用的传统液体浴仪器都采用非金属介质, 主要存在以下不足: (1) 部分特殊环境下无法满足试验要求。例如:高原地区水浴达不到100℃, 无法满足试验条件 (根据GB/T 5096《石油产品铜片腐蚀试验法》6.1.1中要求, 需要把试验弹完全浸入已维持在100±1℃的水浴中) 。 (2) 控温难度大。液体浴恒温常需多次调整, 且液体介质要搅拌, 若搅拌不均, 则影响温场均匀性, 导致试验结果不准。 (3) 液位观察及补液操作复杂。每次试验前要注液或放液, 试验中, 随着蒸发和取出弹体 (或试管) , 液位也会变化, 因此要经常补液, 以维持试验方法标准规定的液面位置, 而由于液面波动, 补液的量不好控制。 (4) 部分浴液存在安全隐患。例如:酒精、油挥发性强且易燃, 采用酒精浴或油浴时, 易引起爆炸或火灾等等。

为解决上述缺陷, 本文研制了金属浴铜片腐蚀测定仪。金属浴 (干式恒温仪、恒温干浴器) 是采用微电脑控制的恒温试验装置, 其误差小, 制样平行性好, 已经广泛应用于医药、食品、环境等领域的分析仪器设计中。将其应用于石油产品铜片腐蚀检测中以解决传统液体浴仪器温场波动大、加热不均匀的问题。

1 金属浴石油产品铜片腐蚀检测仪器的设计

按照《石油产品铜片腐蚀试验法》 (GB/T 5096-1985 (1991) ) 和《润滑脂铜片腐蚀试验法》 (GB/T 7326-1987) 对铜片腐蚀仪器的要求, 设计中增强了仪器的通用性, 提高了适用范围;采用整块金属加工技术, 充分发挥金属浴升温快、温场均匀的优势;采用先进的PID控温组件, 减小误差;操作简便, 减少人为干扰对试验结果带来的不利影响;应用先进的嵌入式科技, 将软硬件系统有机融合, 在实现精确测定的同时, 尽可能减少维护保养成本。

1.1 系统功能结构

仪器的功能结构框架如图1所示。此结构框架布局的优势是: (1) 实际功能全面, 具有快速升温、精密恒温、计时 (8组独立计时启停) 、比色 (能够辅助判断试验结果) 、数据查询及打印功能; (2) 工作效率高, 节约测量时间; (3) 运行稳定, 可靠性好; (4) 自动化、信息化程度高, 简化了操作流程。