張小芳,肖敏,佘運(yùn)鋼
(中國石油大港石化公司,天津300280)
煅后石油焦真密度檢測方法研究
張小芳,肖敏,佘運(yùn)鋼
(中國石油大港石化公司,天津300280)
本文通過對不同的煅后石油焦真密度檢測標(biāo)準(zhǔn)對檢測結(jié)果進(jìn)行分析,不同的檢測方法對煅燒石油焦的真密度檢測結(jié)果會產(chǎn)生較大差異,建議檢測方法盡可能采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
煅燒石油焦;真密度;標(biāo)準(zhǔn);檢測方法
1.1.1水介質(zhì)中真密度
炭陽極用煅后石油焦檢測方法,第9部分:真密度的測定,標(biāo)準(zhǔn)號YS/T 587.9-2006。
方法原理:試樣置于蒸餾水中煮沸排氣后,用密度瓶測定一定溫度下的密度。
測定方法:將試樣置于潔凈得以標(biāo)定的密度瓶中,注入無氣泡的蒸餾水之密度瓶2/3處,在砂浴煮沸3min,此時不允許試樣濺出,取下密度瓶后,注入無氣泡蒸餾水與刻度線,同注入蒸餾水的滴瓶一同放入恒溫水浴中,在與標(biāo)定密度瓶水值一致的溫度下保持30min,用濾紙或滴瓶調(diào)整蒸餾水液面至刻線處(如用毛細(xì)管密度瓶,應(yīng)立即蓋好瓶塞),取出后用潔凈毛巾仔細(xì)擦干瓶外部,迅速稱其質(zhì)量,精確至0.0001 g。
1.1.2二甲苯介質(zhì)中真密度
炭陽極用煅后石油焦檢測方法,第8部分:二甲苯中密度的測定,比重瓶法,標(biāo)準(zhǔn)號YS/T 63.8-2006。
方法原理:經(jīng)真空脫氣,在比重瓶中測定鋁用碳素材料在二甲苯中的密度。
測定過程:將帶有試樣的比重瓶(不帶塞子)放入脫氣裝置的容器中。再加二甲苯之前,抽真空使剩余壓力為1.3 kPa±0.3 kPa。逐滴向比重瓶中加入二甲苯,直至覆沒試樣至少20mm,則停止加入,繼續(xù)抽真空,間接搖動比重瓶和支架,直至不再排出氣泡,通常此過程需要60min。緩慢使空氣進(jìn)入脫氣裝置,取出比重瓶,填充二甲苯直至稍低于基線。靜置至少30min,完全注滿二甲苯,插入瓶塞。插干溢出液體。重復(fù)上述操作,稱量裝有試樣和二甲苯的比重瓶的質(zhì)量,精確至0.1mg。
測定過程:用減量法準(zhǔn)確稱量稱取試樣3 g(精確至0.1 g),將試樣倒入比重瓶內(nèi),注入蒸餾水約在容積1/2處,在室溫中放置10min,使試樣濕潤后都沉至瓶底。將瓶和盛有蒸餾水的燒杯,一起放到干燥器中抽真空至755±2mm汞柱,保持20min,可用手輕擊干燥器壁,幫助氣體排出。抽出15min將瓶和燒杯從干燥器中拿出,然后將燒杯中蒸餾水加入瓶內(nèi)至毛細(xì)管全部被注滿為止,擦凈水跡準(zhǔn)確稱取瓶水試樣的重量,洗凈比重瓶加入抽氣后的蒸餾水,稱出瓶和水重量。實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行。
用氦氣體密度儀測定煅后石油焦真密度的標(biāo)準(zhǔn)方法,美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)D2638-91。
檢測原理:煅燒焦樣品要求是干燥的,并且能夠通過75μm的篩子。用天平直接稱量樣品的質(zhì)量,將樣品放入密度儀,根據(jù)樣品排代的氦氣體積導(dǎo)出樣品的體積。樣品的質(zhì)量與體積比即為樣品真密度。
檢測方法:稱10 g(精確到0.1mg)干燥后的實(shí)驗(yàn)樣品到儀器提供的樣品杯中,稱量盛有樣品的樣杯。把稱重的樣品和樣杯放到密度儀的樣品室,抽(排)空樣室。向儀器的控制室充氦氣,使壓力高于樣品室,用自動方式或手動方式連接控制室和樣品室。測試兩室平衡后的壓力。根據(jù)控制室內(nèi)和樣品室內(nèi)已知的體積,連接兩室前每個室的絕對壓力和連接后的最后平衡壓力,計算石油焦樣品的體積。當(dāng)密度儀最后達(dá)到平衡后,記錄樣品體積或密度。
表1為煅后石油焦真密度檢測方法。
表1 煅后石油焦真密度檢測方法
從表1可以看出,煅后石油焦真密度檢測方法主要有4種,國內(nèi)鋁用碳素材料常用檢測方法還有YB/T 4091-1992,檢測原理及方法與YS/T 587.9-2006基本相同。二甲苯中真密度由于毒性較大,目前國內(nèi)多數(shù)廠家不予采用,基本采用水中真密度,少數(shù)廠家使用排氣法或氦氣法,氦氣法在國外應(yīng)用較為普遍。雖然制定了真密度檢測方法,但國內(nèi)目前使用檢測標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,并且取樣方法也存在差異,實(shí)際使用中易產(chǎn)生糾紛。
2.1.1在大港煅燒回轉(zhuǎn)窯小窯下料口取煅后石油焦,每間隔4 h取約1 kg樣品,取一天內(nèi)同一條窯中的樣品,試樣編號分別是:樣品1,樣品2,樣品3,樣品4,樣品5,樣品6。
2.1.2取大港煅燒回轉(zhuǎn)窯密度不同煅燒石油焦樣品,試樣編號分別是:樣品7,樣品8,樣品9,樣品10。
分別用氦氣法ASTM D2638-91(A法)和水中真密度YS/T 587.9-2006(B法)兩種方法檢測。
表2為煅后石油焦檢驗(yàn)結(jié)果。
表2 煅后石油焦檢驗(yàn)結(jié)果
從表2可知,使用ASTM D2638-91檢驗(yàn)的真密度結(jié)果均高于YS/T 587.9-2006檢驗(yàn)真的密度結(jié)果,這說明氦氣的滲透性較強(qiáng)。
通過上述資料的比較,就真密度的檢測方法而言,可以得知:
3.1.1ASTM D 2638-91標(biāo)準(zhǔn)檢測方法簡便,易操作,實(shí)用性好,而且氦氣的滲透性較其他介質(zhì)好,但是氦氣受外界溫度、濕度的影響,須在溫度、濕度相對恒定的狀況下檢測。
3.1.2YS/T 587.9-2006標(biāo)準(zhǔn)檢測方法較繁鎖,技術(shù)含量較高,并且不受外界溫度、濕度的影響,一般用于有爭議和歧議的仲裁,但是介質(zhì)水的滲透性較氦氣差,檢測值偏低。
3.1.3其他標(biāo)準(zhǔn)檢測方法如:YS/T 63.8-2006使用的介質(zhì)二甲苯氣味比較大,而且有毒性,一般不愿操作。ISO 21687的操作方法復(fù)雜,使用設(shè)備較多,對于孔隙內(nèi)的氣體無法排除,檢測值會偏低。
因此,為了進(jìn)一步提高我國碳素材料的質(zhì)量水平,引導(dǎo)行業(yè)的更好發(fā)展,促進(jìn)對外貿(mào)易,建議:
3.2.1優(yōu)化資源、集中力量,盡快完成配套檢測設(shè)備的定型化生產(chǎn)。
3.2.2加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究,標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過程中,聯(lián)合對國內(nèi)的碳素材料質(zhì)量進(jìn)行一次普查,為產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供支持。
同時盡快完善產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)體系,在技術(shù)條件許可的情況下,檢測方法盡可能采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),以減少貿(mào)易的技術(shù)壁壘,同時要加強(qiáng)理論研究,確保碳素材料行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
10.3969/j.issn.1008-1267.2011.02.022
TE628.8+7
1008-1267(2011)02-0056-02
B
2010-09-06