Химмотология ракетных и реактивных топлив (1043407), страница 41

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 41)

В рекомендациях IATA, а также в зарубежных националь­ных нормативно-технических документах эти топлива соответ­ственно называют: типа керосина (Kerosine Type), широкого фракционного состава (Wide Cut) и керосин с высокой темпе­ратурой вспышки (High Flash). Зарубежные топлива кроме международных обозначений (Interservices Designation) и на­званий имеют марки, определяемые государственными и ведом­ственными спецификациями (табл. 10.1), а также разные фир­менные названия.

Марки и номера нормативно-технических документов взаимо­заменяемых реактивных топлив стран СЭВ приведены в табл. 10.2.

Топлива, перечисленные в табл. 10.2, за исключением АТК и ТН, по показателям качества эквивалентны соответствующим маркам отечественных топлив ТС-1, РТ и Т-2. На авиационные керосины РТ и ТС-1 утвержден стандарт СТ СЭВ 5024—85, ко­торый вводится в СССР с 1987 г.

10.2. ТРЕБОВАНИЯ СПЕЦИФИКАЦИЙ К КАЧЕСТВУ ТОПЛИВ

Требованиями руководящего материала IATA, спецификаций Англии, США и контрольного перечня к качеству реактивных топлив типа керосина (Kerosine Type, Jet A-1) и широкого фрак­ционного состава (Wide Cut, Jet В) по состоянию на середину 1984 г. приведены в табл. 10.3.

Сопоставляя приведенные данные с требованиями отечествен­ных стандартов, можно сделать вывод, что они в известной сте­пени аналогичны как по перечню свойств, так и по нормам на отдельные показатели. Вместе с тем имеются и отличия. Так, зарубежные стандарты ограничивают не только нижние, но и верхние пределы плотности и давления насыщенных паров, ли­митируют остаток в колбе и потери при определении фракцион­ного состава, вязкость нормируют только при отрицательной температуре (—20 или —30°С), а для отдельных свойств ис­пользуют альтернативные нормы по показателям, например лю-минометрическое число или высота некоптящего пламени и со­держание нафталиновых углеводородов, и комплексные показа­тели, например, для оценки уровня горючести. Спецификации подробно регламентируют перечень, концентрацию и порядок до­бавления присадок. Есть показатели, которые в отечественной практике не применяют: индекс сепарации, произведение ани-

линовой точки на плотность, докторская проба, содержание во­дорода и испытание на серебряную пластинку.

Индекс сепарации оценивает стойкость водно-топливных эмульсий, его значение зависит от наличия в топливе поверхностно-активных вещесгв. Ес­ли содержание ПАВ мало, топливо имеет плохие противоизносные свойства, при избытке ПАВ возрастает эмульгируемость топлива ухудшается водоот-деляющая способность фильтров-сепараторов.

Величина произведения анилиновой точки на плотность характеризует энергоемкость, фракционный состав и углеводородный состав топлива. Это произведение будет тем больше, чем легче фракционный состав топлива и меньше в нем ароматических углеводородов. В этом случае возрастает зна­чение анилиновой точки и' плотности, выраженной в градусах API (Ameri­can Petroleum Institute). Плотность, выраженная в единицах СИ (кг/м³), будет уменьшаться, что следует из формулы пересчета указанных величин для 15,6 "С:

где ноль градусов API соответствует 1076 кг/м³. а 100 градусов API — 611 кг/м³.

Показатель «докторская проба» применяется со времен первое мировой войны, когда из-за возрастания потребности авиационных бензинов в их производство начали вовлекать сернистые нефти, содержащие сероводород и меркаптаны. Это ухудшило запах бензина. В целях дезодорации бензин стали подвергать плюмбитной очистке—«лечению». Метод качественно оп­ределяет наличие в топливе сероводорода и меркаптанов. Испытуемое топ­ливо смешивают с водным раствором плюмбита натрия и добавляют немно­го свободной серы: топливо выдерживает испытание, если его цвет не из­менился и пленка (слой серы) на разделе фаз осталась желтой, слегка по­серела либо покрылась темными точками. Если слой серы, топливо или вод­ная фаза приобрели оранжевую, коричневую либо иную окраску, реакция считается положительно, т. е. топливо испытание не выдержало. Указан­ный метод очень чувствителен. Если содержание меркаптанов определяют количественно, испытание на «докторскую пробу» не проводят.

Английские спецификации предусматривают необязательное определение содержания водорода — браковочная норма не уста­навливается. При этом если содержание водорода >= 13,8%, для топлива можно не определять высоту некоптящего пламени и произведение анилиновой точки на плотность.

Топлива, поставляемые для военной авиации капиталистиче­ских стран, должны удовлетворять требованиям военных спе­цификаций. Основными марками таких топлив в странах НАТО являются JP-4, JP-5 и JP-8 (Jet Propulsion—реактивное движе­ние)⁸. Требования военных спецификаций США к указанным топливам приведены в табл. 10.4. Эти требования в основном совпадают с требованиями гражданских спецификаций к топли­вам Jet В и JetA-1. По сравнению с требованиями руководящего материала IATA несколько ужесточены нормы по температуре кристаллизации, удельной электрической • проводимости и кис-

лотности топлив. В то же время в топливах допускается боль­шее содержание ароматических углеводородов [до 25% (об.)] и серы (до 0,4%), что позволяет расширить ресурсы топлива и получать его прямой перегонкой из любых нефтей.

Спецификации на топлива JP-7 и TS предъявляют более вы­сокие требования по показателям горючести и склонности к об­разованию отложений. Эти топлива вырабатывают в малых коли­чествах и применяют на самолетах специального назначения, на­пример высотных самолетах-разведчиках (TS).

В эти спецификации дополнительно введены показатели «вре­мя фильтрования» и «взрывоопасность»; первый определяют, фиксируя время фильтрования в вакууме (33 гПа) 3,785 дм³ (1 галлон) топлива через мембранный фильтр с порами разме­ром 0,8 мкм.

Требования военных спецификаций к индексу сепарации топ­лив неоднократно пересматривались, при этом предпочтение от­давалось водоотделяющей способности или противоизносным свойствам топлива. Так, первоначально в топливе JP-4 норма по-индексу сепарации была установлена не менее 55, т. е. допуска­лось большое количество в нем ПАВ. С 1965 г. в спецификации США с целью повышения эффективности работы фильтров-сепа­раторов минимальное значение индекса сепарации было уста­новлено 85. Одновременно было запрещено использовать все ин­гибиторы коррозии, которые, естественно, являются ПАВ. В ка­честве дополнительной меры по удалению из топлива ПАВ было введено фильтрование топлива через фильтры, фильтрующие элементы которых изготовлены из глины. Это резко ухудшило противоизносные свойства топлива, в связи с чем с 1976 г. мини­мальное значение индекса сепарации было снижено до 70 и вве­дено обязательное добавление ингибитора коррозии, тем самым было исключено заклинивание пар трения, наблюдавшееся у на­сосов-регуляторов некоторых типов.

Для топлив JP-4 и JP-5 спецификациями министерства обо­роны Англии DERD 2454 и DERD 2498 по сравнению с военны­ми спецификациями США установлены другие нормы по ряду показателей: содержание серы—не более 0,3%; высота некоп­тящего пламени—не менее 20 мм (метод определения IP 57);

результаты испытания на медную пластину—не более 1 балла, концентрация меди—не более 150 млн-'; состояние раздела фаз при испытании топлива на взаимодействие с водой—не бо­лее 2 баллов; удельная электрическая проводимость от 50 до 600 пСм/м. Не нормируются время фильтрования и уровень взрывоопасности топлива, используется набраковочный показа­тель—содержание водорода. При этом, если содержание водо­рода >13,8%, не обязательно определять содержание алкенов, теплоту сгорания и высоту некоптящего пламени. Предусмотре­но испытание топлива JP-5 на серебряную пластинку, количе­ственное определение содержания механических примесей. Тем­пература конца кипения топлива допускается до 300 °С.

10.3. ФАКТИЧЕСКОЕ КАЧЕСТВО ЗАРУБЕЖНЫХ ТОПЛИВ 'И ИХ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ С ОТЕЧЕСТВЕННЫМИ ОБРАЗЦАМИ

тактические значения показателей качества реактивных топлив, опубликованные лабораторией министерства энергетики США [212, 213], приведены в табл. 10.5. Анализируя данные таблицы, следует отметить, что после 1975 г., т. е. после энергетического кризиса в капиталистических странах, изменилась структура производства топлив (в результате чего на испытание поступили лишь единичные образцы топлива Jet A-1), а также значения по­казателей, в первую очередь обеспечивающих ресурсы топлива. За 10-летний период было испытано 676 проб реактивного топ­лива, что позволяет с достаточной степенью надежности судить о качестве топлив и тенденциях его изменения в капиталистиче­ских странах. В этот период средние значения содержания аро­матических углеводородов и меркаптановой серы, температуры перегонки 10% (об.), высоты некоптящего пламени и темпера­туры кристаллизации приблизились к предельно допустимым в настоящее время нормам. Особенно ярко эта тенденция наблю­дается в последние годы. Следует обратить внимание, что от­дельные образцы топлива Jet А имеют в 15 раз большее значе­ние кислотности по сравнению с топливами ТС-1 и РТ, а также содержат очень много алкенов—более 5%. По-видимому, эти образцы топлив получены только прямой перегонкой нефти без дополнительной очистки дистиллята. Вероятно, перед ректифи­кацией нефть была нагрета до температуры, вызывающей кре­кинг отдельных углеводородов. В таблице приведены также значения интегрального показателя качества топлив, вычислен­ного по формуле (8.1), по отношению к базовым средневзве­шенным значениям показателей качества ТС-1. Сравнительно низкие значения интегрального показателя для топлив Jet А и JP-5 обусловлены их худшими испаряемостью и прокачивае-мостыо по сравнению с ТС-1.

Среди испытанных топлив были образцы, не удовлетворяю­щие основным нормам спецификаций по высоте некоптящего пламени (20 мм) и содержанию ароматических углеводородов (20% об.). Это обусловлено временным, но регулярно возобнов­ляемым допускаемым отступлением от указанных норм (18 мм и 25% соответственно).

Фактический уровень качества зарубежных топлив обеспе­чивает их применение на отечественной авиационной технике без ограничений (например, топлива JetA-1 по спецификации DERD производства Алжира, Франции) или же с некоторыми ограничениями, вызванными недостаточным уровнем противоиз-носных свойств топлив, высокой температурой начала кристал­лизации (Jet А), или повышенной агрессивностью по отношению к резинам на основе нитрильных каучуков. Ограничения зависят

Характеристики

Список файлов книги