استاندارد قابلیت جداپذیری آب از روغنهای نفتی و سیالهای سنتزی و روش آزمون آن، برای بار اول در سال ۱۳۷۰ توسط سازمان ملی استاندارد ایران تدوین شد و بعد از آن برای یک بار در سال ۱۳۹۳ مورد تجدید نظر قرار گرفت و با تائید کمیسیونهای مربوطه اصلاح شد. قابلیت جدا شدن آب از فرآوردههای مذبور یک روش مرجع برای آزمایشگاهها و مراکز کنترل کیفیت محسوب میشود و اهداف همگامی و هماهنگی با تحولات و پیشرفتهای ملی و جهانی در صنایع و علوم را دنبال میکند. قابلیت جداپذیری آب از روغنهای نفتیای که گرانروی بالایی ندارند، بهعنوان یک راهنما برای تعیین خصوصیات جدا شدن آب از روغنهای در معرض آلودگی و آشفتگی ساختاری توسط آب در نظر گرفته میشود و معیار قابل اتکایی به تهیهکنندگان یا مصرفکنندگان این مواد نشان میدهد.
اهداف و دامنه کاربردی آزمون جداپذیری آب از روغن
هدف از تهیه این استاندارد، تعیین روش برای اندازهگیری قابلیت جدا شدن روغنهای نفتی یا سیالهای سنتزی از آب، بهطور ویژه روغنهای توربین بخار با محدوده گرانروی مشخص در دمای ۴۰ درجه سانتی گراد است.
این استاندار برای آزمودن انواع دیگر روغنها با گرانروی بالای ۹۰ mm۲/S هم کارایی دارد، اما توصیه میشود در آزمون مربوط به آنها که ظرفیت اختلاط آب و روغن محدود دارند، دمای تعریف شده ۴۰ درجه سانتیگراد تا دمای ۸۲ درجه سانتیگراد افزایش پیدا کند. استاندارد ASTM D ۲۷۱۱ برای مواد با گرانروی بالاتر توصیه میشود. برای آزمودن سیالهای سنتزی که چگالی نسبی آنها بیشتر از آب است، روش کار یکسان است اما باید توجه کرد که آب احتمالاً روی امولسیون یا مایع شناور میشود.
کاربرد این استاندارد برای سنجش ویژگیهای روغنهای جدید یا کار نکرده و همچنین پایش روغنهای در حال استفاده یا تحت سرویس است.
مواد و وسایل مورد نیاز برای انجام آزمون جداپذیری آب از روغن
۱- مواد یا کنشگرهای مورد نیاز آزمون جداپذیری آب از روغن:
• نمونه: چون آزمون استاندارد جداپذیری آب از روغن نسبت به مقادیر کم آلودگی حساس است، نمونه باید طبق استاندارد ملی ایران به شماره ۴۱۸۹ نمونهبرداری شود.
• آب: از نوع آب درجه ۱ یا درجه ۲ مطابق استاندارد ASTM D ۱۱۹۳
• استون
• تولوئن: یا حلالهای پاککننده با قدرت حالالپوشی مشابه.
• شوینده: شوینده آنیونی با شستوشوی روان و بدون برجای گذاشتن رسوب.
۲- وسایل مورد نیاز آزمون جداپذیری آب از روغن:
• استوانه: با ظرفیت ۱۰۰ میلیلیتر و مدرج از جنس شیشه مقاوم در برابر حرارت و به ارتفاع ۲۲۵ تا ۲۶۰ میلیمتر. قطر داخلی استوانه مناسب آزمون جداپذیری آب از روغن، نباید از ۲۷ میلیمتر کمتر و از ۳۰ میلیلیتر بیشتر باشد.
• حمام گرمایش: که باید به اندازه غوطهور شدن حداقل دو استوانه، بزرگ و عمیق باشد.
• پره همزن: از جنش فولاد ضدزنگ یا کروم اندود و مطابق ابعاد ذکرشده در استاندارد.
• اسپاتول یا پاککن: از نوع بدون محافظ یا محافظ بیاثر برای میله؛ مثلاً از جنس لاستیک.
اصول آزمون و خلاصه مراحل سنجش قابلیت جداپذیری آب از روغن
در این روش یک آزمونه با نسبت برابر ۴۰ میلیلیتر از نمونه و ۴۰ میلیلیتر آب مقطر یا محلول ۱ درصد سدیم کلرید یا آب دریای سنتزی به مدت پنج دقیقه در یک استوانه مدرج در دمای ۵۴ درجه سانتیگراد یا ۸۲ درجه سانتیگراد (برای نمونهها با گرانروی بالاتر) مخلوط میشوند. زمان مورد نیاز برای جدایی امولسیون تشکیل شده پس از هر پنج دقیقه یا زمان مشخص دیگری ثبت میشود. اگر پس از ماندن آزمونه به مدت ۳۰ دقیقه یا زمان مشخص دیگری، جدایی کامل یا کاهش حجم امولسیون به میزان ۳ میلیلیتر یا کمتر رخ نداد، حجمهای روغن، آب و امولسیون باقی مانده در آن زمان مشخص گزارش داده میشود.
خلاصه روش این آزمون به این صورت است که ابتدا مایع حمام آزمون در دماهای تعیین شده مطابق با دمای مورد نظر آزمون گرم میشود و تا آخر آزمون در همان دما باقی میماند. استوانه شیشهای مدرج که با ۴۰ میلیلیتر آب واکنشگر و همین میزان نمونه پر شده است در جای خود مستقیماً زیر پره همزن قرار میگیرد. در مرحله بعد همزن و کرنومتر همزمان روشن میشوند و تا پنج دقیقه مواد داخل استوانه هم زده میشود. بعد از خارج کردن کامل همزن از استوانه و پاک کردن پرههای آن با اسپاتول، حجمهای لایههای روغن (سیال) آب و امولسیون هر بار بعد از تکرار مرحله قبل بازرسی و ثبت میشود.
در برخی موارد و برای بعضی از نمونهها ممکن است جدایی کامل آب از روغن رخ ندهد، ولی نشانههایی مثل کاهش حجم لایه امولسیون در گزارش آزمون ذکر میشود. همچنین شرایط دیگری ممکن است در آزمون پیش بیاید که نحوه درست برخورد و دستورالعملهای لازم درباره آنها در استاندارد قید شده است.
برای آزمون روغنهای خاص یا سوختهای مورد استفاده در کاربردهای دریایی، از محلول سدیم کلرید ۱ درصد میتوان به جای آب استفاده کرد.
گزارش آزمون اندازهگیری قابلیت جداپذیری آب از روغن
در گزارش آزمون قابلیت جداپذیری آب از روغن، اندازهگیریها در فواصل پنج دقیقهای ثبت میشود و اطلاعات زیر گزارش میشود:
الف) نوع آب استفاده شده
ب) دمای آزمون
پ) زمان رسیدن به حجم ۳ میلیلیتر یا کمتر امولسیون برحسب دقیقه
ت) زمان رسیدن به حجم ۳۷ میلیلیتر آب برحسب دقیقه
ث) زمان جدا شدن کامل ۰ میلیلیتر امولسیون، ۴۰ میلیلیتر روغن و ۴۰ میلیلیتر آب برحسب دقیقه
همچنین بهغیراز گزارش زمان، حجم هر لایه برحسب میلیلیتر گزارش داده میشود: میلیلیتر روغن – میلیلیتر آب- میلیلیتر امولسیون (زمان-دقیقه)
دو مورد از گزارش آزمون جداپذیری آب از روغن برای راهنمایی خوانش آن در زیر آورده شده است:
۳۹ – ۳۵ – ۶ (۶۰) یعنی پس از ۶۰ دقیقه بیشتر از ۳ میلیلیتر امولسیون باقی میماند، ۳۹ میلیلیتر روغن، ۳۵ میلیلیتر آب و ۶ میلیلیتر امولسیون.
۴۱- ۳۷ – ۲ (۲۰) یعنی جدایی کامل رخ نمیدهد، ولی امولسیون به ۳ میلیلیتر کاهش مییابد؛ بنابراین آزمون تمام میشود.
نتیجهگیری
آزمایشگاهها و مراکز واسنجی که درزمینهٔ سنجش فرآوردههای نفتی فعالیت میکنند، از روشهای آزمون مطابق با روشهای مورد تائید سازمان ملی استاندارد ایران استفاده میکنند و گزارشهای لازم را در هر زمینهای به سفارشدهندهها ارائه میدهند. اندازهگیری قابلیت جداپذیری آب از روغن بر اساس آزمون استاندارد برای نمونههای روغنیای که گرانروی بالایی ندارد (زیر ۹۰ mm۲/S) کاربرد دارد و نتایج آن به این دلیل که حجمهای مختلف آب و امولسیون را در نمونه مورد نظر تعیین میکند، راهنمایی خوبی برای تولیدکنندگان و مصرفکنندگانی است که میخواهند ویژگیهای روغنهای جدید یا روغنهای تحت سرویس را بهتر بشناسند و ظرفیت آشفتگی این مواد را توسط آب شناسایی کنند.