喷气燃料腐蚀性能的研究论文征集样本.doc

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关于喷气燃料腐蚀性能的研究
毛 毅

【摘 要】 金属腐蚀对喷气燃料的质量势必造成大的危害。采用元素硫、 多种硫醇进行喷气燃料的腐蚀试验, 试验结果表明: 造成银片腐蚀的原因是元素硫、 硫醇性硫的协同作用, 造成铜片腐蚀的原因是元素硫的单独作用。银片腐蚀、 铜片腐蚀试验不能相互替代。
【关键词】 喷气燃料; 铜片腐蚀; 银片腐蚀
1、 问题的提出
随着飞机发动机性能的提高, 对喷气燃料质量的要求也越来越高。喷气燃料在生产、 储存、 使用过程中, 受到生产工艺、 储存条件和微生物的影响, 金属腐蚀( 银片腐蚀、 铜片腐蚀) 的情况时有发生。针对喷气燃料的这一腐蚀情况, 有必要进行一系列实验论证, 为防止腐蚀提供一定的数据支撑。
2.试验部分
2.1试剂
元素硫, 多种硫醇, 100～200目吸附硅胶, 所用化学试剂均为分析纯。
2.2分析方法
银片腐蚀采用SH∕T0023方法; 铜片腐蚀采用GB5096方法;
3、 结果与讨论
3.1 元素硫单独存在时对银片、 铜片腐蚀的影响
将喷气燃料加入元素硫配制成一定浓度作为母液, 再稀释成不同的浓度, 分别做银片腐蚀和铜片腐蚀试验, 结果见表1和表2。

表1 元素硫浓度对银片腐蚀的影响
元素硫, μg∕g
银片腐蚀现象
银片腐蚀级别, 级
0.1
0.2
0.4
0.8
1.0
2.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
12.0
15.0
银白色
银白色
银白色
银白色
银白色
银白色
银白色
丝状浅灰色
丝状浅灰色
丝状黑灰色
铁灰色
铁灰色
黑灰色
黑灰色边缘黑
黑色
0
0
0
0
0
0
0
1
1
2
3
3
3
3
4
从表1以看出, 当元素硫含量为5μg∕g时, 银片腐蚀由0级变成1级; 达到7μg∕g时 银片腐蚀由1级变为2级; 当元素硫含量为8μg∕g时, 腐蚀级别达到3级; 当元素硫含量为15μg∕g时, 银片腐蚀级别为4级。从试验能够看出, 随着元素硫浓度的增加, 银片腐蚀级别也随之增加。
表2 元素硫浓度对铜片腐蚀的影响
元素硫, μg∕g
铜片腐蚀现象
铜片腐蚀级别, 级
0.1
0.2
0.4
0.8
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
7.0
8.0
9.0
10.0
12.0
15.0
淡橙色
淡橙色
淡橙色
深橙色
深橙色
红色
橙红灰色
金黄红色
红黄灰色
金黄红色
金黄棕色
黄棕绿色
红棕绿色

深褐绿色
深褐黑色
1a
1a
1a
1b
1b
2a
2c
2e
2d
3a
3b
4a
3b
3b
4a
从表2能够看出, 当元素硫含量为1μg∕g以下时, 铜片腐蚀均在1a～1b; 达到2μg∕g时, 铜片腐蚀由1b变为2级; 当元素硫含量为7μg∕g时, 铜片腐蚀级别达到3级; 当元素硫含量为15μg∕g时, 铜片腐蚀级别为4级。从试验能够看出, 随着元素硫浓度的增加, 铜片腐蚀级别也随之增加。
由表1和表2能够看出, 在元素硫加入量相同的情况下, 当元素硫含量为2μg∕g时, 铜片腐蚀级别就由1b变为2级, 已经不合格; 而在元素硫含量为2μg∕g时, 银片腐蚀级别为0级, 合格, 直到元素硫含量为7μg∕g时, 银片腐蚀级别才由1级变为2级, 出现不合格现象。
3.2硫醇单独存在时对银片、 铜片腐蚀的影响
硫醇是在喷气燃料中常见的腐蚀物质, 虽然在喷气燃料中硫醇的含量较低, 但在炼油厂生产工艺中做到完全脱除掉硫醇却非常不容易。硫醇是一种复杂的混合体, 不同结构、 不同分子量的硫醇对喷气燃料的影响也不相同, 因此我们选择了不同结构、 不同分子量的硫醇进行试验, 结果见表3和表4。
表3 不同结构的硫醇对银片腐蚀的影响
硫醇种类
十二硫醇
正戊硫醇
硫醇性硫含量μg∕g
银片腐蚀颜色
银片腐蚀级别, 级
50
银白色
0
100
银白色
0
500
失去光泽
1
50
银白色
0
100
银白色
0
500
失去光泽
1
从表3能够看出, 硫醇对喷气燃料银片腐蚀的变色影响很小, 即使浓度达到500μg∕g也在合格范围内, 但并不是不腐蚀银片, 经过对银片腐蚀后的银片进行X－射线能谱图能够看出, 银片中存在硫元素, 说明硫醇银存在。因此当硫醇单独存在时, 对喷气燃料银片腐蚀的变色现象影响很小, 但硫醇的腐蚀依然存在, 只是所产生的硫醇银的颜色较浅用肉眼难以辨别。

表4 不同结构的硫醇对铜片腐蚀的影响
硫醇种类
十二硫醇
正戊硫醇
硫醇性硫含量μg∕g
铜片腐蚀颜色
铜片腐蚀级别, 级
500
轻度变色
1a
500
轻度变色
1a
从表4能够看出, 当两种不同结构的硫醇单独存在时, 其浓度在500μg∕g时, 喷气燃料铜片腐蚀的颜色仍为合格。
从以上能够看出, 即使两种不同结构的硫醇单独存在时的浓度很大( 在500μg∕g) 时, 对于喷气燃料银片、 铜片腐蚀颜色和级别都没有造成影响。
3.3元素硫与硫醇共同存在时的腐蚀情况
喷气燃料中硫化物的组成和种类十分复杂, 不是单一存在的, 因此有必要考察元素硫与硫醇共存时分别对喷气燃料银片、 铜片腐蚀的协同作用, 结果见表5和表6。
表5 元素硫、 硫醇性硫对银片腐蚀的协同作用
硫醇浓度

元素硫浓度
十二硫醇
50μg∕g
正戊硫醇
50μg∕g
0.2μg∕g
2级
2级
0.4μg∕g
3级
2级
由表5能够看出, 当元素硫和硫醇共同存在时, 元素硫的含量仅为0.2μg∕g、 硫醇性硫为50μg∕g时银片腐蚀级别就达到2级, 即不合格。而在元素硫单独存在时其浓度达到6μg∕g时还没有引起银片腐蚀, 硫醇性硫单独存在时其浓度达到500μg∕g时也没有引起腐蚀, 可见是因为硫醇的存在加剧了元素硫的腐蚀程度。
表6 元素硫、 硫醇性硫对铜片腐蚀的协同作用
硫醇浓度
元素硫浓度
十二硫醇
50μg∕g
正戊硫醇
50μg∕g
0.2μg∕g
1a级
1a级
0.4μg∕g
1a级
1a级
由实验能够看出, 在较低的元素硫含量下, 当元素硫和硫醇共同存在时, 对铜片腐蚀没有造成影响。硫醇性硫单独存在时其浓度达到500μg∕g时也没有引起腐蚀, 而元素硫单独存在时其浓度达到2μg∕g时铜片腐蚀级别已达到2级,即不合格。
由此可见, 在较低的元素硫存在下, 元素硫和硫醇共同存在时对铜片腐蚀的影响比对银片腐蚀的影响小很多。
3.4两种腐蚀试验方法的差异
银片腐蚀试验对元素硫非常敏感, 当有硫醇存在时, 尤为灵敏。但由于其试验温度低( 50℃) , 在对较高温度下能分解的硫化物的腐蚀, 不如铜片腐蚀试验苛刻。
铜片腐蚀试验由于其试验温度较高( 100℃) , 在此温度下, 喷气燃料中不稳定的多硫化物能够提高硫化物的活性, 而使其腐蚀性增大。另外, 由于铜片腐蚀试验温度比银片腐蚀试验温度高, 在相同的元素硫含量下, 其腐蚀活性更大。
4．结论
一般情况下, 活性硫化物存在于喷气燃料中含量很少, 不容易定量测出, 但它对于燃油系统中铜合金部件的腐蚀性却很强, 另外它们的腐蚀活性随燃料中硫醇的结构和含量而变化, 与它在喷气燃料中的浓度关系并不是太大, 因此定量控制它们的含量的化学分析方法并不比性能试验可靠, 因此在喷气燃料标准中, 控制活性硫化物腐蚀性能的标准方法为铜片、 银片腐蚀试验。
造成银片腐蚀的主要原因是当元素硫、 硫醇性硫共同存在时,由于两者之间的协同作用, 在其含量很小时就能造成银片腐蚀不合格。而当元素硫单独存在时就能对铜片腐蚀产生影响, 造成其不合格, 元素硫、 硫醇性硫之间的协同作用对铜片腐蚀的影响较小。因此能够得出, 银片腐蚀、 铜片腐蚀试验检测含硫腐蚀物质不同, 不能相互替代。

参考文献
[1]总后勤部军需物资油料部D-LJ13- 《油料化验》( 上、 下册) [M].解放军出版社. .6
[2]总后勤部军需物资油料部D-LJ11- 《军用油料质量管理》[M].解放军出版社, .1
[3]总后勤部军需物资油料部编译《美国军用油料规范汇编》( 上册) 航空和舰艇油料 .3

作者简历:
毛毅, 大学本科文化, 后勤工程学院油料管理专业毕业。专业技术上校。现任广州军区油料训练大队电教资料室主任,主要从事油料教学与研究工作。