Resumen Especificación ASTM para Diésel | Parte II
Por Ambrose Hughey, OMA I
Business Manager Northwest, Tribology


Este breve artículo es la parte dos de tres series intencionada a proveer una guia a personas en el área de análisis de Combustible Diésel. En Parte I comenzamos revisando los requerimientos especificados en la Tabla I del ASTM D975 el cual es la especificación estándar para Combustible Diesel.En parte II de la series continuare revisando el resto de la tabla 1 para ASTM D 975 de especificación estándar de Combustible Diésel que no fue cubierto en Parte I. En Parte III, proveeré con una guia en otras pruebas de Combustible Diésel que no están especificadas en requisitos de la Tabla 1. Como un recordatorio, el foco principal de esta serie es en Combustible Diésel No.2

Número de Cetano - Número de cetano es una medida de la calidad de ignición del combustible diésel que se refiere a la facilidad de combustión. Número de cetano es esencialmente una medida de retardo de la ignición de un combustible; el período de tiempo entre el inicio de la inyección y el inicio real de la quema de combustible en un tipo de cámara de prueba de motores de encendido por compresión de pre combustión. En general, los combustibles con un mayor número de cetano proporcionan un periodo de retardo de encendido más corto que los combustibles con un número de cetano más bajos. El combustible diésel que posee buena calidad de ignición debe proporcionar un buen rendimiento de arranque en frío. La escala de número de cetano cubre el rango de 0 a 100, pero los resultados de análisis típicos están en el intervalo de 30 a 70. Índice de cetano calculado se utiliza comúnmente para estimar el número de cetano del combustible diésel. El índice de cetano se calcula utilizando una ecuación de cuatro variable que utiliza la densidad del combustible y el 10%, 50%, 90% y temperaturas de recuperación determinada por destilación. Tenga en cuenta que el índice de cetano no está generalmente afectado por mejoradores de cetano. ASTM D 975 Tabla 1 especifica un límite mínimo para el número de cetano de 40 para todos los grados 1-D y 2-D.

Tabla 1 especifica que una de las dos condiciones deben cumplirse como se especifica en 40 CFR Parte 80 controles y prohibiciones sobre la calidad del combustible diésel. Los dos parámetros especificados son índice de cetano y aromaticidad%. O bien el índice de cetano es al menos 40; o el contenido máximo de aromáticos del 35 por ciento en volumen se debe cumplir. Este requisito está dirigido a controlar el contenido de aromáticos, ya que pueden tener un impacto negativo sobre las emisiones

  • Calculado Índice de cetano - índice de cetano que se utiliza comúnmente para estimar el número de cetano del combustible diésel también se especifica como parte del 40 CFR Parte 80 como se ha señalado anteriormente. En este caso, el método especificado es ASTM D 976 que varía de la ecuación de índice de cetano que he discutido anteriormente. La ecuación D976 sólo requiere la temperatura media de ebullición y la densidad del combustible diésel en cuestión. Se especifica Este requisito es para límites de altas cantidades de compuestos aromáticos. ASTM D 975 Tabla 1 especifica un límite mínimo para el índice de cetano de 40 para los grados en el número 1-D y 2-D Nº S15 y S500.
  • Aromaticidad - ASTM D1319 es el Método de prueba estándar para los tipos de hidrocarburos líquidos en productos derivados del petróleo por Adsorción de Indicador Fluorescente. Este método cubre la determinación de los tipos de hidrocarburos aromáticos, olefinas, y se satura en fracciones de petróleo. En este caso, el % aromáticos es de interés como se especifica como parte del 40 CFR Parte 80, ya que es importante en la caracterización de la calidad de las fracciones de petróleo y específicamente los impactos potenciales sobre las emisiones. ASTM D 975 Tabla 1 especifica un límite máximo para compuestos aromáticos de volumen de 35% para los grados de No. 1-D y 2-D No. S15 y S500.

Tabla 1 incluye una especificación de requisitos de operatividad que incluye la realización de una de las tres pruebas de operatividad de baja temperatura. Las tres pruebas que se enumeran son Punto Nube (Cloud Point), Filtro Frío Plugging Point (CFPP), y la prueba de flujo a baja temperatura (TLP). En primer lugar voy a hablar brevemente de operatividad a baja temperatura, en general, entonces cubriremos los tres ensayos especificados.

  • Operatividad Baja Temperatura - El combustible diésel contiene parafina que formará la cera cuando se somete a temperaturas bajas. Consideraciones de operatividad a temperaturas bajas son muy importantes ya que la formación de cera pueden obstruir los filtros de combustible en el equipo, lo que puede conducir a la falta de combustible y el apagado del equipo. Esta formación de cera causará que el diésel se convierta en gel y, finalmente, solidificándose si se somete a temperaturas lo suficientemente frías, no muy diferente a la congelación del agua. Sin embargo, a diferencia del agua que tiene un punto de congelación conocida con poca variación dependiendo de la fuente, los combustibles de destilado medio de diferentes fuentes pueden tener potencialmente una amplia diferencia en el rendimiento a temperatura fría. Esta variación se atribuye a las diferencias en el petróleo crudo, los procesos de refinación, y aditivos. La operatividad de diésel de baja temperatura se puede medir por métodos tales como punto de nube (Cloud Point), POFF (CFPP), y prueba de flujo a baja temperatura (LTFT).
  • Punto de Nube (Cloud Point) - El punto de enturbiamiento es la primera temperatura a la que el combustible comienza a mostrar una neblina o nube causada por la formación de cera. El análisis implica enfriar una muestra a una velocidad especificada y examinar periódicamente para la precipitación inicial de la cera. La temperatura a la que se observa la nube primero se registra como el punto de enturbiamiento. El uso de diésel en o por debajo de su punto de nube puede causar problemas de operación. La falta de combustible se puede producir en forma de cristales de cera desencadenando en el sistema de combustible taponamiento y / o flujo insuficiente. Aditivos que mejoran la operación a baja temperatura se pueden mezclar en el combustible para mejorar el rendimiento muy por debajo del punto de turbidez.
  • Filtro Frío Plugging Point (CFPP) y baja temperatura de prueba de flujo (LTFT) - El CFPP es la temperatura a la que los cristales de cera son suficientes para detener o ralentizar el flujo a través de un filtro de 45 micras. En cada disminución de la temperatura, se aplica un vacío para extraer la muestra de una jarra de prueba a través del filtro para llenar una pipeta estándar y cronometrada. Se completa la prueba cuando; el tiempo necesario para llenar la pipeta estándar excede de 60 segundos o el combustible no vuelve completamente a la jarra de prueba antes de enfriar hasta la próxima lectura de la temperatura. La temperatura pase LTFT es la temperatura más baja, en el que un espécimen de prueba se pueden filtrar en 60 s o menos a través de un filtro de 17 micras. Tanto CFPP y LTFT se utilizan comúnmente para investigar el rendimiento aditivo de combustible para la operatividad a baja temperatura.

Mientras que las pruebas de operatividad de baja temperatura anteriores pueden proporcionar estimaciones de rendimiento del combustible en un clima frío, ASTM Tabla 1 no especifica límites para estas propiedades ya que las necesidades de baja operatividad temporal enormemente varían dependiendo de la época del año y la ubicación. ASTM D975 apéndice X5 ofrece algunas orientaciones sobre la operatividad a baja temperatura.

  • Residuo de Carbono - Análisis de residuos de carbono implica rápidamente el calentamiento de una muestra hasta el punto en el que toda la materia volátil se evapora con o sin descomposición mientras que el residuo restante más pesado en se somete a craqueo y reacciones de coque. El residuo remanente a la conclusión de la prueba se calcula como un porcentaje de la muestra original. La cantidad de residuo de carbono proporciona una medida de la tendencia de coquización del combustible y se puede utilizar para estimar el potencial de carbono a depositar del combustible. Los depósitos de carbón pueden conducir a problemas de rendimiento y desafíos de mantenimiento. ASTM D 975 Tabla 1 especifica el máximo de residuos de carbono como el 0,15% y el 0,35% para los grados N ° 1-D y N ° 2-D, respectivamente.
  • Lubricidad - Combustible Diésel proporciona lubricación a la mayoría de los componentes del sistema de inyección de combustible. Combustible con mala lubricación puede conducir a una reducción en la vida de servicio y problemas de mantenimiento de los equipos de inyección de combustible. Tabla 1 especifica un requisito para cumplir con la máxima marca de desgaste según lo determinado por el método de ensayo para la evaluación de lubricidad HFRR de los combustibles diésel. El análisis implica una muestra de 2 ml de diésel que se coloca en el depósito de prueba de un HFRR que sostiene una bola de acero cargado con una masa de 200 g que se baja hasta que contacta un disco de prueba completamente sumergido en el combustible. La bola se frota contra el disco con pegada de 1 mm a una frecuencia especificada durante 75 minutos. A la conclusión de prueba, la imagen de la marca de desgaste se captura y se registra usando una cámara digital por microscopio. ASTM D 975 Tabla 1 especifica un límite máximo para la lubricidad de 520 micras para todos grados 1-D y 2-D.
  • Conductividad - El análisis de la conductividad es principalmente para temas de manejo seguro. Los riesgos pueden estar asociados con la descarga eléctrica estática y muchos factores que pueden contribuir a este riesgo. El requisito de la conductividad ayudará a disminuir el riesgo. Como se indica en la especificación "La intención de este requisito es reducir el riesgo de ignición electrostática durante el llenado de camiones cisterna, barcazas, compartimentos de barcos, y vagones de ferrocarril, donde los vapores inflamables de carga pueden estar presentes. En general, no se aplica a niveles menores donde los vapores inflamables están generalmente ausentes. "ASTM D 975 Tabla 1 especifica un límite mínimo para conductividad de 25 pS / m para todos los grados 1-D y 2-D. Este requisito se aplica a toda la instancia de transferencia de alta velocidad, como se mencionó anteriormente.

Esto completa la travesía por los requisitos detallados de la Tabla 1 de la especificación estándar para combustibles diésel. Espero que este resumen de la Tabla 1 haya sido informativo y útil para usted. En la última parte de esta serie de tres partes voy a estar cubriendo algunas pruebas comunes que se realizan en el combustible diésel que no están incluidas en los requisitos de la Tabla 1. Por favor, permanezca atento a la parte III en la próxima distribución de eSource.