喷气燃料润滑性的研究

介绍了喷气燃料的润滑性问题,对喷气燃料的润滑原理进行了探讨,对各国所用的抗磨剂进行了论述,并对喷气燃料润滑性的评定仪器进行了对比,对抗磨剂的未来进行了展望。     

喷气燃料润滑性影响因素研究

喷气燃料的润滑性直接关系到燃油系统能否正常运行。当喷气燃料的润滑性较差时,会加速燃油泵柱塞球面的磨损,从而导致供油量不足,发动机转速下降,严重时甚至会引起空中停车事故。因此,对喷气燃料润滑性影响因素的考察一直是行业内研究的重点。本文考察了温度、湿度、调油组分、添加剂、调油方案等因素对喷气燃料润滑性的影响,并分析了其影响机理。提醒从业人员要严格按照标准SH/T0687—2000规定的条件进行喷气燃料润滑性分析,并建议调油单位合理判断民用喷气燃料中的抗磨剂添加量,在保证喷气燃料质量合格的前提下,达到降本减费的目的。     

基于分子模拟润滑改进剂对喷气燃料润滑性能的影响

自1990年以来,美军在地面柴油机装备上使用单一燃料时燃料泵出现了严重的磨损失效。本文采用分子模拟理论来模拟喷气燃料润滑改进剂分子,并采用HFRR试验机和BOCLE试验机来评价并验证润滑改进剂的抗磨性能。结果表明,抗磨剂在摩擦表面上的吸附能与其抗磨性能相关,二聚酸的吸附能高于环烷酸的吸附能,二聚酸具有相对较好的润滑性能,摩擦学试验结果表明二聚酸的摩擦学性能优于环烷酸;抗磨剂在一定浓度时能够满足燃料用作喷气燃料润滑性的需求,当满足燃料用作柴油润滑性需求时,需要添加更高的浓度。     

溶解氧对喷气燃料润滑性能的影响

利用球柱润滑性试验机和ＲＪＹ－２型溶解氧测定仪，研究了溶解氧对喷气燃料润滑性的影响。研究结果表明，给喷气燃料通入氮气可迅速降低其中溶解氧，在充氮气条件下，６种试样溶解氧含量比充空气时，平均下降３０．５μｇ／ｇ，磨痕直径比充空气时平均减小了０．０４８ｍｍ，表明降低喷气燃料中溶解氧含量有利于改善其润滑性能。     

轻组分燃料润滑性需求及对策研究

由于现今技术工艺对发动机结构优化设计和材质的潜力有限以及环保清洁燃料规格的严格要求,使得燃油泵的润滑越来越依赖燃料自身的润滑性能,因此为了减少燃油泵的磨损,世界各国都开始重视研究燃料的润滑性能。文章介绍了汽油、柴油和喷气燃料及单一燃料对润滑性能的要求及其试验方法,详细概述了国内外汽油、喷气燃料、柴油和单一燃料等规格对润滑性能指标的要求,添加抗磨剂是提高燃料润滑性最有效的方法,研究低酸值直链脂肪酸衍生物柴油抗磨剂和寻找喷气燃料替代抗磨剂是未来发展的主要方向。     

喷气燃料组成对润滑性影响的实验研究

考察了加氢喷气燃料主体烃组分对燃料润滑性的影响。根据喷气燃料的组成,选择代表喷气燃料不同组分的纯化合物,建立简单的模拟系统,研究其对喷气燃料润滑性的贡献。结果表明,碳数相同的烃组分中润滑性以芳烃最好,其次为烯烃、环烷烃,链烷烃最差。将四氢萘、二甲苯和1-癸烯按比例加入到加氢喷气燃料基础油中,四氢萘对燃料润滑性的改善优于1-癸烯和二甲苯;对燃料润滑性起主要作用的是在加氢喷气燃料中含量很少的四氢萘和烯烃,含量多的二甲苯对喷气燃料润滑性的影响很小。     

环烷酸的结构分析及对燃料润滑性的影响

采用IR、NMR和ESI( )/MS对环烷酸添加剂的结构进行表征,并在实验室对环烷酸进行分割得到改进型环烷酸,采用高频往复试验机考察了环烷酸和改进型环烷酸对超低硫柴油燃料润滑性能的影响,探讨了环烷酸的抗磨机理。结果表明,环烷酸主要以五元和六元环结构的环烷酸组成,芳环含量极少,纯度较高;环烷酸中的烷基链异构程度较高,羧基碳的含量约为685%(质量分数);环烷酸以一、二环环烷酸为主,脂肪酸、三环环烷酸、四环环烷酸、芳环羧酸的含量都很低。在满足柴油润滑性要求的前提下,改进型环烷酸比未改进环烷酸的添加量减少了25%(质量分数),对超低硫柴油燃料润滑性能的提高明显优于未改进环烷酸。空白油样的试球磨斑表面未发现氧元素,而含改进型环烷酸油样的试球磨斑表面氧元素的质量分数比含未改进环烷酸油样的高296%。     

喷气燃料润滑性影响因素及评定方法

介绍了影响喷气燃料润滑性是由燃料自身的化学组成、工艺过程及添加剂等因素所决定。分别评述了目前国内外评定喷气燃料润滑性的方法SH／T0073-1991（喷气燃料抗磨指数测定法（环块法）》、SH／T0687-2000《航空涡轮燃料润滑性测定法（球柱润滑性评定仪法）》和ASTMD5001-91a《球柱润滑性评定仪测定航空涡轮燃料润滑性的标准试验方法（BOICLE法）》。     

用球柱润滑性评定仪测定喷气燃料的润滑性

中国目前评定喷气燃料润滑性的方法是SH/T0073《喷气燃料抗磨指数测定法(环块法)》,以抗磨指数评价燃料润滑性,方法的重复性和再现性欠佳。介绍了目前国际上应用较多的ASTM D5001《球柱润滑性评定仪测定航空涡轮燃料润滑性的标准试验方法》。     

霉菌对喷气燃料的耐受性及其对喷气燃料质量的影响

在实验室对进入喷气燃料中的霉菌能否生长及其菌体、孢子和它们的代谢产物对喷气燃料质量的影响进行了试验研究,结果表明霉菌的孢子对喷气燃料有较强的耐受力;污染霉菌在喷气燃料内未出现大量繁殖,对喷气燃料的主要理化指标没有影响。但在喷气燃料储存期间,采取适当措施防止微生物污染是必要的。     

喷气燃料发展概述

总结了喷气燃料的研究进展，对喷气燃料的生产工艺、添加剂及替代型产品做了详细的介绍，同时对喷气燃料未来的发展趋势进行了展望，指出煤油型喷气燃料将作为现代航空运输动力源的主要能源，其需求量将呈上升趋势。     

喷气燃料中两种抗静电添加剂的协同效应研究

对抗静电添加剂T1502和杜邦450在喷气燃料中的协同效应进行了系统研究。结果表明,两种抗静电添加剂用量增加,燃料电导率也增加,杜邦450对燃料的电导率明显高于T1502;两种添加剂以不同配比掺合,燃料电导率随用量增加呈线性关系。以相同体积掺合,燃料电导率48h内维持在197-195pS·m^-1,稳定性好;含水量超标燃料的电导率出现急剧衰减现象。     

枝孢霉菌对喷气燃料性质的影响及降解烷烃机理

以菌丝干重为指标,采用正交实验设计考察喷气燃料中特征真菌枝孢霉菌(A. resinae)的生长繁殖条件,及其生长过程中对喷气燃料总酸值、银片腐蚀等性能的影响;以喷气燃料替代物正十二烷构建枝孢霉菌生长体系,通过气相色谱、气-质联用仪考察枝孢霉菌生长规律,及正十二烷的降解率和降解中间产物,探讨正十二烷的降解机理,以考察枝孢霉菌影响喷气燃料性能的原因。结果表明：枝孢霉菌最佳生长繁殖条件为温度25 ℃、初始pH值8.0、钠元素质量浓度200.0 mg/L;枝孢霉菌能显著升高喷气燃料的总酸值,降低其表面张力,但对喷气燃料银片腐蚀实验结果和水反应实验结果没有明显影响;枝孢霉菌通过单末端氧化途径降解正十二烷,依次将其氧化为2-十二碳烯、2-十二碳烯-1-醇和2-十二碳烯酸。     

发动机炭烟微粒对机油润滑特性的影响

为了研究发动机炭烟微粒对发动机油的润滑特性影响,文章采用炭黑替代发动机炭烟微粒,分别添加在32#机械油和CD15W-40柴油机油中。通过四球摩擦磨损试验机研究不同炭黑添加量对油品抗磨减摩特性的影响。结果表明：炭黑的团聚影响润滑油的黏度,使摩擦系数升高,并充当第三体磨粒磨损的角色。同时,由于炭黑和抗磨剂极性分子的竞争吸附,影响了CD15W-40机油的抗磨性。随着炭黑添加量增加,32#机械油的钢球磨斑直径有减小的趋势,而CD 15W-40油的钢球磨斑直径有增大的趋势;随着炭黑添加量增加,32#机械油的钢球摩擦系数有增大的趋势,而CD 15W-40油的钢球摩擦系数有减小的趋势。通过扫描电镜可推测炭黑阻碍了边界膜的形成。     

喷气燃料馏程测定重复性精密度的确定

研究了3号喷气燃料馏程测定重复性精密度的确定方法。对影响馏程测定重复性精密度的因素进行了分析,对符合实验标准的蒸馏条件进行了选择。改变蒸馏电压,设计了16组正交实验,分别测定分析3个产地的3号喷气燃料的馏程,并计算出重复性精密度的具体数值。研究表明,不同产地的喷气燃料虽然组成有差异,但对应回收温度的重复性数据基本一致,不同产地的平均值可作为3号喷气燃料的重复性精密度数值。     

Study on the Kinetics of Silver Strip Corrosion on Jet Fuel

Abstract

Kinetics data of sulfidation were determined by the silver strip corrosion test method of on jet fuel. The corrosion rate was measured in different sulfur concentrations by the weight gain of silver films in unit time per unit area. A dynamic equation of sulfidation was finally obtained by linear regression under atmospheric pressure.     

Examination of Liquid-Phase Oxidation of Jet Fuel at Operational Temperatures

Abstract

To gain a more complete understanding of the relevance of laboratory testing to predict fuel stability in advanced jet engine designs, the Navy single tube reactor (STR) was employed to examine the impact of copper contamination on fuel oxidation at fuel temperatures closer to operational limits. Oxygen consumption during autoxidation, in the presence of dissolved copper, was similar in both the STR and the standard jet fuel oxidation test at higher temperatures, although differences in flow rates and residence times were evident. By contrast, copper was innocuous in promoting the formation of thermal deposits at lower temperatures in the STR, up to approximately 170°C, after which rapid deposition occurred. This deposition was accompanied by depletion of copper in the fuel, except in the presence of selected additives. In addition to suppressing oxidation, limiting available oxygen also suppressed copper depletion. The findings of this study indicate that as bulk fuel design temperatures continue to increase, copper contamination may begin to be a greater factor in contributing to the accumulation of deleterious thermal deposits within advanced jet engine fuel systems. However, the results also indicate that additives containing metal deactivators could play a useful role in mediating the impact of copper contamination on thermal deposition within fuel system components.