Berechnung der Kohlenstoffzusammensetzung von Isolierölen mineralischen Ursprungs gemäß ASTM D 2140
Die Messung des Brechungsindex ist in der petrochemischen Industrie und verwandten Branchen üblich und seine Bestimmung wird in vielen technischen Dokumenten und Standardprüfverfahren zitiert, beispielsweise in ASTM D 2140, das die „Standardpraxis zur Berechnung der Kohlenstoffzusammensetzung von Isolierölen erdölbasierten Ursprungs“ beschreibt.
Die Messung des Brechungsindexes ist jedoch nur ein Teil des gesamten Prozesses, und sobald die anderen Parameter ermittelt sind, muss die sich daraus ergebende kohlenstoffartige Zusammensetzung des zu prüfenden Elektroisolieröls anhand eines mehrdimensionalen Diagramms bestimmt werden – dieses ist bestenfalls schwer zu interpretieren. Daher hatder Refraktometerhersteller Bellingham + Stanley für seine neuesten Geräte der RFM900-T-Serie, eine Methode entwickelt, die (sobald alle Parameter bekannt sind) die relevanten Informationen automatisch berechnet und auf dem Gerätedisplay und/oder im gedruckten Bericht anzeigt. Dies erspart die frustrierende manuelle Interpretation und liefert deutlich zuverlässigere Ergebnisse, insbesondere wenn verschiedene Anwender am Prozess beteiligt sind.
Hintergrund
ASTM D 2140 ist ein Schnellprüfverfahren zur Bestimmung der Kohlenstoffzusammensetzung von Elektroisolierölen, wie sie üblicherweise in Leistungstransformatoren und Übertragungskabeln verwendet werden. Es ist in erster Linie für die Verwendung mit neuen Ölen vorgesehen, entweder inhibiert oder nicht inhibiert, vorgesehen.ASTM D 2140 kann zur Bestimmung der Kohlenstoffzusammensetzung von mineralischen Isolierölen durch Korrelation mit grundlegenden physikalischen Eigenschaften verwendet werden. Für routinemäßige analytische Zwecke macht es komplexe fraktionierte Trenn- und Reinigungsverfahren überflüssig. Die Prüfmethode ist für Öle mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 200 bis über 600 und 0 bis 50 aromatischen Kohlenstoffatomen anwendbar.
Die Zusammensetzung der Kohlenstoffarten wird als Prozentsatz der aromatischen Kohlenstoffe, Prozentsatz der naphthenischen Kohlenstoffe und Prozentsatz der paraffinischen Kohlenstoffe angegeben.Diese Werte können aus einem Korrelationsdiagramm (erhältlich bei ASTM) ermittelt werden, sofern sowohl die Viskositäts-Gravitations-Konstante (VGC) als auch der Brechungsindex ( ri ) des Öls bekannt sind. Viskosität, Dichte, relative Dichte (spezifisches Gewicht) und Brechungsindex sind die einzigen experimentellen Daten, die für die Anwendung dieser Prüfmethode erforderlich sind.
RFM900-T Software
ASTM D 2140 erfordert die Messung der Viskosität, Dichte, relativen Dichte (spezifisches Gewicht) und des Brechungsindex, um die Viskositäts-Gravitations-Konstante (VGC) und den Brechungsabschnitt ( ri ) zu berechnen, bevor ein dreidimensionales Korrelationsdiagramm zur Bestimmung der kohlenstoffartigen Zusammensetzung von Isolierölen verwendet wird.
Die Verwendung eines Korrelationsdiagramms führt wahrscheinlich zu einer gewissen Abweichungen, die durch Ablesefehler bei der visuellen Interpretation der Ergebnisse verursacht werden.
Die in den Refraktometern der Serie RFM900-T installierte Software ermöglicht die Eingabe von Viskosität, Dichte und relativer Dichte (SG) bei den angegebenen Messtemperaturen und führt dann sofort die Berechnungen durch, und liefert einen Ergebnisbericht, ohne dass eine visuelle Interpretation erforderlich ist.
(Abb. 2 ASTM D 2140 Methodenauswahl, Eingabe experimenteller Daten und Ergebnis auf dem Bildschirm)
Vorteile
1. Die Verwendung eines digitalen Refraktometers ermöglicht eine bessere Wiederholbarkeit bei der Ermittlung von Brechungsindexwerten im Vergleich zu visuellen Abbe-Refraktometern.
2. Die Softwarenutzung innerhalb des Refraktometers der RFM900-T-Serie bietet eine höhere Präzision bei der Ergebnisinterpretation im Vergleich zur visuellen Nutzung der Korrelationstabelle. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Analyse von mehreren Anwendern durchgeführt wird.
Verwenden Sie die RFM900-T-Software, um Ergebnisse gemäß ASTM D 2140 zu ermitteln
Der RFM900 verfügt über eine Methode, die die automatische Berechnung von folgenden Werten ermöglicht:
- Aromatische Kohlenstoffe
- Naphtenhaltige Kohlenstoffe
- Paraffinische Kettenkohlenstoffe
Die Methode wird aus der Skalenbibliothek des Instruments geladen und anschließend über die Schaltfläche „Methode“ ausgewählt. Die Probe wird auf das Prisma aufgetragen und das Experiment mit dem Aufsetzen der Probenabdeckung initialisiert.
Ergebnisse
Die Ergebnisse werden nach Abschluss der Messung angezeigt. Der RI der Probe wird in großen Buchstaben angezeigt, und die speziellen ASTM D 2140-Werte erscheinen neben der RI-Messung (Abbildung 2).
Refraktometer der Serie RFM900-T:
Funktionen und Vorteile für die petrochemische Industrie
- Großer Messbereich von 1,30 bis 1,70 RI mit einer Genauigkeit von 6 Dezimalstellen
- Peltier- Temperaturregelung bis zu 80 °C mit Präzisionsstabilität von ±0,02 °C, wodurch ein Wasserbad überflüssig wird
- Kalrez ® Prismendichtungsmaterialien schützen das Instrument vor aggressiven Proben
- Der Messqualitätsindikator zeigt die Zuverlässigkeit der Messwerte an
- ASTM D 2140-Methode zur automatischen Berechnung der Kohlenstoffzusammensetzung
- Zu den petrochemischen Methoden gehören:
- ASTM D 1218-Testmethode zur Messung des Brechungsindex von Kohlenwasserstoffen bei 589 nm
(Anhang 2 – Natrium).
- ASTM D 5006 – Vereisungsinhibitoren für Flugkraftstoffsysteme ASTM D 1218 – RI-Bestimmung von Kohlenwasserstoffen (Anhang 2 bei 589 nm)
- ISO 22241-2 für DEF/AdBlue®-Herstellung und Flottenmanagement (Handhelds und Sondermodelle)
Fußnoten und Danksagungen: Die Anwender der Methode sollten sich an ASTM wenden, um eine Originalkopie der Methodezu erhalten, sodass sie die Eignung sicherstellen können.
Dieses Dokument dient als Einführung in die Software der Refraktometer der RFM900-T-Serie und bietet eine kurze Zusammenfassung der Prüfmethode. Es ist nicht als Ersatz für eine tatsächliche Prüfmethode gedacht.
Bellingham + Stanley empfiehlt den Anwendern, zur Bestimmung der Kohlenstoffzusammensetzung die Methode RFM900-T ASTM D 2140 anzuwenden und weiterhin gelegentliche Kontrollen mit der Originalmethode durchzuführen, um die Ergebnisse im Rahmen der GLP nachzuweisen.
Obwohl Bellingham + Stanley alles Mögliche getan hat, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse, mit denen der veröffentlichten Methode übereinstimmen, wird keine Verantwortung für die berechneten Ergebnisse oder die aus der Methode selbst entnommenen Quelldaten übernommen.
AdBlue® ist eine eingetragene Marke des VDA-Verbandes der Automobilindustrie eV
Kalrez ® ist eine eingetragene Marke von DuPont Performance Elastomers LLC.
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