DB13T 2499.1-2017 液态混合物的测定方法 第1部分弹筒发热量测定(氧弹量热法)

ICS71.040.50G04DB13河北省地方标准DB13/T2499.1—2017液态混合物的测定方法第1部分：弹筒发热量测定（氧弹量热法）2017-05-17发布2017-08-01实施河北省质量技术监督局发布DB13/T2499.1—2017I前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。DB13/T2499-2017《液态混合物的测定方法》分为三个部分：——第1部分：弹筒发热量测定（氧弹量热法）；——第2部分：总硫和总氯同步测定（离子色谱法）；——第3部分：总磷测定（钼酸铵分光光度法）。本标准为DB13/T2499-2017的第1部分。本标准的附录A是规范性附录。本标准由廊坊市质量技术监督局提出。本标准起草单位：新奥科技发展有限公司、河北省计量监督检测院廊坊分院。本标准主要起草人：苗桂珍、王跃、张彩凌、杨瑛、高申、李景、邱东岳、刘鹏飞。DB13/T2499.1—20171液态混合物的测定方法第1部分：弹筒发热量测定（氧弹量热法）1范围本标准规定了液态混合物的测定方法第1部分弹筒发热量测定（氧弹量热法）的术语和定义、原理、试验室条件、试验用材料、仪器设备、试验准备、试验步骤、热容量及仪器常数标定、计算、结果表述、重复性。本标准适用于弹筒发热量≥2000J/g的液态混合物样品的测定。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T213-2008煤的发热量测定方法GB384-1981石油产品热值测定法GB/T6682-2008分析实验室用水规格和试验方法3原理单位质量的试样置于密封的氧弹中，在充足的氧气条件下，令试样完全燃烧，试样燃烧所放出的热量被氧弹周围一定的水所吸收。其水的温升与试样放出的热量成正比。热量计的热容量通过在相近条件下燃烧一定量的基准量热物苯甲酸来确定，根据试样燃烧前后量热系统产生的温升，并对点火热等附加热进行校正后即可求得试样的弹筒发热量。4试验室条件应符合GB/T213-2008中第5章规定的要求。5试验用材料5.1氧气应使用纯度为99.5%的氧气，不含可燃成分，不可使用电解氧；压力应足以使氧弹充氧至3.0MPa。5.2助燃剂5.2.1固体助燃剂应选用发热量范围在20000J/g～38000J/g之间且稳定的固体物质。可选用苯甲酸基准量热物质。DB13/T2499.1—201725.2.2液体助燃剂应选用发热量范围在20000J/g～38000J/g之间且稳定的液体物质。可选用分析纯无水乙醇或柴油。5.3点火丝应选用直径0.1mm左右的铁、铜、镍丝、棉线，具体参数按表1规定。表1点火丝种类及发热量品种发热量铁丝6700J/g镍铬丝50J/根铜丝2500J/g棉线17500J/g5.4水应符合GB/T6682-2008中三级水的规定。5.5聚乙烯塑料管内径为4mm的聚乙烯塑料管。5.6氯化钙氯化钙应为分析纯。6仪器设备6.1全自动式量热仪应符合GB/T213-2008中第7.1条规定中的要求。6.2燃烧皿宜选铂制品，也可选用镍铬钢制品。规格可采用高（17～18）mm、底部直径（19～20）mm、上部直径（25～26）mm，厚0.5mm。其他合金钢或石英制的燃烧皿也可使用，但应符合试样燃烧完全而本身又不受腐蚀且不产生热效应的要求。6.3压力表和氧气导管压力表和氧气导管要求如下：a)压力表由两个表头组成：一个指示氧气瓶中的压力，一个指示充氧时氧弹内的压力。表头上应装有减压阀和保险阀。压力应按照相关规定定期进行检定，以保证指示正确和操作安全；b)压力表通过内径（1～2）mm的无缝铜管与氧弹连接，或通过高强度尼龙管与充氧装置连接，以便导入氧气；c)压力表和各连接部分禁止与油脂接触或使用润滑油。如不慎沾污，应依次用苯和酒精清洗，并待风干后再用。DB13/T2499.1—201736.4点火装备点火装备要求如下：a)点火应采用（12～24）V的电源，线路中应串接一个调节电压的变阻器和一个指示点火情况的指示灯或电流计；b)点火电压应预先试验确定。方法：接好点火丝，在空气中通电试验，调节电压使点火丝在1s～2s内达到红色。6.5分析天平分析天平的分度值为0.1mg。7试验准备7.1聚乙烯塑料安瓿瓶的制备应按照GB384-1981中第1.5.2条要求进行制备。7.2聚乙烯安瓿及液体助燃剂弹筒发热量的测定7.2.1总则测定聚乙烯安瓿及液体助燃剂的弹筒发热量，作为计算试样的弹筒发热量时的修正值。7.2.2聚乙烯塑料安瓿弹筒发热量的测定聚乙烯塑料安瓿弹筒发热量的测定应按照如下步骤进行：a)称取聚乙烯塑料管（6.5）0.5000g～0.6000g，精准到0.0002g，将聚乙烯塑料缠缚在点火丝上；b)在熔断式点火的情况下，把两端分别接在氧弹的两个电极柱上，并注意勿使点火丝接触燃烧皿，以免形成短路而导致点火失败，甚至烧毁燃烧皿。同时还应注意防止两电极间以及燃烧皿与另一电极之间的短路；c)小心拧紧氧弹盖，注意避免燃烧皿和点火丝的位置因受震动而改变，甚至使试样被点火丝弹出；d)往氧弹中加入10mL蒸馏水，小心拧紧氧弹盖，往氧弹中缓缓充入氧气，直至压力到（2.8～3.0）MPa，达到压力后的持续充氧时间不得少于15s；如果不小心充氧压力超过3.2MPa，停止试验，放掉氧气后，重新充氧至3.2MPa以下。注：当钢瓶中氧气压力降到5.0MPa以下时，应更换新的钢瓶氧气。7.2.3液体助燃剂弹筒发热量的测定液体助燃剂弹筒发热量的测定步骤：a)用已经测定好发热量的聚乙烯塑料安瓿封样，将安瓿瓶预先在分析天平上称重，精准到0.0002g；b)用注射器将液体助燃剂注入0.5g～0.6g于塑料安瓿中，立刻用手卡住安瓿瓶毛细管中部，将毛细管上端在酒精灯火焰上方熔融封口；c)封好后，冷却两分钟，再放入分析天平上称重，精准到0.0002g。然后按照本方法8.2.2进行弹筒发热量的测定。DB13/T2499.1—201747.2.4测定结果计算聚乙烯塑料安瓿瓶及液体助燃剂的弹筒发热量测定结果需用不少于三个试验结果的算数平均值，其试验结果之间的差值不得超过50J/g。8试验步骤8.1装样8.1.1不挥发液态混合物试样a)对于常规试样，在燃烧皿中称取不挥发的液态试样（0.9000g～1.1000g），精准到0.0002g；b)难燃烧的试样称取液态试样0.5g～0.6g，可添加0.5g～1g已知质量和弹筒发热量的固体助燃剂，为了保证弹筒发热量测定的准确度，试样加助燃剂的总弹筒发热量应在18000J～35000J之间；c)往氧弹中加入10mL蒸馏水。在熔断式点火的情况下，取一段已知质量的点火丝，把两端分别接在氧弹的两个电极柱上，弯曲点火丝接近试样，注意与试样保持良好接触或保持微小的距离（对易飞溅和易燃的试样）；并注意勿使点火丝接触燃烧皿，以免形成短路而导致点火失败，甚至烧毁燃烧皿。同时还应注意防止两电极间以及燃烧皿与另一电极之间的短路。小心拧紧氧弹盖，注意避免燃烧皿和点火丝的位置因受震动而改变，甚至使试样被点火丝弹出。然后按照本方法8.2.2进行弹筒发热量的测定。8.1.2易挥发液态混合物试样a)对于试验常规易挥发试样时，应用聚乙烯塑料安瓿瓶封样，将安瓿瓶预先在分析天平上称重，称准到0.0002g，然后将预先冷却的试样用注射器注入0.5g～0.6g于塑料安瓿瓶中，立刻用手卡住毛细管中部，让毛细管上端在酒精灯火焰上方熔融封口，封好后，冷却两分钟，再放入分析天平上称重，称准到0.0002g；b)对于难燃烧的试样，称取液态试样0.5g～0.6g，可添加0.5g～1g已知质量和弹筒发热量的液体助燃剂，为了保证弹筒发热量测定的准确度，试样加助燃剂的总弹筒发热量在18000J～35000J之间；c)将封好的聚乙烯塑料安瓿的毛细管系在导火线上，底部放在小皿上，往氧弹中加入10mL蒸馏水，装入氧弹然后按照本方法8.2.2进行弹筒发热量的测定。8.2量热试验按附录A的规定进行量热试验。9热容量和仪器常数标定按照GB/T213-2008第10章规定进行。10计算10.1温度校正、点火热校正按照GB/T213-2008中第9.1、9.2条规定进行。DB13/T2499.1—2017510.2试样的弹筒发热量计算弹筒发热量按式（1）计算：adbQ,=mqqCE21)(...............................(1)式中：adbQ,——弹筒发热量，单位为焦每克（（J/g）；E——热容量，单位为焦每摄氏度（J/℃）；m——试样质量，单位为克（g）；△——主期温升，单位为摄氏度（℃）；q1——点火丝热量，单位为焦耳（J）；q2——添加物热量，单位为焦耳（J）；C——冷却校正值，单位为摄氏度（℃）。10.3换算为干燥燃料的弹筒发热量计算按公式（2）计算：dbQ,=adbQ,W100100...................................(2)式中：dbQ,——干燥燃料的弹筒发热量，单位为焦耳每克（（J/g）；adbQ,——空气干燥基燃料的弹筒发热量，单位为焦耳每克（J/g）；W——试样的水含量，%。11结果表述在氧弹中测定的结果计算准确到1J/g。12重复性弹筒发热量在2000J/g～10000J/g之间，在重复条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算数平均值的5%。弹筒发热量≥10000J/g，在重复条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算数平均值的1%。DB13/T2499.1—20176附录A（规范性附录）全自动量热仪操作规程A.1开机开机操作如下：a)打开氧气钢瓶，减压阀调至3MPa；b)依次打开全自动量热仪工控机电源及制冷单元电源；c)打开桌面软件，从“测试”菜单进入“开始测试”工作界面（预热时间约三十分钟）。A.2装样将氧弹头挂于氧弹支架上，将装有样品的坩埚放在坩埚架上，装好点火丝，点火丝应与试样接触良好或保持微小的距离（对于易飞溅和易燃的试样），并注意勿使点火丝接触坩埚，以免形成短路而导致点火失败，甚至烧毁坩埚及坩埚架。同时还应注意防止两电极间以及燃烧皿于另一电极之间的短路。往氧弹加入10mL蒸馏水。小心拧紧氧弹盖，注意避免坩埚和点火丝的位置因受振动而改变，甚至使试样被点火丝弹出。A.3弹筒发热量的测定弹筒发热量的测定步骤如下：a)在“设置”菜单中进入“系统设置”，在系统设置菜单中“测试内容”选择设置相关测定参数点击保存，返回；b)从“测试”菜单进入“开始测试”工作界面，点击“开始试验”，在测试主界面输入“编号、样重、名称”，如有添加物则需要输入“添加物重”等数据后按“开始试验”即可；c)氧弹自动下降，并自动向氧弹中缓缓充入氧气，直到压力为2.8～3.0MPa，压力读数稳定后再保持设定时间内；d)取出氧弹，取出氧弹芯体，仔细观察氧弹内试样有否溅出或有碳黑存在，如有则此试验作废，应重做。将氧弹各部件清洗干净，并擦干，坩埚洗过后可放在电炉上烤干，但需冷却后方可使用。A.4关机关机步骤如下：a)在试验界面点击“关闭”，返回到“A筒测试界面”点击关闭；b)待内筒的水返回到外筒后，然后点击“退出系统”确定；c)关闭计算机和全自动量热仪工控机电源及制冷单元电源；d)关闭氧气钢瓶。_________________________________