وبلاگ
اندازه گیری مقدار صمغ در سوخت
کیفیت سوخت یکی از عوامل تعیینکننده در عملکرد، ایمنی و طول عمر تجهیزات است. فرآورده های نفتی از بنزین خودروها گرفته تا سوخت جت هواپیماها، پیش از رسیدن به موتور و مصرف نهایی، باید از فیلتر آزمایش های کیفی متعددی عبور کنند. یکی از حیاتیترین شاخصها در ارزیابی سلامت و پایداری این فرآوردهها، اندازه گیری میزان صمغ (Gum Content) است. اما صمغ سوخت چیست، چرا تشکیل میشود و چگونه در آزمایشگاه کنترل کیفیت آن را اندازهگیری میکنند؟ در این بخش، پاسخ این سوالات را بر اساس استانداردهای بینالمللی بررسی میکنیم. به طور خلاصه، سنجش میزان صمغ موجود در سوخت (بنزین و سوخت جت) به روش تبخیر حرارتی و با استفاده از دستگاه گام تستر (Gum Tester) بر اساس استانداردهای مرجعی مانند ASTM D381 انجام میپذیرد.
مقدار صمغ (Gum Content) چیست؟
مقدار صمغ به باقیمانده غیر فراری گفته میشود که پس از تبخیر نمونه سوخت تحت شرایط کنترلشده باقی میماند. این باقیمانده میتواند نشان دهنده وجود ترکیبات یا آلاینده هایی باشد که در فرآیند تبخیر از بین نمیروند. این مواد ممکن است در اثر باقی ماندن روغنهای با نقطه جوش بالا در فرآیند پالایش ایجاد شوند یا به دلیل وجود ذرات آلاینده ناشی از حملونقل، ذخیرهسازی یا جابهجایی نامناسب سوخت به وجود آمده باشند. در نتیجه، مقدار صمغ یکی از شاخصهای مهم برای بررسی میزان آلودگی سوخت محسوب میشود.
چگونه میتوان مقدار صمغ را کاهش داد؟
تمام صمغ موجود در سوخت الزاما ناشی از آلودگی های خارجی نیست. بخشی از آن میتواند در اثر واکنشهای شیمیایی بین برخی از ترکیبات سوخت یا واکنش آنها با اکسیژن ایجاد شود. به همین دلیل، در بسیاری از سوختها از مواد پایدارکننده مانند بازدارندههای اکسیداسیون استفاده میشود. این افزودنی ها با کاهش سرعت واکنشهای شیمیایی، پایداری سوخت را افزایش داده و از تشکیل صمغ جلوگیری میکنند.
چرا اندازه گیری این پارامتر اهمیت دارد؟
اندازه گیری مقدار صمغ یکی از مهمترین آزمونهای کنترل کیفیت سوخت است، زیرا اطلاعاتی درباره وضعیت واقعی نمونه در زمان آزمایش ارائه میدهد. وجود مقدار زیاد صمغ معمولا نشاندهنده آلودگی سوخت به روغنهای سنگین یا ذرات معلق است. علاوه بر این، مقدار صمغ میتواند با گذشت زمان و در اثر تماس سوخت با اکسیژن تغییر کند؛ بنابراین مقدار گزارششده تنها وضعیت نمونه را در زمان انجام آزمون نشان میدهد. از دیدگاه کنترل کیفیت، اندازهگیری منظم مقدار صمغ نقش مهمی در پایش کیفیت سوخت و جلوگیری از مشکلات بعدی دارد؛ این افزایش معمولا میتواند نشانهای از موارد زیر باشد:
- نامناسب بودن فرآیندهای تولید سوخت
- آلودگی ایجاد شده در پالایشگاه
- شرایط نامناسب ذخیرهسازی
- حملونقل و جابهجایی نامناسب سوخت
- تماس طولانی مدت سوخت با اکسیژن
چرا وجود آن در سوخت خطرناک است؟
وجود مقدار زیاد صمغ تنها یک شاخص آزمایشگاهی نیست، بلکه میتواند بر عملکرد تجهیزات نیز تاثیر مستقیم داشته باشد. هرچه مقدار صمغ بیشتر باشد، احتمال تشکیل رسوبات در سیستمهای ورودی موتور افزایش مییابد. این رسوبات ممکن است باعث ایجاد مشکلات عملکردی در بخشهای مختلف سیستم سوخترسانی شوند.
سوخت هایی با مقدار صمغ بالا میتوانند موجب تشکیل رسوب در سیستمهای ورودی موتور، گیر کردن سوپاپهای ورودی و چسبیدن یا اختلال در عملکرد انژکتورهای سوخت شوند. به همین دلیل، کاهش مقدار صمغ یکی از اهداف اصلی در تولید و کنترل کیفیت انواع سوخت به شمار میرود.
روش اندازهگیری
روش عمومی اندازهگیری مقدار صمغ در استاندارد های بینالمللی تعریف شده است. این آزمون بر پایه تبخیر کنترلشده نمونه سوخت و اندازهگیری جرم باقیمانده انجام میشود. در این روش، مقدار مشخصی از نمونه سوخت، برابر با 50 میلیلیتر، تحت شرایط دمایی کنترلشده تبخیر میشود. فرآیند تبخیر با استفاده از جریان ثابت هوای گرم یا بخار آب انجام میشود و انتخاب محیط تبخیر به نوع سوخت و الزامات استاندارد بستگی دارد. پس از پایان تبخیر، بشر حاوی نمونه مجدد وزن میشود. اختلاف وزن قبل و بعد از آزمایش، مقدار صمغ باقیمانده را مشخص میکند. نتیجه آزمون به صورت میلیگرم در هر 100 میلیلیتر سوخت گزارش میشود.
نقش هوا و بخار در فرآیند اندازه گیری
نوع محیط تبخیر یکی از تفاوتهای مهم میان آزمون انواع مختلف سوخت است. در استانداردهای ASTM D381 و ISO 6246 برای سوخت توربین هوایی از بخار آب به عنوان محیط تبخیر استفاده میشود، در حالی که برای بنزین موتور از هوای گرم استفاده میشود. در مقابل، استاندارد IP 540 انعطاف بیشتری دارد و برای سوختهای توربین هوایی استفاده از هوا یا بخار را مجاز میداند، اما برای بنزین همچنان استفاده از هوا الزامی است. این تفاوتها باعث میشود آزمون متناسب با ویژگی های هر نوع سوخت انجام شود.
چرا بنزین به مرحله شست و شوی اضافی نیاز دارد؟
در آزمون بنزین، پس از پایان مرحله تبخیر، یک مرحله اضافی نیز انجام میشود. باقیمانده حاصل از تبخیر با هپتان شستوشو داده میشود تا افزودنی هایی که هنگام تولید به بنزین اضافه شدهاند از نمونه حذف شوند. سپس ظرف نمونه دوباره وزن میشود تا تنها مقدار واقعی صمغ اندازهگیری شود. این مرحله باعث میشود نتیجه آزمون تحت تاثیر افزودنی های موجود در بنزین قرار نگیرد.
استاندارد های اندازه گیری
اندازه گیری مقدار صمغ بر اساس استانداردهای شناختهشده بینالمللی انجام میشود تا نتایج آزمایش در آزمایشگاه های مختلف قابل مقایسه باشند. مهمترین استانداردها عبارتند از:
ASTM D381: استاندارد تعیین مقدار صمغ در سوخت با استفاده از روش تبخیر جت که برای انواع سوخت از جمله بنزین و سوختهای هوانوردی کاربرد دارد.
ISO 6246: استاندارد بینالمللی تعیین مقدار صمغ در فرآوردههای نفتی با استفاده از روش Jet Evaporation
IP 540: استاندارد تعیین مقدار صمغ موجود در سوخت توربین هوایی که امکان استفاده از هوا یا بخار را برای فرآیند تبخیر فراهم میکند. استفاده از این استانداردها موجب میشود نتایج اندازهگیری در آزمایشگاههای مختلف قابل مقایسه و قابل اعتماد باشند.
حدود مجاز مقدار صمغ در سوخت
استاندارد های مشخصات سوخت، مقادیر مجاز صمغ را نیز تعیین کردهاند. بر اساس ASTM D1655، حداکثر مقدار مجاز صمغ برای سوخت توربین هوایی برابر با 7 میلیگرم در هر 100 میلیلیتر است. همچنین طبق ASTM D4814، حداکثر مقدار مجاز صمغ برای بنزین موتور برابر با 5 میلیگرم در هر 100 میلیلیتر تعیین شده است. رعایت این حدود برای حفظ کیفیت سوخت و جلوگیری از ایجاد رسوبات در سیستم سوخترسانی اهمیت بالایی دارد.
دستگاه مناسب برای این امر کدام است؟
دستگاه گام تستر بنزین (GUM) برند Anton Paar، بهطور ویژه برای اندازهگیری صمغ یا Gum موجود در سوخت طراحی شده است. هد چندکاره این دستگاه امکان قرارگیری همزمان پنج لوله نمونه از پیش تنظیمشده را فراهم میکند. به این ترتیب، اپراتور نیازی به دست زدن به قطعات داغ یا جابجایی دستی نمونهها ندارد. تنها با یک چرخش ساده، لولهها در موقعیت آماده برای تست قرار میگیرند و خطر تماس با بخار یا هوای داغ به حداقل میرسد. دستگاه GUM در دو نسخه Air و Air/Steam طراحی شده است و هر اندازه گیری را حدود ده دقیقه سریعتر انجام میدهد. مطابقت با استانداردهای ASTM D381 و IP 540 آن را به انتخابی مناسب برای کاربران تبدیل کرده است.
جمعبندی
مقدار صمغ تنها یک عدد آزمایشگاهی نیست، بلکه شاخصی از کیفیت سوخت، شرایط نگهداری و پایداری آن در طول زمان محسوب میشود. افزایش این پارامتر میتواند نشانهای از آلودگی یا خرابی سوخت باشد و در صورت کنترل نشدن، عملکرد سیستم سوخترسانی و موتور را تحت تاثیر قرار دهد. به همین دلیل، اندازهگیری منظم مقدار صمغ مطابق استانداردهای بینالمللی یکی از بخشهای ضروری کنترل کیفیت در صنایع نفت، پالایش و هوانوردی به شمار میرود.