航空燃料抽制样对检测结果的影响分析综述

赵亚娟 ，刘月婷，孙儒瑞



航空燃料抽制样对检测结果的影响分析综述

赵亚娟1，刘月婷2，孙儒瑞1

（1. 海南出入境检验检疫局检验检疫技术中心，海南 洋浦 578101； 2. 中国检验认证集团海南有限公司，海南 洋浦 578101）

航空燃料是航空航天事业不可或缺的能源，确保航空煤油的质量至关重要，但保证产品质量不仅要求生产上严格按照工艺进行，还要求质量把关者检测的样品具有代表性，以确保检测结果的准确性。本文针对在抽制样过程中样品混入杂质、水分和腐蚀性物质时对实验室一些检测结果的影响进行分析，并列出了相应的取制样注意事项。

航空燃料；检测；抽制样航空燃料；检测；抽制样

航空燃料是国民经济发展中不可或缺的能源，航空航天事业的发展离不开喷气燃料的蓬勃发展，然而在航空燃料使用的过程中也存在许多安全问题，一旦出现问题就可能引起重大航天事故。我国与航空燃料相关的飞行事故率约为10%～15%［1］，世界每年约有500起一级飞行事故，与燃料相关的约占10%［2］，因此燃料的质量是关系到生产安全的一个重要因素。这就要求生产人员以及检测人员认真履行自己的职责，但是实验室检测的只是送检样品，如何确保检测样品的代表性，就要求取样人员抽制样品时必须严格按照操作规范进行，否则检测的数据就会出现偏差，将直接影响把关质量。

我国以及国外标准对取样的过程具有严格的规定，我国取样标准为GB/T 4756，国外的有ASTM D4057、ISO3170、ISO3171等。虽然这些标准中对取样适用的范围、取样原则、仪器、注意事项、操作方法、样品的处理和转移以及一些特殊用途的样品的取样方法都做了详细的规定，但是由于取样人员更新或对标准不熟悉导致操作不规范，造成取得的样品没有代表性，在实验室检测时就可能将合格样品检测为不合格，甚至不合格样品能检测为合格，势必造成恶劣的影响。本文对影响杂质、水分、腐蚀性物质等项目的取样中特别注意事项进行了简略综述，包括样品必须是均匀的，样品准备、转移、划分和运输中样品必须处于没被改变的完整状态等。

1 杂质影响分析

航空燃料的洁净度是影响飞机飞行安全的重要因素之一。喷气燃料由于特殊的应用场景和环境，对其性能具有苛刻的要求。然而在燃料的生产、运输、存储中以及磨损和腐蚀都会混入机械杂质或其它肉眼难辨的固体颗粒污染物以及一些微生物。例如，石家庄炼油厂的生产工艺为白土精制工艺，在生产过程中就产生了玻璃、白土、活性炭、铁锈、石英脱脂棉等杂质［3］。在储存运输和加注过程中也会混入许多杂质，如尘土、细沙、胶粒、纤维、漆膜、金属屑、催化剂粉以及未滤出的环烷酸皂等［4］。固体杂质可堵塞飞机燃料系统滤网以及喷油嘴，同时磨损飞机部件，朱岳麟［1］提出机械杂质含量大可卡死定压分流活门，飞机发动机加速时间长，产生爆炸音。另外，燃料中杂质存在会使电导率测定结果偏大，造成热氧化安定性不合格。在实验室测定颗粒污染物的方法主要有三种，微孔过滤重量法、颗粒计数器法、比色法（目测）［5］，如果取样的过程中混入杂质，首先可能造成燃料外观、颜色、颗粒污染物含量、颗粒分布不合格，还可能影响磨痕直径的测定结果等，表1列出了外观、颜色、颗粒污染物、磨痕直径的要求、意义及抽制样注意事项。

2 水分影响分析

通常水在燃料中以自由水、悬浮水、溶解水三种形式存在。水在油品中的溶解度很小，然而却对燃料的使用性能有很多坏的影响。当温度高时水的溶解度增大，温度降低溶解度变小，所以对于喷气燃料而言燃料含水时危害是致命的，飞机在高空飞行时邮箱温度很低（每上升100 m气温下降0.6 ℃），水的溶解度就变小，可能出现游离水，会引起结冰、堵塞过滤器，甚至阻断供油，水含量多时，飞机甚至空中熄火，造成不可估量的损失，如2008年英航38号航班就发生了类似事件，导致迫降。

表1 外观、颜色、颗粒污染物、磨痕直径

水也有可能把水溶盐带进燃料，磨损发动机部件，同时加速酸类对金属的腐蚀等等。而且燃料含水时会加速燃料品质变差，水会使一些微生物迅速生长，如氧化硫硫杆菌的大量繁殖可造成航空燃料铜片腐蚀不合格［11］，Amor photheca resinae真菌（特征真菌，喷气燃料的主要污染菌）的大量繁殖可促进喷气燃料中絮状悬浮物的产生［12］。在运输和储藏的过程中也会腐蚀运输和存储设备，使原本合格的燃料变为不合格燃料，同时水也可以与油料中的铁锈以及碱性物质互相作用，生成一些片状、纤维状和絮状的悬浮物。

试样中混入水还会影响运动粘度和冰点的测定，当然若有游离水存在，首先会造成外观不合格。在取样时应注意不能混入水和机械杂质，尽量不要在雨天取样，储存样品时，一定要保证容器的密封性比较好，由于燃料中的水和周围空气中含水存在一个动态平衡，当空气湿度比较大时，燃料会从空气中吸收水分以达到平衡［13］，如果空气湿度大，并且昼夜温差大，会导致燃料累积大量水分［14］。对于运动粘度而言，如果有水和机械杂质存在，必须进行脱水处理，用滤纸过滤出去机械杂质；对于冰点而言，样品量不能少于25 mL，样品瓶不能太大，一般样品装满样品瓶的80%比较合理，至少要留10%的膨胀空间，试样保存在室温下密封容器中，尽量减少湿气的带入，要远离热源［15-16］。

3 腐蚀性物质影响分析

航空燃料的腐蚀性一直以来就是一个备受关注的问题，国内外研究者也做了大量的研究。朱岳麟［1］提出航空燃料中的腐蚀性物质主要有腐蚀性硫化物（也称活性硫化物）、金属有机化合物、水、石油酸性物质、微生物。 陈木如［17］对硫化氢、硫醇、硫醚、多硫化物对喷气燃料银片腐蚀的影响进行了研究，引起银片腐蚀不合格的主要物质是元素硫和硫化氢。

表2 总酸值、总硫、硫醇性硫、博士实验、铜片腐蚀

吴世逵［18］对喷气燃料罐车装运银片腐蚀不合格问题进行了研究，罐车内壁元素硫很难彻底清洗干净。而且在GB6537规定的3号喷气燃料的技术要求中有许多项目都和燃料的腐蚀性有关。这就要求我们对于喷气燃料无论取样、制样、检测、运输以及存储等都要严格执行有关标准规定，把好质量关。GB6537中对3号喷气燃料的技术要求有着详细规定，在取样时更应注意，不能给检测结果带来不确定因素。表2列出了对总酸值、总硫含量、硫醇性硫、博士实验、铜片腐蚀项目的一些要求、意义及抽制样注意事项。

4 其它因素影响分析

在GB6537对3号喷气燃料的技术要求中还有许多其它的项目，关系到燃料各方面的性能，见表3。

表3 其它项目

*民用航空燃料要求≤25.0%。

5 结束语

随着社会的快速发展，航空燃料的应用与发展也走在了社会的前端。广大研究者不懈努力，致力于制造品质更好的燃料，以满足航天航空的需要，同时也有许多新能源被利用起来，如2011年美国能源环境研究中心取得煤-生物质制取喷气燃料技术突破，2009年美国空军购买费托用于合成喷气燃料实验，李强［19］对钴基低温费托合成油生产喷气燃料进行了研究，甚至有对地沟油进行研究，望之变废为宝，生物航煤更是有人进行大量研究。航空燃料技术一方面快速发展，而我国标准更新速度慢，产生了大量矛盾，王军华等［20］对这一问题就进行了总结。相信随着新技术的发展将会有更多注意事项需要写进标准，用于规范取样体系。

［1］朱岳麟, 刘慧丛, 周健, 等. 我国航空燃料中腐蚀性物质的特性[J].材料科学与工程进展, 2000: 186-1190.

［2］黎文济. 喷气燃料应用[M]. 北京: 石油工业出版社, 1996: 12.

［3］吕敏敏, 王立. 航空煤油固体颗粒污染物的鉴别及防治措施[J]. 化学工程与装备, 2011 (06): 230-231.

［4］朱建军. 喷气燃料中污染物来源及其危害概述[J]. 化工时刊, 2016 (05): 39-42.

［5］张永轩. 机械制造中洁净度值的控制和测定[J]. 航空工艺技术, 1989 (06): 25-29.

［6］ASTM D4176-04(2014),Standard Test Method for Free Water and Particulate Contamination in Distillate Fuels (Visual Inspection Procedures) [S].

［7］GB/T 6537-2006, 3号喷气燃料[S].

［8］赵升红, 陈立波, 都长飞, 等. 储存中变色喷气燃料的不安定性及质量控制方法的研究[J]. 石油学报 (石油化工), 2010 (10): 169-175.

［9］GB/T 3555-1992,石油产品赛波特颜色测定法(赛波特比色计法) [S].

［10］GB/T 4756-98,石油液体手工取样法[S].

［11］赵升红, 黄毅, 孙建章, 等. 储罐罐底水含酸及对喷气燃料性能的影响[J]. 石油炼制与化工, 2001, 32 (1): 58-60.

［12］袁祥波, 陈学军, 熊云. 喷气燃料絮状悬浮物的形成机理探讨[J].石油炼制与化工, 2015, 46 (11): 74-77.

［13］陈凯, 向海, 孙婷, 等. 水在喷气燃料中的结冰行为研究[J]. 石油化工应用, 2014, 33 (12): 1-5.

［14］Oreshenkor A V. Accumulation of water in jet fuels: mathematical modeling of the process[J]. Chemistry and Technology of Fuels and Oils, 2004, 40 (5): 320-325.

［15］GB/T 2430-2008 航空燃料冰点测定法[S].

［16］ASTM D2386-15ε1, Standard Test Method for Freezing Point of Aviation Fuels[S].

［17］陈木如. 活性硫对喷气燃料银片腐蚀影响的研究[J]. 茂名学院学报, 2004, 14 (3): 7-9.

［18］吴世逵, 林培喜. 罐车装运喷气燃料银片腐蚀不合格的研究[J]. 油气储运, 2005, 24 (7): 32-36.

［19］李强. 利用钴基低温费-托合成油生产喷气燃料[J]. 石油炼制与化工, 2015, 46 (1): 53-58.

［20］王军华, 王佰华, 黄云. 3号喷气燃料产品品质规范中存在的问题[J]. 化学世界, 2013 (11): 702-704.

Study on the Influence of Sampling and Sample Preparation on Test Results of Aviation Fuel

1,2,1

(1. Hainan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau Inspection and Quarantine Technology Center, Hainan Yangpu 578001, China; 2. China Certification & Inspection Group Hainan Co., Ltd., Hainan Yangpu 578001, China )

Aviation fuel is an indispensable energy in aviation and aerospace industry, ensuring the quality of aviation kerosene is essential, it not only requires that the production is in strict accordance with the process, but also requires that tested sample is representative to ensure the accuracy of the test results. In this paper, the influence of impurities, moisture and corrosive substances in the sample on the test results were analyzed, and the corresponding matters needing attention in the process of sampling and sample preparation were listed.

aviation fuel; detection; sampling and sample preparation

TQ014

A

1004-0935（2017）07-0735-04

2017-04-02

赵亚娟（1981-），女，陕西西安人，工程师，2005年毕业于西安石油大学化学工程与工艺专业，研究方向：在海南出入境检验检疫局检验检疫技术中心从事石油化工品相关分析研究及检验工作，曾先后获得国家质检总局科技兴检三等奖、海南检验检疫局科技兴检一等奖和三等奖，发表论文7篇。