KHÔNG KHÍ NÉN - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SON KHÍ CỦA DẦU Compressed air - Part 2: Test methods for oil aerosol content

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11256-2:2015 ISO 8573-2:2007 KHƠNG KHÍ NÉN - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SON KHÍ CỦA DẦU Compressed air - Part 2: Test methods for oil aerosol content Lời nói đầu TCVN 11256-2:2015 hoàn toàn tương đương ISO 8573-2:2007 TCVN 11256-2:2015 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 118, Máy nén khí biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Bộ TCVN 11256 (ISO 8573), Khơng khí nén bao gồm phần sau: - Phần 1: Chất gây nhiễm bẩn cấp độ - Phần 2: Phương pháp xác định hàm lượng son khí dầu - Phần 3: Phương pháp cho đo độ ẩm - Phần 4: Phương pháp xác định hàm lượng hạt rắn - Phần 5: Phương pháp xác định hàm lượng dầu dung môi hữu - Phần 6: Phương pháp xác định hàm lượng khí nhiễm bẩn - Phần 7: Phương pháp xác định hàm lượng chất nhiễm bẩn vi sinh tồn phát triển - Phần 8: Phương pháp xác định hàm lượng hạt rắn nồng độ khối lượng - Phần 9: Phương pháp xác định hàm lượng hạt nước dạng lỏng KHƠNG KHÍ NÉN - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SON KHÍ CỦA DẦU Compressed air - Part 2: Test methods for oil aerosol content Phạm vi Tiêu chuẩn quy định phương pháp lấy mẫu phân tích định lượng son khí dầu chất lỏng thường diện khơng khí nén Các phương pháp thử cho dầu không bao gồm tiêu chuẩn đề cập TCVN 11256-5 (ISO 8573-5) Tiêu chuẩn đưa hai phương pháp khác nhau, phương pháp A phương pháp B Phương pháp B chia thành hai phần để phân biệt rõ qui trình để thu lượng dầu cho phân tích Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 11256-1 (ISO 8573-1), Khơng khí nén - Phần 1: Chất gây nhiễm bẩn cấp độ sạch; TCVN 11256-5 (ISO 8573-5), Khơng khí nén - Phần 5: Phương pháp xác định hàm lượng dầu dung môi hữu cơ; ISO 12500-1, Filters for compressed air - Test method - Part 1: Oil aerosols (Bộ lọc không khí nén Phương pháp thử - Phần 1: Son khí dầu) Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa cho TCVN 11256-1 (ISO 8573-1) thuật ngữ định nghĩa sau 3.1 Dầu (oil) Hỗn hợp hyđrocacbon gồm có sáu nhiều nguyên tử cacbon, nghĩa C6+ 3.2 Son khí dầu (oil aerosol) Hỗn hợp dầu dạng lỏng lơ lửng mơi trường khí có vận tốc rơi/ lắng đọng khơng đáng kể 3.3 Dịng thành (wall flow) Phần nhiễm bẩn dạng lỏng khơng cịn lơ lửng phạm vi dịng khơng khí ống dẫn 4 Đơn vị Thường sử dụng đơn vị SI (Hệ thống đơn vị quốc tế xem ISO 1000) toàn tiêu chuẩn Tuy nhiên, theo thỏa thuận với qui trình kỹ thuật chấp nhận lĩnh vực khí nén, sử dụng số đơn vị SI không ưu tiên ISO chấp nhận bar = 100 000 Pa CHÚ THÍCH: Bar sử dụng để thị áp suất hiệu dụng áp suất khí 1l (lít) = 0,001 m3 Điều kiện chuẩn Các điều kiện chuẩn cho công bố hàm lượng thể tích son khí dầu sau: nhiệt độ khơng khí 20 0C áp suất tuyệt đối khơng khí 100 kPa [1 bar (a)] áp suất tương đối nước Hướng dẫn lựa chọn phương pháp thử Có thể sử dụng phương pháp thử điểm hệ thống không khí nén Sự lựa chọn phương pháp A B phụ thuộc vào mức nhiễm bẩn thực tế dầu diện hệ thống khơng khí nén Bảng Khi có diện dịng thành ống phải sử dụng phương pháp A Bảng - Hướng dẫn lựa chọn phương pháp thử Thơng số Phương pháp A Tồn dịng Phương pháp B1 Tồn dịng Phương pháp B2 Một phần dòng Phạm vi nhiễm bẩn mg/m3 đến 40 mg/m3 0,001 mg/m3 đến 10 mg/m3 0,001 mg/m3 đến 10 mg/m3 Vận tốc lớn lọc xem 7.1.2.10 m/s m/s Độ nhạy 0,25 mg/m3 0,001 mg/m3 0,001 mg/m3 Độ xác ± 10% giá trị thực tế ± 10 % giá trị thực tế ± 10% giá trị thực tế 0 Nhiệt độ lớn 100 C 40 C 40 0C Thời gian thử (điển hình) 50 h đến 200 h đến 10 h đến 10 h Kết cấu lọc Bộ lọc đường dây liên kết Màng lọc ba lớp Màng lọc ba lớp Mô tả chung phương pháp thiết bị thử 7.1 Phương pháp A 7.1.1 Phương pháp thử thích hợp cho tồn dịng mẫu thử dịng khơng khí qua hai lọc đường dây liên kết có hiệu suất cao lắp nối tiếp đo dầu hai dạng son khí dịng thành ống Phương pháp khơng thích hợp cho việc thực phép đo hệ thống khơng thể trì trạng thái ổn định dòng chảy, nhiệt độ áp suất sử dụng phương pháp thử điểm hệ thống khơng khí nén xem có mức nhiễm bẩn nặng dầu Thiết bị thử phải điều kiện làm việc tốt Khơng cho phép có chỗ uốn cong khuỷu Tất van phải kín thiết bị thử phải kiểm tra rò rỉ nén tăng áp van ngắt (chú dẫn Hình 1) mở 7.1.2 Thiết bị thử 7.1.2.1 Mơ tả chung Bố trí điển hình thiết bị thử sử dụng phương pháp A giới thiệu Hình Thiết bị thử khơng nên ảnh hưởng tới việc lấy mẫu thử CHÚ DẪN điểm lấy mẫu khơng khí nén cảm biến/đo lưu lượng van bi tồn dịng ống giảm cảm biến/ đo nhiệt độ lọc lấy mẫu cảm biến/ đo áp suất 10 lọc đường áp kế vi sai 11 thu gom chất lỏng van điều chỉnh lưu lượng Hình - Bố trí điển hình thiết bị thử cho phương pháp A 7.1.2.2 Điểm lấy mẫu khơng khí nén (Hình 1, CHÚ DẪN 1) Điểm lấy mẫu khơng khí nén điểm thử vị trí định hệ thống khơng khí nén nghiên cứu 7.1.2.3 Van ngắt (Hình 1, CHÚ DẪN 2) Đây phận tùy chọn để thuận tiện cho nối liên kết tới điểm thử 7.1.2.4 Dụng cụ cảm biến/ đo nhiệt độ (Hình 1, CHÚ DẪN 3) Dụng cụ cảm biến/ đo nhiệt độ sử dụng để thị nhiệt độ điểm lấy mẫu khơng khí nén thời điểm thử 7.1.2.5 Dụng cụ cảm biến/ đo áp suất (Hình 1, CHÚ DẪN 4) Dụng cụ cảm biến / đo áp suất sử dụng để xác nhận lọc đường dây liên kết vận hành phạm vi điều kiện kỹ thuật nhà sản xuất 7.1.2.6 Áp kế vi sai (Hình 1, CHÚ DẪN 5) Các áp kế xác định độ sụt áp qua mẫu thử lọc đường 7.1.2.7 Van điều chỉnh lưu lượng (Hình 1, CHÚ DẪN 6) Để điều chỉnh lưu lượng cách xác, van u cầu có điều chỉnh tinh 7.1.2.8 Dụng cụ cảm biến/ đo lưu lượng Một lưu lượng kế thích hợp có độ xác ± % giá trị thực sử dụng để xác định thể tích mẫu khơng khí, thể tích phải qui điều kiện chuẩn; xem Hình 1, dẫn 7.1.2.9 Ống giảm (Hình 1, CHÚ DẪN 8) Được sử dụng để hạn chế tiếng ồn trình thử đáp ứng cho yêu cầu giảm tiếng ồn cục 7.1.2.10 Bộ lọc lấy mẫu (Hình 1, CHÚ DẪN 9) Bộ lọc lấy mẫu lọc đường dây liên kết có hiệu suất cao, có khả lọc lấy dầu có nồng độ đo từ nồng độ phía đầu dịng giảm nồng độ tới 0,01 mg/m nhỏ xác định ISO 12500-1 Lưu lượng chảy qua lọc lấy mẫu không vượt khuyến nghị nhà sản xuất áp suất thử Các phép đo có hiệu lực lọc đạt tới điều kiện trạng thái ổn định 7.1.2.11 Bộ lọc đường (Hình 1, CHÚ DẪN 10) Bộ lọc giống lọc lấy mẫu trường hợp có trục trặc lọc lấy mẫu lọc thu gom lượng dầu chảy qua 7.1.2.12 Thu gom chất lỏng (Hình 1, CHÚ DẪN 11) Chất lỏng thu gom lọc lấy mẫu lọc đường (Hình 1, dẫn 10) xả tới dụng cụ đo thích hợp chia độ theo milimet Cần phải đề phòng xả chất lỏng bao gồm ý điều khiển dòng chất lỏng nhanh sau khơng khí nén làm cho dầu thu gom tạo thành bọt Ngoài ra, bọt khí xuất chất lỏng thu gom phải có thời gian để lắng bọt trước lấy số đọc thị Có thể đo trực tiếp khối lượng dầu tính miligam, cách cân 7.2 Phương pháp B Phương pháp chia thành hai qui trình B1 B2 Phương pháp qui trình B2 sử dụng thiết bị thử sử dụng phương pháp qui trình B1; với bổ sung đầu dò lấy mẫu phép lấy mẫu phần dòng điều kiện đẳng động học từ dịng chảy đường ống giới hạn phương trình B1 bị vượt Độ xác giới hạn công bố phương pháp B1 7.2.1 Phương pháp B1 - Lấy mẫu tồn dịng Phương pháp B1 giải việc lấy mẫu phân tích son khí dầu lưu lượng không thay đổi Trong phạm vi giới hạn nêu chi tiết trên, phương pháp cho phép định lượng son khí dầu xuất hệ thống khơng khí nén, với điều kiện khơng có diện nhiễm bẩn kiểu dịng thành ống Tồn dịng khơng khí bị đổi hướng qua thiết bị thử thơng qua van nối tiếp thích hợp, van kiểm tra từ trước để đảm bảo khơng đóng góp vào mức nhiễm bẩn dầu có Vì phương pháp có liên quan đến phép đo nồng độ tương đối thấp dầu khơng khí cần phải đặc biệt ý đến độ thiết bị phải có đề phịng khác, ví dụ làm van ổn định hóa để trì điều kiện thử khơng thay đổi: kỹ thuật phân tích tốt nâng cao mức tin cậy phép đo Khoảng thời gian tối ưu phép đo thử nghiệm xác định sau phép thử để xác định nồng độ gần dầu lúc Khi thực phép thử toàn dịng, đưa khơng khí trở vào hệ thống khơng khí nén cần ngăn ngừa tổn thất sản phẩm Trái lại, cho dịng khơng khí thơng qua khí Cần có phép đo lưu lượng để xác định thể tích khơng khí sử dụng trình thử, chọn phương pháp chấp nhận Vì thiết bị thử thiết bị xách tay lựa chọn vị trí thử khác với điều kiện thơng số cơng bố khơng bị vượt q có chỗ thích hợp cho lắp van để lắp thiết bị thử vào mạch Cần có đề phịng trước để ngăn ngừa giảm áp đột ngột làm hư hỏng màng lọc thử xâm nhập chất nhiễm bẩn khí Thiết bị lấy mẫu phân tích sử dụng mơ tả cần có độ xác tốt ± 10 % phạm vi nồng độ dầu từ 0,001 mg/m3 đến khoảng 10 mg/m3 với thời gian lấy mẫu tính toán để thu gom đủ lượng dầu đáp ứng cho yêu cầu khối lượng thể tích dầu dung mơi cơng bố 11.2.1 Giới hạn vận tốc khơng khí (ở áp suất làm việc) đối diện với màng thử m/s Phép thử thực điều kiện tồn dịng Tại nồng độ dầu thấp, thời gian lấy mẫu khuyến nghị tăng lên đến 1h lớn 7.2.1.1 Thiết bị thử Bố trí chung thiết bị thử điển hình giới thiệu hình CHÚ DẪN điểm lấy mẫu khơng khí nén van giảm áp giá kẹp màng cảm biến/ đo nhiệt độ van điều chỉnh lưu lượng cảm biến/ đo áp suất cảm biến/ đo lưu lượng 4a đến 4c van hình cầu tồn dịng ống giảm giá kẹp màng 10 ống nhánh Hình - Bố trí điển hình thiết bị thử cho phương pháp B1 7.2.1.1.1 Màng lọc Để thu độ xác đo yêu cầu, nên sử dụng màng lọc sợi thủy tinh cực nhỏ có hiệu suất cao Khi màng lọc sử dụng chất dính kết chất dính kết không ảnh hưởng đến kết phân tích Để đạt độ xác qui định phương pháp phải sử dụng màng lọc ba lớp nối tiếp tiếp xúc khít với Màng lọc phải đáp ứng yêu cầu cho Bảng Bảng - Màng lọc sợi thủy tinh cực nhỏ có hiệu suất cao Thơng số Khối lượng bề mặt, g/m Đặc tính kỹ thuật Độ thẩm thấu hạt, % 80 đến 100 < 0,0005 7.2.1.1.2 Giá đỡ màng lọc Để ngăn ngừa vỡ tung màng lọc thu gom, màng phải đỡ giá đỡ khỏe vật liệu trơ, có đủ độ cứng vững, để chịu áp lực chênh màng lọc sử dụng trình thử Các tổn thất độ sụt áp giá đỡ nên giảm tới mức tối thiểu phép dịng khơng khí nén thử qua với sức cản nhỏ nhất; xem Hình 7.2.1.1.3 Ống dẫn van Điều quan trọng đường kính ống dẫn từ chỗ nối hệ thống khơng khí nén đến giá kẹp màng lọc phải không thay đổi khơng có khe hở để giảm tới mức tối thiểu tổn thất hệ thống Các van ngắt (Chú dẫn 4a đến 4c Hình 2) nên kiểu van hình cầu tồn dịng lỗ chi tiết hình cầu van nên có đường kính xấp xỉ đường kính ống Ống nhánh gồm có ống mềm có van hình cầu tồn dịng (Chú dẫn 4a đến 4c Hình 2), van có kiểu kết cấu thích hợp 7.2.1.1.4 Giá kẹp màng lọc Có thể sử dụng giá kẹp màng sẵn có kẹp chặt màng lọc tròn cần lưu ý đến qui định 7.2.1.1.5 Sơ đồ chung mô tả giá kẹp màng lọc điển hình cho hình B.4 7.2.1.1.5 Vật liệu kết cấu Không sử dụng nhôm hợp kim nhơm cho phận tiếp xúc với dung môi 7.2.2 Phương pháp B.2 - Lấy mẫu phần dòng 7.2.2.1 Qui định chung Cần phải biết lưu lượng ống lưu lượng mẫu thử để xác định điều kiện thử Phương pháp sử dụng đầu lấy mẫu lắp vào đoạn hệ thống khơng khí nén sử dụng đầu nối van thích hợp cho phép lấy mẫu thử khơng khí từ dịng ống điều kiện vận tốc giống Có thể lắp đầu dị vào vị trí khoảng tâm ngang qua đường kính ống nên thực số phép thử sơ Các vịng bít kín chịu áp sử dụng đầu nối đầu dị/ giá kẹp khơng thải lượng hyđrocacbon vào dung dịch nhúng chìm dung mơi phân tích Sẽ khơng thực tế đưa dòng mẫu thử trở dòng ống cuối dịng giá kẹp màng lọc thường cho dịng thơng khí Kết cấu điển hình đầu dị lấy mẫu cho Hình B.3 7.2.2.2 Thiết bị thử Bố trí chung thiết bị thử điển hình giới thiệu Hình CHÚ DẪN nguồn cung cấp khơng khí nén (ở đầu dòng) van điều chỉnh lưu lượng Chõ lắp đầu dò đẳng động học cảm biến/ đo lưu lượng van hình cầu tồn dịng ống giảm giá kẹp màng lọc nguồn cung cấp khơng khí nén (ở cuống dịng) van giảm áp giá kẹp màng lọc Hình - Bố trí điển hình thiết bị thử cho phương pháp B.2 7.2.2.3 Lưu lượng khơng khí nén Các vận tốc khơng khí phạm vi đường ống phạm vi đầu dò phải giống suốt khoảng thời gian lấy mẫu Yêu cầu thực thông qua điều chỉnh điều chỉnh lưu lượng để cung cấp số đọc thích hợp lưu lượng kế Việc kiểm tra vận tốc giống khơng khí phạm vi đường ống phạm vi đầu dị đánh giá theo qui trình sau qm lưu lượng ống chính, biểu thị lít giây (ở điều kiện chuẩn); qp lưu lượng đầu dò, biểu thị lít giây (ở điều kiện chuẩn); din đường kính đầu dị, biểu thị milimet; D đường kính ống, biểu thị milimet; DM đường kính màng lọc, biểu thị milimet; p áp suất hệ thống, biểu thị pascal [bar (e)] Qui trình thử - Phương pháp A 8.1 Qui định chung 8.2 Qui trình đo 8.2.1 Bắt dầu Tất van nên vị trí đóng kín lúc bắt đầu thử Mở van ngắt hoàn toàn (Chú dẫn 2, Hình 1) để tăng áp cho thiết bị thử Điều chỉnh lưu lượng van điều chỉnh lưu lượng (Chú dẫn 6, Hình 1) tới điều kiện lưu lượng yêu cầu dụng cụ cảm biến/ đo (Chú dẫn 7, Hình 1) Đóng van cho thu gom chất lỏng (Chú dẫn 11, Hình 1) 8.2.2 Ổn định hóa lọc lấy mẫu Phần tử lọc lấy mẫu (Chú dẫn 9, Hình 1) vận hành điều kiện bão hịa phải cho phép có thời gian để đạt điều kiện Phép đo thực áp lực chênh lọc lấy mẫu đạt tới phần ổn định biểu đồ (Hình 4) nhìn thấy đầu bình chứa lọc lấy mẫu (Chú dẫn 9, Hình 1) CHÚ DẪN X thời gian Y độ sụt áp qua lọc lấy mẫu đường đặc tính cho lọc lấy mẫu không sử dụng đường đặc tính cho lọc lấy mẫu khơng sử dụng trước Hình - Các đường cong đặc tính cho lọc lấy mẫu Độ sụt áp ổn định thị áp kế vi sai (Chú dẫn 5, Hình 1) Một lọc lấy mẫu khơng sử dụng có thời gian để đạt điều kiện ổn định dài so với lọc sử dụng trước Thời gian yêu cầu để đạt tới độ sụt áp ổn định phụ thuộc vào chất tải dầu/ nước 8.2.3 Phép đo dầu Tháo dầu để đo từ lọc lấy mẫu (Chú dẫn 9, Hình 1) thu gom chất lỏng dụng cụ đo thể tích thích hợp Các khoảng thời gian đo phụ thuộc vào lượng chất lỏng thu gom Cho phép tách dầu thu gom để tránh số đọc khơng xác tạo bọt phải ý trình đo để giải thích mặt khum Theo cách khác, cân dầu thu gom ghi lại khối lượng tính miligam Bộ lọc lấy mẫu thứ (Chú dẫn 9, Hình 1) thu gom dầu tới độ xác yêu cầu Bộ lọc đường (Chú dẫn 10, Hình 1) sử dụng để bảo đảm cho lọc thứ vận hành Bất dấu hiệu dầu lọc thứ hai cần phải thay phần tử lọc lọc thứ 8.2.4 Các phép đo dầu/nước Phải luôn thu gom chất lỏng ngưng tụ thùng chứa thích hợp với chất lỏng thu gom Chất lỏng thu gom gồm có nước, dầu/nước, nhũ tương dầu Tùy theo loại dầu xảy tách nhũ tương dầu/nước cho phép nước thải đo dầu; xem Hình Nếu xảy vùng có nhũ tương nước/dầu, cần thải nước khơng chứa dầu sau bổ sung dung mơi đo khuấy cho dầu hịa tan; xem hình CHÚ DẪN dầu nước nhũ tương dầu/nước dung dịch dầu/dung môi QUAN TRỌNG - Phải tuân theo hướng dẫn nhà sản xuất bảo đảm tháp chưng cất thu gom thích hợp với dung mơi Hình - Dụng cụ tách dầu/nước Hình - Dụng cụ tách dầu - dung môi/ nước Tháo dung dịch dầu/ dung môi nặng đo lượng dầu thực tế thu gom cách trừ lượng dung môi đo từ tổng số lượng dầu dung môi Không cần thiết phải cho tháp chưng cất thu gom dùng cho thử nghiệm tiếp xúc với dung môi; thực loạt phép đo lượng mẫu thử lại tháp chưng cất thu gom số không thay đổi, vật liệu bị tổn thất từ kết thứ CHÚ THÍCH: Có thể tìm thơng tin phép đo hàm lượng nước lượng nhũ tương dầu tài liệu viện dẫn [2] 8.2.5 Lưu lượng khơng khí xả (xả) Phép đo lưu lượng khơng khí nên có độ xác cao % lưu lượng thực 8.2.6 Nhiệt độ Nhiệt độ đo theo độ Celsius với độ xác cao 0C 8.3 Tính tốn kết thử 8.3.1 Qui định chung Độ xác phép thử phụ thuộc vào thể tích dầu thu gom tăng lên với việc tăng thể tích dầu Cần thiết phải bảo đảm cho kết có tính ổn định, lặp lại trình bày dạng độ xác đạt 8.3.2 Hàm lượng dầu Khi đo thể tích dầu thu gom được, hàm lượng dầu, X, tính miligam mét khối khơng khí tính tốn theo phương trình (1) X= V ×p q × H × 3,6 (1) V thể tích dầu thu gom được, biểu thị milimet; p khối lượng riêng dầu, biểu thị kilogam met khối; q lưu lượng khơng khí, biểu thị lit giây điều kiện chuẩn; xem Điều 5; H khoảng thời gian thử, biểu thị Khi đo khối lượng dầu thu gom được, hàm lượng dầu X tính tốn theo phương trình (2) X= m q × H × 3,6 (2) m khối lượng dầu, biểu thị miligam 8.4 Trình bày kết Các liệu ghi hình thức trình bày liệu Phụ lục A Qui trình thử - Phương pháp B 9.1 Hơi dầu Để ngăn ngừa ngưng tụ dầu, nên trì điều kiện đẳng nhiệt dịng dòng lấy mẫu khoảng thời gian thử 9.2 Vận tốc lớn khơng khí Vận tốc khơng khí qua màng lọc khơng vượt q m/s áp suất làm việc Áp suất áp dụng q trình qui trình thử khơng nên vượt khả chịu áp lực giá kẹp màng lọc 9.3 Nhiệt độ Nhiệt độ đo theo độ Celsius với độ xác cao 0C 9.4 Xử lý Các màng lọc phải bảo quản cho tránh bụi bẩn nhiễm bẩn từ khí Nên sử dụng cặp đồ kẹp màng lọc đặt vào lấy khỏi giá kẹp màng lọc Sau hoàn thành phép đo trước phân tích, màng lọc bị phơi phải bảo quản bảo vệ tránh bị bụi bẩn Một đĩa petri thủy tinh dụng cụ bảo quản thích hợp Khơng bảo quản màng lọc thùng chứa làm từ vật liệu hữu hyđrocacbon Nếu thời gian trơi qua phân tích kéo dài nên bảo quản màng lọc chỗ mát 9.5 Mẫu thử Để kiểm tra bảo đảm màng lọc sạch, cần trọn ngẫu nhiên màng lọc phân tích màng lọc để xác định màng lọc không chứa dầu 9.6 Chuẩn bị Bảo đảm cho giá kẹp màng lọc không bị nhiễm bẩn hyđrocacbon thành phần gây qui trình tẩy dầu mỡ Một giá kẹp màng lọc làm sạch, cầm vào giá kẹp sử dụng găng tay polyethylen để bảo vệ tránh nhiễm bẩn dầu mỡ từ ngón tay Khi sử dụng đồ kẹp, chất tải sơ cho giá kẹp có ba lớp đĩa lấy mẫu thích hợp (xem Điều B.3) lắp vịng bít thích hợp phía dịng vào đường kính ngồi đĩa lấy mẫu để tạo vịng bít kín gắn liền Khoang giá kẹp màng lọc kẹp chặt sau bên ngồi phép tăng áp tới áp suất hệ thống Lắp đặt giá kẹp vào ống thử sơ đồ hình B.3 Thiết bị thử phải hồn tồn khơng có dầu, hyđrocacbon chất nhiễm bẩn khác trước kết nối vào hệ thống Yêu cầu đặc biệt quan trọng chi tiết điểm nối giá kẹp màng lọc, chúng nên làm cẩn thận Khơng cho phép có chỗ uốn cong phạm vi khoảng cách 10 lần đường kính ống tính từ thiết bị đo Bộ phận lắp khơng nên đóng góp lượng hyđrocacbon vào thân nó, yêu cầu kiểm tra phân tích dung mơi sử dụng để làm phận lắp trước sử dụng 9.7 Phương pháp thử B.1 9.7.1 Khi biết nồng độ son khí, thực phép thử ban đầu để xác lập mức thích hợp 9.7.2 Nồng độ dầu son khí đo màng lọc thu gom (xem Hình 7.2.1.1.) đặt giá kẹp màng lọc Trước lắp màng lọc, làm lệch hướng khơng khí qua ống nhánh sau a) Quay van hình cầu tồn dịng ống nhánh (Chú dẫn 4c, Hình 2) vị trí mở; b) Đóng van (các Chú dẫn 4a 4b, Hình 2); c) Làm chân không giá kẹp màng lọc van (Chú dẫn 6, Hình 2) Khi dịng khơng khí bị lệch hướng qua ống nhánh (Chú dẫn 10, Hình 2); d) Mở giá kẹp màng lọc đặt màng lọc có ba lớp đĩa đỡ vào giá kẹp (phải đặt đĩa đỡ sau màng lọc, xem Hình B.3); e) Đóng van (Chú dẫn 6, Hình 2) lắp giá kẹp màng lọc 9.7.3 Dụng cụ đo son khí chuẩn bị sẵn sàng sử dụng sau a) Mở van (Chú dẫn 4a, Hình 2) cách cẩn thận cho giá kẹp màng lọc ép; b) Quay van (Chú dẫn 4b, Hình 2) tới vị trí mở đóng van cách cẩn thận (Chú dẫn 4c, Hình 2), van điều chỉnh lưu lượng (Chú dẫn 7, Hình 2) đặt trước để cung cấp lưu lượng yêu cầu qua màng lọc lấy mẫu Tính tốn lưu lượng lớn qua màng lọc để vận tốc m/s không bị vượt quá, xem 7.2.1; c) Đo thời gian yêu cầu cho thu gom, thời gian phải 2min, dừng phải thử cách mở van (Chú dẫn 4c, Hình 2) đóng van (Chú dẫn 4b, Hình 2); d) Đóng van (Chú dẫn 4a, Hình 2) làm chân khơng giá kẹp màng lọc sử dụng van (Chú dẫn 6, Hình 2); e) Lấy màng lọc đặt màng lọc vào bình chứa khơng khí hyđrocacbon bảo vệ màng lọc tránh bị nhiễm bẩn Về phương pháp tính tốn phân tích lượng dầu diện, xem Điều 11 9.8 Phương pháp thử B.2 9.8.1 Lựa chọn đầu dò Phải lấy mẫu thử nghiệm dịng khơng khí phương pháp mơ tả Phụ lục B.2 10 Qui trình phân tích dùng cho phương pháp B.1 B.2 10.1 Nguyên lý Đầu thu gom màng lọc giá kẹp màng lọc hịa tan dung mơi loại quang học thích hợp số lượng xác định phương pháp trắc quang hồng ngoại (xem hình 7) Nồng độ dầu dung dịch tỷ lệ với suất hấp thụ theo phổ ánh sáng hồng ngoại đặc tính ba số sóng dầu Các số sóng phụ thuộc vào loại dầu Năng suất hấp thụ theo phổ A tỷ số khơng có thứ ngun tính tốn theo phương trình (3):  I3  A = lg   I1I2I3  (3) đó: I0 cường độ ánh sáng đường gốc (dung môi); I1I2I3 cường độ ánh sáng ba số sóng đặc trưng (dung dịch) Năng suất hấp thụ theo phổ sau so sánh với biểu đồ suất hấp thụ theo phổ tính tốn giống cho dung dịch có nồng độ biết Nếu có nhiều ba đỉnh xuất phổ xem xét nên sử dụng ba đỉnh tương tự sử dụng trình tính tốn cho phân tích 10.2 Dung mơi Với mục đích chiết tách dầu khỏi màng lọc giá kẹp màng lọc, phải lựa chọn dung mơi có khả hịa tan tốt dầu cần chiết tách không chứa liên kết C.H thành phần hóa học có độ suốt quang học số sóng hồng ngoại phạm vi 3400 cm -1 đến 2500 cm-1 Các thuốc thử nên xử lý cẩn thận phù hợp với hướng dẫn nhà sản xuất nhà cung cấp Các dung môi lựa chọn nên chuẩn bị riêng biệt cho sử dụng nghiên cứu phổ hồng ngoại 10.3 Thiết bị 10.3.1 Phổ kế hồng ngoại Sử dụng phổ kế hồng ngoại hai trùm tia biến đổi Fourier bao phủ phạm vi số song tối thiểu 3400 cm-1 đến 2500 cm-1 có khả tái tạo lại hệ số truyền tốt 0,3 % 10.4 Qui trình - Phân tích dầu màng lọc thu gom Rửa màng lọc để bảo đảm khơng có vết dầu diện màng lọc Ghi lại phổ từ 3400 cm-1 đến 2500 cm-1 CHÚ THÍCH: Một phổ IR điển hình giới thiệu Hình Xác định lượng dầu màng lọc thu gom sử dụng biểu đồ hiệu chuẩn thu (xem 11.1 Hình 8) CHÚ DẪN đầu dò đẳng động học; màng lọc; phổ hồng ngoại điển hình; X số song, biểu thị số nghịch đảo centimet; Y hệ số truyền, biểu thị phần trăm; số sóng cho ba dải khả hấp thụ theo phổ; tế bào phổ kế hồng ngoại; đầu cộng với dung môi; a Tới lưu lượng kế van điều chỉnh; b Tới lưu lượng kế chính; c Tháo giá kẹp màng lọc màng lọc; d Bổ sung dung môi; xem 10.2; e Đổ đầy mẫu thử vào tế bào; f Tới phổ kế hồng ngoại Hình - Phương pháp thử phân tích 11 Xử lý kết thử Khi sử dụng cân phân tích cân xác khác có độ phân giải khơng nhỏ 0,1 mg, cân 100 mg dầu khảo sát pha lỗng lượng dầu với thể tích 100 ml với dung mơi để có dung dịch gốc với nồng độ dầu mg/ml Từ dung dịch gốc ban đầu này, chuẩn bị vài mẫu thử hiệu chuẩn bao phạm vi mong đợi nồng độ dầu Nên chuẩn bị mẫu thử hiệu chuẩn cách đo thể tích mơ tả dung dịch ban đầu pha loãng dung dịch với dung mơi để đạt tới thể tích 50 ml Các thể tích mơ tả dung dịch gốc ban đầu nồng độ dầu tạo mẫu thử hiệu chuẩn pha loãng giới thiệu Bảng Bảng - Pha loãng dung dịch tiêu chuẩn Thể tích dung dịch gốc ban đầu Nồng độ dầu mẫu thử hiệu chuẩn pha loãng ml μg/ml 0,1 0,5 10 1,0 20 2,0 40 3,5 70 5,0 100 Cần lưu ý nồng độ tạo giới hạn Bảng thừa nhận khối lượng dầu đo cách xác 100mg Trong thực tế điều không có nồng độ tạo nên tính toán dựa khối lượng thực dầu cân Đối với mẫu thử hiệu chuẩn, ghi lại phổ tính tốn suất hấp thụ theo phổ phù hợp với 10.1 Khi sử dụng kết quả, thiết kế đường cong hiệu chuẩn cách vẽ suất hấp thụ theo phổ - nồng độ dầu giới thiệu Hình CHÚ DẪN X nồng độ dầu, biểu thị microgam mililit Y suất hấp thụ theo phổ, A, lg (l03/I1I2l3) a Hệ số hiệu chuẩn, C độ dốc m, giá trị Δy/Δx Hình - Đường cong hiệu chuẩn Một đường thẳng có dạng y = mx + c Phải vẽ qua tập hợp liệu giao với trục x c (trong trường hợp này, gốc c = 0) m độ dốc đường cong, Δy chia cho Δx; c phần bị chặn trục x đường cong, trường hợp này, gốc; suất hấp thụ theo phổ nồng độ dầu Phải sử dụng phép hồi qui tuyến tính bình phương tối thiểu để vẽ đường thẳng thích hợp Độ xác tính tốn thị hệ số xác định, R2 khơng nhỏ 0,995; khơng, phép phân tích phải lặp lại Hệ số hiệu chuẩn yêu cầu c xác định từ độ dốc m đường cong Đường cong hiệu chuẩn thay đổi theo mức độ oxy hóa xảy dầu Vì thế, thực được, cần sử dụng loại dầu có nguồn gốc biết lấy từ máy nén khí nguồn gốc biết thời điểm thử để chuẩn bị biểu đồ hiệu chuẩn Đường cong hiệu chuẩn có hiệu lực loại dầu riêng phân tích Có thể vẽ đường cong hiệu chuẩn riêng biệt cho loại dầu khác cho lô sản xuất khác loại dầu CHÚ THÍCH: Giá trị R2 biểu thị sai lệch điểm liệu so với đường thẳng cách điều chỉnh tốt đường này; nhân với 100, giá trị R2 mức điều chỉnh tính theo phần trăm, trường hợp mức điều chỉnh cho đường thẳng 11.2 Tính tốn kết thử 11.2.1 Qui định chung Độ dài thời gian thu gom dầu dựa thời gian yêu cầu để tích tụ đủ lượng cho chiết tách dung môi từ màng lọc dẫn đến dạng dung dịch có phạm vi nồng độ dầu μg/ml đến 100 μg/ml Vì bắt đầu phép thử khơng biết nồng độ dầu khơng khí nén tiếp sau tốc độ thu gom màng lọc cần phải có vài phép thử để xác lập thời gian thử thích hợp Các thời gian thử nên ngắn lúc ban đầu để ngăn ngừa mức nhiễm bẩn nặng tạo đường ống phụ tùng nối ống thiết bị thử 11.2.2 Hàm lượng dầu Hàm lượng dầu X, biểu thị miligam met khối, tính tốn theo phương trình (6) X= A × Vs c × q × H × 3600 (6) A suất hấp thụ theo phổ tính tốn 10.1; Vs thể tích dầu dung mơi thu gom sau chiết tách dung môi màng lọc giá kẹp màng lọc; C hệ số hiệu chuẩn, xác định từ độ dốc m đường cong hiệu chuẩn 11.1; q lưu lượng, biểu thị lít giây điều kiện chuẩn; xem Điều 5; H khoảng thời gian thử, biểu thị 12 Độ không đảm bảo phương pháp Khi sử dụng thiết bị thử mô tả cho phương pháp B.1 B.2, độ không đảm bảo phương pháp tốt ± 10 % giá trị đo thay đổi phạm vi từ 0,001 mg/m đến 10 mg/m3 với thể tích khơng có khơng khí thời gian lấy mẫu từ 10 h đến Phụ lục A (Tham khảo) Báo cáo thử điển hình Khi đo điều kiện cho đây, mẫu thử khơng khí nén phân tích theo phương pháp (A, B.1 B.2) xác định có chứa mg/m dầu dạng chất lỏng son khí Các điều kiện Mẫu thử lấy từ ……………… (ví dụ bình gom, ống chính, ống nhánh v.v…) Tại điểm lấy mẫu, điều kiện sau phổ biến Áp suất: kPa [bar (e)] Nhiệt độ: Lưu lượng ước lượng: l/s C Hệ thống khơng khí nén có cấu hình sau (qui định thích hợp) Thiết bị Đường ống Điều kiện tải trọng Máy nén khí chạy % tải Máy nén khí chạy % tải Máy nén khí chạy % tải Máy nén khí n chạy % tải Phụ lục B (Tham khảo) Bố trí điển hình cho thiết bị chi tiết kích thước B.1 Phương pháp B.1 Bố trí chung thiết bị thử điểm đo giới thiệu Hình B.1 Giá kẹp màng lọc đưa sử dụng giá kẹp có kết cấu nêu Điều B.3 Kiểu giá kẹp màng lọc kiểu giá kẹp sẵn có thị trường sử dụng màng lọc tròn giá kẹp dùng thử nghiệm (chú dẫn 5) CHÚ DẪN điểm lấy mẫu khơng khí nén van giảm áp giá kẹp màng lọc cảm biến/ đo nhiệt độ van điều chỉnh lưu lượng cảm biến/ đo áp suất cảm biến/ đo lưu lượng van hình cầu tồn dịng ống giảm giá kẹp màng Iọc 10 ống nhánh Hình B.1 - Thiết bị thử điển hình dùng cho phương pháp B.1 B.2 Phương pháp B.2 B.2.1 Lấy mẫu đẳng động học - Qui định chung Đầu dò giá kẹp màng lọc nên xử lý ổn định hóa nhiệt độ nhiệt độ khơng khí thử, khơng xảy ngưng tụ dụng cụ lấy mẫu đẳng động học nên có đặc tính sau a) Đầu dị nên có khoảng cách tối thiểu mười lần đường kính ống tính từ chỗ uốn chỗ thu hẹp đầu dày ba lần đường kính ống tính từ chỗ uốn chỗ thu hẹp cuối dịng b) Cỡ kích thước đầu dị khơng nên ảnh hưởng tới dịng khơng khí Các vịi phun thay đổi hình dạng kết cấu c) Cần phải đề phòng để ngăn ngừa ngưng tụ dầu bề mặt trừ bề mặt bên rửa dung mơi d) Cần có điều kiện dịng chảy rối phạm vi dịng khơng khí cho lấy mẫu (số Reynolds lớn 4000) Trong sử dụng bình thường ngành cơng nghiệp, khơng khí nén trạng thái dòng chảy rối lưu lượng q, biểu thị lít giây điều kiện thực tế, ống đáp ứng điều kiện phương trình (B.1): q > D/20 (B.1) D đường kính ống, biểu thị milimet B.2.2 Lắp đặt thiết bị cho lấy mẫu đẳng động học Lắp đặt đầu dò lấy mẫu đẳng động học điểm lắp đặt hệ thống khơng khí nén nghiên cứu giới thiệu Hình B.2 CHÚ DẪN đầu dị lấy mẫu ống c điểm lắp đầu đị có khoảng cách tối thiểu ≥ x D cụm nắp bít đầu điều chỉnh phép điều chỉnh đầu dị d đường kính đầu dị, din e chiều dịng khơng khí a đường kính ống chính, D b đoạn thẳng nhỏ đối diện với đầu dị, ≥ 10 x D Hình B.2 - Lắp đặt đầu dò cho lấy mẫu đẳng động học Để lấy mẫu từ hệ thống có lưu lượng lớn, sử dụng lấy mẫu đẳng động học khơng có dịng thành (ống) Lắp đặt cho thử nghiệm lấy mẫu đẳng động học gồm có phận dẫn Hình B.3 Van (chú dẫn 5) lưu lượng kế (chú dẫn 6) cho phép điều chỉnh đo lưu lượng mẫu thử CHÚ DẪN đầu dò đoạn ống nối có cụm nắp bít van hình cầu tồn dịng giá kẹp màng lọc van điều chỉnh lưu lượng cảm biến/ đo lưu lượng màng lọc ba lớp đĩa đỡ thép khơng gỉ Hình B.3 - Lắp đặt thiết bị cho phương pháp B.2 lấy mẫu đẳng động học (lắp đầu dò chỗ uốn cong) B.3 Thiết kế kết cấu giá kẹp màng lọc Hình B.4 giới thiệu hướng dẫn xác định kích thước phần tử khác sử dụng thiết kế giá kẹp màng lọc Kết cấu Hình B.4 tạo điều kiện dễ dàng cho sử dụng màng lọc 55 mm CHÚ DẪN chỗ nối khơng có khe hở điển hình chỗ nối kín khơng có khe hở thích hợp với đầu dị a chỗ nối khơng có khe hở điển hình Hình B.4 - Giá kẹp màng lọc điển hình B.4 Thiết kế kết cấu đầu dị đẳng động học Kết cấu chung đầu dò giới thiệu Hình B.5 dự định sử dụng điều chuẩn 700 kPa (7bar) vận tốc 0,16 m/s dùng với giá kẹp màng lọc thích hợp thiết kế cho đĩa tiêu chuẩn có đường kính 55 mm Đầu dị nên có mặt cắt ngang trịn, đầu mút hở có chiều dày nhỏ 1,5 mm bề mặt bên bên ngồi có mặt vát nghiêng khơng lớn 30 so với đường trục đoạn ống nối; xem Hình B.5 Góc đoạn ống nối giảm tới mức tối thiểu tác động va đập đầu mút đầu dò Typical probe sizes din dout Lc 9,6 200 10 12,6 200 17 19,6 400 Cỡ kích thước đầu dị điển hình din dout Lc 9,6 200 10 12,6 200 17 19,6 400 Hình B.5 - Đầu dị lấy mẫu đẳng động học điển hình B.5 Lắp đặt đầu dò Một đầu dò lấy mẫu đẳng động học khơng nên có tác động bất lợi đến q trình lấy mẫu với điều kiện phải tuân theo kết cấu chung Hình B.5 Có thể sử dụng vịng bít kín chịu nén đơn giản chế tạo từ vật liệu fluorocacbon elsstome (hoặc tương tự) để ngăn ngừa nhiễm bẩn trình qui trình phân tích Vịng bít kín phải có khả giữ đầu dò ống với áp lực làm việc lớn Một cách lý tưởng cụm vòng bít nên cho phép lắp đầu dị theo chiều dài khác cần thiết THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 7783 (ISO 1000), Hệ đơn vị SI khuyến nghị sử dụng bội số chúng số đơn vị khác [2] Allen T Particle size measurement, Chapman and Hall Third Edition, 1981-ISBN 0412154102 (British Lihary)1) [3] ASTM D3921*96 (2003)e1 2)Standard Test Method for Oil and Grease and Petroleum Hydrocacbons in water (Phương pháp thử tiêu chuẩn dầu mỡ hyđrocacbon dầu mỡ nước) 1) The British Library, St Pancras, 96 Euston Road, London NW1 20B, Phone: +44(0) 870 444 1500, UK Website: http://www.bl.uk/index.shtme ASTM InterSnational, 100Bar Harbor Drive, PO box c700, West Conshohocken PA, 19428-2959 USA, Phone: (610) 832-9585, Fax: (610) 832-9555, Website: http://www.astm.org 2)