1. Mục đích và ý nghĩa
Xác định tính chất ăn mòn của miếng đồng ở điều kiện thử cho trước để đánh giá mức độ ăn món kim loại của sản phẩm dầu mỏ.
2. Nguyên tắc
Nguyên tắc của phương pháp là ngâm miếng đồng đã đánh bóng vào một lượng mẫu xác định ở nhiệt độ và trong thời gian qui định đối với sản phẩm thử nghiệm. Sau đó lấy miếng đồng ra rửa và so sánh với bảng phân cấp chuẩn.
3. Phạm vi ứng dụng
Phương pháp thử nghiệm này theo tiêu chuẩn ASTM D130, dùng để đánh giá mức độ ăn mòn của các sản phẩm dầu mỏ như xăng, nhiên liệu phản lực, dầu hỏa, dầu diesel, dầu đốt, dầu nhờn… được áp dụng cho các sản phẩm có áp suất hơi bảo hòa không lớn hơn 124kPa.
4. Dụng cụ hóa chất 4.1 Dụng cụ:
Bộ thử nghiệm độ ăn mòn tấm đồng gồm có: bể điều nhiệt, nhiệt kế, ống thử nghiệm chuẩn, bình bao ngoài (bom), mâm kẹp để đánh bóng, ống thử nghiệm dẹp để bảo vệ và quan sát miếng đồng, miếng đồng theo tiêu chuẩn, giấy nhám carbua, bảng phân cấp chuẩn, ống đong 50ml.
4.2 Hóa chất: Dầu hỏa, dầu diesel, dầu nhờn…, dung môi rửa là xylen.
Hình 8.1: Bom thử độ ăn mòn tấm đồng
Hình 8.2: Bảng chuẩn so sánh độ ăn mòn tấm đồng
Hình 8.3: Miếng đồng thử độ ăn mòn tấm đồng 5. Qui trình thử nghiệm
5.1 Chuẩn bị mẫu và thiết bị
Chuẩn bị miếng đồng:
Loại tất cả các vết bẩn trên cả 6 mặt của miếng đồng bằng giấy nhám carbua silic.
Rồi nhúng miếng đồng vào trong dung môi rửa.
Lấy miếng đồng ra khỏi dung môi, dùng giấy lọc không tro lót tay để cầm miếng đồng khi đánh bóng. Dùng giấy nhám carbua silic 150, trước tiên đánh bóng các đầu nút rồi đến các cạnh. Chùi sạch mạnh bằng bông gòn và sau đó chỉ được cầm bằng kẹp thép không rỉ, không được cầm bằng tay. Sau đó giữ chặt miếng đồng bằng mâm kẹp để đánh bóng các bề mặt còn lại. Chà mạnh lên bề mặt theo chiều dọc của miếng đồng khi đánh bóng (chà theo một chiều).
Sau khi đánh bóng dùng các miếng bông gòn chùi thất mạnh để làm sạch bụi kim loại từ miếng đồng cho đến khi thay miếng bông gòn mới mà không bị bẩn.
Chuẩn bị mẫu:
Mẫu cần được đựng trong chai thủy tinh sạch, tối màu, chai plastic hay các bình đựng phù hợp khác mà không ảnh hưởng đến tính chất ăn mòn của mẫu. Tránh sử dụng các bình có phủ thiết.
Nạp mẫu đầy vào ống thử nghiệm đã có sẵn miếng đống đến mức tối đa có thể được, đóng nắp sau khi lấy mẫu và tránh để mẫu tiếp xúc với ánh nắng mặt trời.
Nếu mẫu có nước ở dạng nhũ tương, làm khô mẫu bằng cách lọc một lượng mẫu đủ qua giấy lọc định tính và cho vào trong ống thử nghiệm khô và sạch.
Chuẩn bị bể ổn nhiệt:
Cài đặt nhiệt độ theo qui định khi thử nghiệm đối với từng loại sản phẩm riêng biệt.
Mực nước trong bể ổn nhiệt sao cho khi đặt bom vào mực nước phải ngập bom.
Theo dừi sự cạn nước trong bể ổn nhiệt do sự bay hơi của nước. Nếu nước cạn thỡ phải thêm nước vào cho đúng mức qui định.
Có thể thay nước bằng chất tải nhiệt như glyxerin hay dầu silicon.
5.2 Tiến hành thử nghiệm
Ứng với các nhóm sản phẩm khác nhau có các điều kiện tiến hành khác nhau.
5.2.1 Đối với xăng máy bay và nhiên liệu phản lực: cho 30ml mẫu vào trong ống thử nghiệm sạch và khô. Trong vòng 1 phút sau khi đánh bóng, thả nhẹ miếng đồng vào trong ống thử nghiệm có chứa mẫu. Đặt cẩn thận ống nghiệm vào trong bom và vặn chặt nắp lại. Nhúng hoàn toàn bom vào trong bể điều nhiệt ở nhiệt độ 100 ± 1oC. Sau 2 giờ ± 5 phút, lấy bom ra ngoài làm nguội trong vài phút bằng nước vòi. Mở nắp bom, lấy ống thử nghiệm ra và khảo sát miếng đồng theo mục 5.3.
5.2.2 Đối với xăng ô tô, dầu diesel, dầu đốt: cho 30ml mẫu vào trong ống thử nghiệm sạch và khô. Trong vòng 1 phút sau khi đánh bóng, thả nhẹ miếng đồng vào trong ống thử nghiệm có chứa mẫu. Đậy ống thử nghiệm bằng nút có lỗ thông hơi và đặt chúng vào trong bể điều nhiệt ở nhiệt độ 50 ± 1oC. Tránh để mẫu thử tiếp xúc với ánh sáng trong quá trình thử nghiệm. Sau 3 giờ ± 5 phút, lấy ống thử nghiệm ra và khảo sát miếng đồng theo mục 5.3.
5.2.3 Đối với dầu hỏa: tiến hành thử theo 5.2.1 nhưng ở nhiệt độ 100 ± 1oC.
5.2.4 Đối với dầu nhờn: tiến hành theo 5.2.1 nhưng cũng có thể tiến hành thử với thời gian khác nhau và nhiệt độ cao hơn 100oC, để tạo thống nhất nên tăng nhiệt độ đều đặn 5oC bắt đầu từ 100oC.
5.3 Kiểm tra miếng đồng
Đổ mẫu và miếng đồng từ ống thử nghiệm vào trong một cốc cao 150ml, để cho miếng đồng trượt nhẹ xuống nhằm tránh bể cốc. Ngay lập tức dùng kẹp thép không rỉ lấy miếng đồng ra và nhúng ngay vào trong dung môi rửa. Nhất ngay miếng đồng ra và làm khô bằng giấy lọc định tính ( bằng cách thấm khô chứ không phải lau chùi).
Đặt miếng đồng vào trong ống thủy tinh dep. Đậy ống lại bằng bông gòn.
Sau đó quan sát và so sánh trạng thái bề mặt của miếng đồng với bảng phân cấp chuẩn. Lưu ý để quan sát, cầm miếng đồng và bảng phân cấp chuẩn sao cho cùng một góc độ ánh sáng nghiêng 45o.
5.4 Đánh giá
Mức độ ăn mòn của mẫu được đánh giá theo trạng thái miếng đồng trùng với dải nào của bảng chuẩn.
Khi miếng đồng ở trạng thái chuyển tiếp giữa hai dải chuẩn kề cận nhau thì được đánh giá theo cấp của dải cao hơn. Nếu miếng đồng có màu da cam sẫm hơn dải 1b của bảng chuẩn, coi như vẫn thuộc phân cấp 1. Tuy nhiên nếu xuất hiện bất kỳ dấu hiệu nào của màu đỏ, coi như mẫu thuộc phân cấp 2.
Miếng đồng có màu đỏ rượu vang trong phân cấp 2 có thể bị nhầm lẫn với với màu đỏ sẫm trên nền đồng thau trong phân cấp 3. Để phân biệt, nhúng miếng đồng vào dung môi rửa, nếu thuộc phân cấp 2 màu miếng đồng sẽ chuyển thành màu da cam sẫm, còn thuộc phân cấp 3 miếng đồng sẽ không chuyển màu.
Thực hiện lại thí nghiệ trên khi thấy:
+ Có dấu tay hay dấu vết của giọt nước trên miếng đồng.
+ Các rìa cạnh dọc thuộc phân cấp cao hơn phần mặt chính của miếng đồng.
6. Xử lý kết quả
Ghi kết quả mức độ ăn mòn theo bảng phân cấp chuẩn cùng với thời gian và nhiệt độ tiến hành thí nghiệm.
7. Câu hỏi
1) Tại sao mẫu phải chứa trong chai nhựa hay chai thủy tinh, được nạp đầy và tránh tiếp xúc với ánh sáng?
2) Các yếu tố ảnh hưởng tới độ ăn mòn tấm đồng.
3) Đánh giá mẫu thử nghiệm.
Bảng phân cấp mức độ ăn mòn tấm đồng:
Phân cấp Trạng thái Diễn giải
1 Xỉn nhạt a. Màu da cam sáng, hầu như giống màu của miếng đồng mới mài bóng.
b. Màu da cam sẫm.
2 Xỉn thường a. Màu đỏ rượu vang
b. Màu xanh nhạt hơi pha đỏ ( tía nhạt).
c. Màu xanh da trời hoặc ánh bạc, hoặc cả hai được phủ trên nền màu đỏ rượu vang.
d. Màu ánh bạc.
e. Màu giống đồng thau hoặc ánh vàng 3 Xỉn tối a. Màu đỏ tươi phủ trên bề mặt đồng thau.
b. Màu đỏ lẫn xanh lá cây ( trông ánh biếc) nhưng không xám.
4 Ăn mũn a. Màu đen rừ rệt, màu xỏm đậm, hoặc nõu trong suốt với xanh lá cây ánh biếc.
b. Màu xám chì hoặc màu đen xỉn.
c. Màu đen bóng hoặc màu đen đậm.