нефти газавых. Б.П.ТАРАСОВА. Учебное пособие СанктПетербург 2016 министерство образования и науки
 Скачать 2.41 Mb.
|
Систематические погрешности при анализе механических примесей (МП) в нефтиРассмотрим исключительно интегральные методы измерения массы МП, основанные на сепарации (фильтрование и отмывкой от углеводородной матрицы), оставив за пределами рассмотрения огромный раздел косвенных оценок этих загрязнений (определение «чистоты» жидкостей). В тексте диссертации приведена сводка метрологических характеристик отечественных и зарубежных стандартов: обращает внимание аномально высокая относительная случайная погрешность («плохая» прецизионность), на уровне многих десятков процентов для повторяемости и сотен % для воспроизводимости. В литературе отсутствует критический анализ этой ситуации. В данной работе показано, что она связана с противодействием двух групп систематических МВ, которое принимает видимость случайного рассеяния результатов под воздействием некого «непонятного» фактора. Можно ли однозначно отнести это рассеяние к случайной составляющей погрешности? Справедливый формальный ответ «Да» не может быть удовлетворительно согласован с особенностями наблюдаемого случайного распределения: внутри множества пользователей имеются локальные области (подмножества) с устойчивым системным характером отклонений. Например, по признаку [аппаратура + исполнители] это группы с систематическим занижением или завышением результатов измерений, что говорит о специфических наборах МВ в каждой группе. Нередки случаи (нефть, мазуты, микропримеси в моторных топливах) очевидного нонсенса с точки зрения физического смысла - отрицательных значений результатов: масса фильтра послесепарации мехпримесей ниже, чем до. В этом случае проблема «маскируется»: лаборатория рапортует «отсутствие МП», хотя на самом деле это признак неблагополучия с процедурой измерения. В работе рассмотрены две группы систематических МВ, приводящих к противоположным эффектам: а) неполная отмывка фильтра от связующих компонентов до измерения (систематическое занижение, вплоть до отрицательных значений) и б) неполная отмывка углеводородной матрицы (завышение). Показано, что совместное присутствие этих МВ определяется несовершенством аппаратуры, отсутствием объективных критериев штатного протекания процедуры измерения и привычными навыками исполнителей. Неполная отмывка фильтра на стадии подготовкиНеполная отмывка фильтра на стадии подготовки обусловлена, прежде всего, ручным характером этой процедуры, которая не гарантирует количественной очистки фильтра от связующих компонентов. Характерно, что «фирменная» подготовка фильтров производителем на специальной аппаратуре практически исключает получение отрицательных значений результата измерения, но на порядок удорожает расходные материалы. Нами предложена аппаратура для эффективной отмывки фильтров в непрерывном циркулирующем потоке растворителя под небольшим избыточным давлением (рисунок 4а), позволяющим проводить качественную подготовку фильтров силами лаборатории. Неполная отмывка осадка в процедуре измеренияНеполная отмывка осадка в процедуре измерения обусловлена нестабильностью температуры растворителя при отмывке отфильтрованного остатка (частицы мехпримесей заключены в «бронированную» капсулу асфальтово-смолистых компонентов, разрушение которой идет медленно и при повышенной температуре). Исключением являются стандарты, где отмывка производится при постоянной повышенной температуре. Воронка Бюхнера (фильтрование под небольшим вакуумом) или просто воронка (фильтрование под действием гравитационных сил) не могут дать гарантии полного удаления высокомолекулярной углеводородной матрицы при переменной температуре растворителя и блокаде фильтра глобулами углеводородной матрицы. Полезность СО для коррекции МВ ограничена. Постоянно воспроизводится следующая ситуация: при аттестации аппаратуры для фильтрования СО на базе минерального масла дают заниженные или близкие к действительным значениям результаты, так как МВ, связанные с удалением асфальтово-смолистых оболочек устранены при их производстве. Для устранения МВ в эталонной установке использована аппаратура для фильтрования в контролируемых условиях: горячим растворителем в условиях внешнего термостатирования под небольшим вакуумом (рисунок 4б), резко снижающая риск МВ. На установке осуществляется контроль параметров фильтрования: давления и его скачков, свидетельствующих о перфорации фильтров, термостатирования или контроля температуры фильтрующего элемента, растворителя и фильтрата, а также баланса «вымываемых» с фильтра примесей. Последнее критично при фильтровании авиационных и качественных моторных топлив с очень низким значением массовой доли мехпримесей (не более 1 мг/кг для авиационных и не более 20 мг/кг для моторных) [наша статья в сборнике]. Совместное применение аппаратуры для подготовки и фильтрования (рисунок 4) позволяет исключить отрицательные значения результата и снизить случайную составляющую погрешности на порядок.    а) б) в) Рисунок 4. Аппаратура для определения мехпримесей в контролируемых условиях: а) отмывка фильтров в потоке растворителя; б) фильтрование в условиях термостатирования; в) горячее фильтрование при 100 °С. Контрольные вопросы к разделу 6 Почему методики определения механических примесей дают аномально высокую случайную и систематическую погрешности измерения? Назовите основные источники возникновения погрешности: а) случайной; б) систематической? Каковы пути снижения погрешности измерения показателя? |