Особенности сертификации ГСМ

     Особенностью  использования инициаторов газообразования, кроме того, является то, что они  не должны обладать коррозионно-агрессивными свойствами.

     Таким образом, выбор инициаторов газообразования  удовлетворяющих перечисленным  условиям является сложной теоретической и практической задачей. Аналитически выбор инициаторов задача весьма сложная, поэтому основное внимание при определении необходимого инициатора газообразования уделяется экспериментальным исследованиям, в процессе которых и определяется необходимый состав и количество инициаторов.

     В работах [14,32] приведены результаты многочисленных экспериментальных  исследований, которые позволяют сделать выводы о целесообразности использования тех или иных инициаторов газообразования.

     В работе [14] исследованы инициаторы крекинга диацетил, ацетилацетон, ацетонлацетон, изомаслянный альдегид, нитрометан, н-бутилнитрит, втор, бутилнитрит, азопропан, метилэтилкетон, третбутиловый спирт, дециклопропилциклопропан, непредельные углеводороды. Как и ожидалось, данные вещества вели себя по разному, некоторые оказывали инициирующее действие, другие не оказывали никакого воздействия, некоторые оказывали наоборот   ингибирующее   воздействие.   Данные   многочисленных   исследований   подтверждают   необходимость   в

Топливо__1 10

проведении экспериментов  по определению эффективности инициирующего  воздействия на процесс газообразования  других, еще не исследованных инициаторов  газообразования.

     В работе [14] указывается, что из перечисленных  добавок наиболее эффективным инициатором газообразования, из ряда исследованных, является нитрометан (CH3NO2). Поскольку в реальных условиях топливо прокачивается при давлениях выше 0,1 МПа. были проведены исследования закономерностей инициированного нитрометаном пиролиза н-октана при повышенных давлениях в проточном реакторе.

     Как следует из экспериментальных данных, при давлении 5,0 Мпа в диапазоне  температур 560-620°С концентрация нитрометана равная 0,9% масс, обеспечивает достижение максимального газообразования. Дальнейшее увеличение концентрации нитрометана практически не влияет на газообразование. Увеличение температуры топлива, при постоянных значениях концентрации, приводит к увеличению выхода газа и, при температурах выше 650^сС, газообразование достигает величин, характерных для топлива без инициатора.

      Подобные  закономерности могут наблюдаться  и при использовании других инициаторов, однако следует 
учесть, что из-за сложности физических и химических процессов, протекающих при термодеструкции топлив, 
разработка любого инициатора газообразования должна сопровождаться экспериментальным подтверждением его 
характеристик. \

2). Гетерогенное инициирование. \

     Существенное  влияние на процесс газообразования  оказывает материал стенки, с которым  контактирует топлива с включенным в него инициатором. Инициатор может более активно взаимодействовать с материалом стенки, чем с радикалами топлива. С другой стороны сам материал стенки может оказывать каталитическое воздействие на процесс инициирования газообразования. Таким образом, при разработке инициаторов газообразования необходимо оценивать совместное влияние инициатора газообразования и каталитическую активность материала на процессы термодеструкции топлив.

     Известно, что наибольшую активность на процесс  газообразования оказывает медь. По данным [14,25], при прочих равных условиях, использование медного реактора позволило повысить, в диапазоне температур 440-620°С, степень газообразования в 1,3-2,5, по сравнению со стальным реактором.

     В работах [14,25] получены результаты каталитического воздействия на процесс газообразования различных материалов, в частности тугоплавких металлов IY-YI групп периодической системы. Температурные зависимости выхода газообразных продуктов пиролиза для различных тугоплавких металлов представлены на рис.5.

     В качестве исследуемого топлива.использовалось топливо ТС-1. Как следует из рисунка 6, все металлы имеют максимум по выходу пирогаза в области температур 820°С, затем каталитическая активность металлов снижается. Связано это с усилением распада углеводородов на элементы (С и Н), что приводит к повышению коксообразования в зоне пиролиза.

3). / \ Топливо-водяные

     Известно, что при пиролизе углеводородов  в присутствии водяного пара облегчается распад углеводородов и 
снижается коксообразование. V

     В работе [14] проведены исследования, при которых в зону реакции добавлялась вода в количестве 25 + 5% от массы топлива.

     Добавка водяного пара не меняла характер зависимости выхода пирогаза от температуры, однако, кривые газообразования в этом случае смещались в сторону более высоких температур. Введение в зону реакции водяного пара в количествах до 20% масс, увеличивало выход непредельных углеводородов, что положительно влияло на суммарное теплопоглошение при пиролизе и не приводило к снижению теплоты сгорания продуктов разложения термической деструкции топлив.

     Следует отметить, что введение в зону горения  водяного пара положительно сказывается  на экологических характеристиках продуктов сгорания.

     Многочисленные  исследования не затрагивают роль влияния  добавок воды на процессы горения при непосредственной подаче воды в топливо. Как правило, исследования ограничиваются, за исключением вышеприведенных результатов, введением водяного пара непосредственно в зону горения в камере сгорания. Поэтому исследования характеристик топливо-водяных смесей остается актуальной задачей, которая рассматривается в данной работе.

                     4. БИОЛОГИЧЕСКИЕ  ПОВРЕЖДЕНИЯ ТОПЛИВ. 4.1. ПРИЧИНЫ И УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ В ТОПЛИВЕ.

     В последние годы было обнаружено проявление микробиологических загрязнений топлив при эксплуатации авиационной техники в России. Тем самым проблема микробиологического загрязнения, в результате которого отмечены многочисленные случаи коррозионного повреждения топливных баков и коллекторов, забивки топливных фильтров, приобрела актуальное значения и для нашей страны. Непосредственно в комплексе квалификационных методов оценок, испытания, связанные с определением микробиологического поражения топлив, не входят. Однако в комплексе предусмотрено определение свойств, влияющих на процессы образования биопоражения топлив, а именно: определение взаимодействия топлива с водой. Вода является благоприятной средой для формирования и развития микробиологических структур.

     В настоящее время известно около 75 видов грибков и более 100 видов бактерий [33-36], которые могут присутствовать в топливных баках самолетов, системах хранения и заправки топлива. Наиболее распространенными являются  грибок Cladosporium  resinae (CR)  и  бактерия  Pseudonomas    Aeroginosa (PA).   Грибок CR  относится  к

Топливо_1 11

углеводородокисляющим  микроорганизмам  и, являясь составной  частью почвенной микрофлоры, очень  широко распространен в природе.

     Для своего развития микроорганизмы требуют  присутствия воды и соответствующей  питательной среды, содержащей водород, кислород, углерод, серу и др., которые входят в состав реактивного топлива. Частицы воды, благодаря их присутствию в воздухе, легко попадают в топливные баки. Кроме того, вода в топливо добавляется специально, для увеличения выхода пирогаза и для улучшения экологических характеристик продуктов сгорания [14].

     Наиболее  благоприятной областью развития микроорганизмов  является граница раздела топливо-вода. Наиболее подходящей температурой для их роста является 25-35°С. При температурах ниже 10°С рост микроорганизмов замедляется и постепенно прекращается, но сам микроорганизм не гибнет. При температурах выше 50°С микроорганизм начинает погибать, и при 70°С сохраняет способность к жизни только в течение нескольких секунд.

     В результате деятельности микроорганизмов образуются различные продукты окисления (органические кислоты, спирты, эфиры и т.д.). Органические кислоты низкого молекулярного веса, увеличивая кислотность водной фазы, повышают ее коррозионную агрессивность. Спирты и сложные эфиры уменьшают поверхностное натяжение на границе раздела топливо-вода и тем самым повышают эмульгируемость топлива с водой, расширяя зону, благоприятную для микроорганизмов.

     Микробиологические  загрязнения имеют вид сгустков липкой массы, слизи или образований, похожих на войлок, находящихся на границе раздела топливо-вода или на внутренней поверхности баков, трубопроводов и т.д. Цвет загрязнений может быть различным, к тому же топливо может приобретать неприятный запах.

     В 1986-1987 гг. в странах с тропическим  и субтропическим климатом стали отмечаться случаи микробиологического заражения топлива, используемого при эксплуатации отечественных самолетов Ил-76МД, Ил-62М, Ан-24 и Як-40. Такие случаи в широких масштабах обнаружены на Кубе, во Вьетнаме [37].

     Рост  микроорганизмов в топливе отмечался не только в условиях стран с тропическим и субтропическим климатом, но и в более умеренных зонах. При эксплуатации самолета Ил-76МД №0043454611 на территории России был отмечен отказ подкачивающего бокового насоса из-за забивки предохранительной сетки насоса слизистой массой [38]. По данным ММЗ им. С.В.Ильюшина наличие отложений биологического происхождения в топливах обнаружено на самолетах Ил-76 №1008, 1310, 1401, 1506, 1602, 2610, 4103, эксплуатирующихся на территории России. По сведениям МНПО «Опыт» неоднократно отмечались микробиологические отложения в баках самолетов Ту-154.

     Отмеченные  факты свидетельствуют о необходимости  изучения проблем микробиологического  поражения топлива.

Признаками  биопоражения топлива могут являться:

• наличие в водном отстое или на внутренней поверхности баков сгустков биомассы в виде липкой массы, слизи, 
  образований, похожих на войлок; при рассмотрении загрязнений под микроскопом виден грибной мицелий в виде пе 
  реплетенных тонких нитей;
• вспучивание герметика и коррозионное повреждение поверхности топливных баков;
• забивка липкой массой фильтров и сеток насосов, установленных в баке;
• нарушение нормальной работы топливоизмерительной аппаратуры из-за наличия на поверхности топливомеров 
  посторонней массы;
• неприятный запах топлива.

     В тех случаях," когда по внешним  признакам трудно установить носит  ли данное загрязнение микробиологический характер или имеет другую природу необходимо провести специальный анализ.

      В результате развития микроорганизмов  в топливе образуются химически-активные продукты их жизнедеятельности (метаболиты), наиболее характерным из которых являются аминокислоты, органические кислоты (дикарбоновая и пиклотрикар-боновая), пигменты и витамины. Наличие метаболитов в водных отстоях и загрязнениях может служить одним из признаков микробиологического заражения топлива. Методы обнаружения метаболитов могут быть различными: биохимическими, электрохимическими, спектрофотометрическими, флуоресцентными и др. [39]'.

     Войсковой частью 75360 для оценки микробиологического  загрязнений предложен спектрофлуоресцентный  метод анализа.

      В сравнении с другими методами флуоресцэнтный метод обладает высокой чувствительностью и надежностью. Кроме того, он значительно более оперативен и менее трудоемок, поэтому может рассматриваться в качестве экспресс-метода. Флуоресцентный метод достаточно, прост и не требует специального микробиологического оборудования, питательных сред, термостатов и др. В то же время при использовании высокочувствительного опектрофлуориметра можно получать информацию не только о наличии метаболитов в исследуемой пробе, но и количественные данные. Сущность метода заключается в снятии спектров собственной флуоресценции испытуемых растворов (водных отстоев или щелочных экстрактов отложений) в диапазоне длин волн от 350 им до 430 им при возбуждении ультрафиолетовым светом с длиной волны 320 нм. По характеру спектра и интенсивности флуоресценции определяют наличие в анализируемых пробах веществ микробиологического, происхождения (белков, витаминов) и оценивают степень биологического загрязнения топливных систем.

     За  рубежом рекомендуется для указанных  целей использовать биологические методы анализа топлива, например, с помощью набора Microb Monitor Test Kit фирмы   Boron Oil Co. (США).

     В патенте фирмы Standard Oil (патент США № 3418212) наличие в топливе или водном отстое микробиологического загрязнения рекомендуется определять по их окрашиванию при добавлении специального реактива, состоящего из индикатора - хлорида трефинилмонотетразолина, 0,1-1% об. углеводорода, не содержащего непредельных соединений, и 2% об. соответствующего углеводородного спирта или альдегида.