В Соединенных Штатах этот консенсус достигается под эгидой ASTM International (ранее Американское общество по испытаниям и материалам. Название было изменено на ASTM International, чтобы отразить тот факт, что многие спецификации используются в других частях света). Европейский союз также разработал спецификации для дизельного топлива. Эти спецификации широко используются в Азии и странах Тихоокеанского бассейна, с модификациями для соответствия местным поставкам, сырью и нормам.
ASTM International - это организация, состоящая из комитетов. Комитет D-2 (Нефтепродукты и смазочные материалы) отвечает за спецификации и методы испытаний дизтоплива. Члены комитета представляют на форуме D-2 точки зрения групп, заинтересованных в спецификациях на дизельное топливо и влияющих на них. К этим группам относятся:
- Производители автомобилей и двигателей
- Нефтепереработчики
- Нефтесбытовые организации
- Поставщики присадок
- Государственные регулирующие органы (такие, как EPA)
- Группы общих интересов, потребители и консультанты
Комитет D-2 также может обратиться к таким группам, как SAE International (бывшее Общество автомобильных инженеров) и Координационный исследовательский совет (CRC), для получения дополнительных технических данных, которые помогут установить спецификацию или разработать метод испытаний.
В таблице 5.1 приведен ряд важных свойств дизельного топлива и указано, как они влияют на эксплуатационные характеристики. В таблице также указано, определяется ли данное свойство объемным составом топлива или наличием/отсутствием второстепенных компонентов. Также в таблице есть колонка с указанием временных рамок проявления эффекта - обычно ли он проявляется сразу или после сотен часов работы (долгосрочно).
СПЕЦИФИКАЦИИ - ASTM INTERNATIONAL
Многие свойства в Таблице 5.1 рассматриваются в стандарте ASTM D 975. Спецификация на дизельное топливо, которая охватывает семь марок дизельного топлива. Предназначена для различных типов дизельных двигателей.Таблица 5.1
Свойство | Тип свойства* | Влияние свойств на производительность | Срок действия эффекта |
Температура вспышки | Незначительные |
Безопасность в обращении и использовании - не имеет прямого отношения к работе двигателя |
- |
Вода и осадок | Незначительные | Повреждение топливных фильтров и форсунок | Долгосрочный |
Волатильность | Основное | Влияет на легкость запуска и задымление | Немедленный |
Вязкость | Основное |
Влияет на распыление топлива и смазку топливной системы. Также влияет на утечки в топливной системе. |
Долгосрочный / Немедленный |
Зола | Незначительные |
Может повредить систему впрыска топлива и вызвать образование отложений в камере сгорания |
Долгосрочный |
Сера | Незначительные |
Влияет на выбросы твердых частиц, износ цилиндров и отложения |
Твердые частицы: Долгосрочный / Немедленный |
Коррозия медной пластины |
Незначительные |
Указывает на возможность коррозионного воздействия на металлические детали |
Долгосрочный |
Цетановое число | Основное |
Измерение качества воспламенения - влияет на холодный запуск, дым, горение и выбросы. |
Немедленный |
Точка помутнения |
Незначительные |
Влияние на работоспособность при низких температурах и прокачиваемость топлива |
Немедленный |
Точка застывания |
Незначительные |
Влияние на работоспособность при низких температурах, полная остановка работоспособности |
Немедленный |
Углеродный остаток | Незначительные |
Измеряет склонность топлива к коксованию; может иметь отношение к отложениям в двигателе |
Долгосрочный |
Теплотворная способность | Основное | Влияет на топливную экономичность | Немедленный |
Плотность | Основное | Влияет на теплотворную способность | Немедленный |
Стабильность | Незначительные |
Указывает на возможность образования нерастворимых частиц и камедей (остатков) в топливе во время использования или хранения |
Долгосрочный / Немедленный |
Смазка | Незначительные | Влияет на износ системы впрыска топлива (насоса и инжектора) |
Долгосрочный / Немедленный |
Водоотделяемость | Незначительные | Влияет на способность воды отделяться от топлива |
Долгосрочный / Немедленный |
Работоспособность при низких температурах |
Основное |
Влияет на текучесть и фильтруемость при низких температурах окружающей среды |
Немедленный |
определяется наличием или отсутствием незначительных компонентов
Требования ASTM D 975 к ДТ
Таблица 5.2
Свойство |
Метод испытаний |
S15, S500, |
S15, S500, |
No. 4-D | |
Температура вспышки, °C (°F), минимум | D 93 | 38 (100) | 52 (125) | 55 (130) | |
Вода и осадок, % объема, макс. |
D 2709 D 1796 |
0.05 |
0.05 |
- 0.05 |
|
Температура перегонки, °C (°F), Восстановленный объем 90%: минимум максимум Или Имитация дистилляции, °C (°F) (Не относится к № 1-D S5000 или № 2-D S15) Восстановленный объем 90%: минимум максимум |
D 86 D 2887
|
max 288 (550) min 304 (572) |
min 282 (540) max338 (640) min 300 (572) max 356 (673) |
||
Кинематическая вязкость, мм2/с при 40°C (104°F): минимум максимум |
D 445 |
1.3 2.4 |
1.9 4.1 |
5.5 24.0 |
|
Зола, % масс, максимум | D 482 | 0.01 | 0.01 | 0.10 | |
Сера, ppm (мкг/г), максимум % масс, максимум % масс, максимум |
D 5453 D 2622 D 129 |
15 0.05 0.50 |
15 0.05 0.50 |
- - 2.00 |
|
Коррозионная стойкость медной ленты, максимум через 3 часа при 50°C (122°F) |
D 130 | No. 3 | No. 3 | - | |
Цетановое число, минимум Должно быть выполнено одно из следующих условий: (1) Цетановый индекс, минимум 2) Ароматика, % по объему, максимум |
D 613 |
40 |
40 |
|
|
Температура помутнения, °C (°F), максимум или LTFT/CFPP, °C (°F), максимум |
D 2500 D 4539/D 6371 |
Варьируется |
Варьируется |
- |
|
Углеродный остаток, максимум (% масс. на 10% дистилляционного остатка) |
D 524 | 0.15 | 0.15 | - | |
Смазывающая способность, 60°C, WSD, мкм, максимум | D 6079 | 520 | 520 | - |
Спецификация предписывает требуемые свойства дизельного топлива и устанавливает пределы для значений этих свойств. Эти данные перечислены в таблице 5.2 для семи сортов дизельного топлива, определенных спецификацией. Спецификация D 975 также содержит стандартные методы испытаний, используемые для измерения значений свойств. Эти методы описаны в разделе "Методы испытаний" в разделе информация на сайте ДТ6.
Спецификация D 975 содержит минимальные обязательные требования, необходимые для того, чтобы гарантировать приемлемые характеристики для большинства потребителей. Кроме того, данная спецификация признает требования, установленные EPA для снижения выбросов. По ряду причин другие организации могут устанавливать дополнительные требования, например для снижения выбросов CARB установлены дополнительные требования к дизельному топливу для автомобилей, которые вступили в силу в 1993 году.
Трубопроводы: некоторые компании, занимающиеся транспортировкой дизельного топлива, устанавливают ограничения на плотность и температуру застывания - свойства, которые ASTM D 975 не ограничивает.
Некоторые покупатели: могут установить дополнительные требования в контракте, если это взаимоприемлемо для покупателя и поставщика.
Поставщик топлива должен гарантировать, что его дизельное топливо соответствует всем этим требованиям, а не только требованиям ASTM D 975.
В отраслевых группах постоянно ведутся дискуссии по созданию спецификаций топлива, которые отвечают потребностям новых технологий двигателей и составов топлива. Существующие спецификации могут быть изменены, а новые свойства могут быть приняты для удовлетворения этих потребностей. Например, Ассоциация производителей двигателей (EMA) предложила повысить минимальное цетановое число если результаты испытаний двигателей оправдывают такое изменение.
С введением в Северной Америке солярки S15 некоторых беспокоит его электропроводность. Примеси способствующие электропроводности, удаляются в процессе гидроочистки, необходимой для снижения содержания серы до 15 ppm. Топливо с меньшим содержанием серы, как правило, имеет более низкую проводимость. Присадки, рассеивающие статическое электричество, могут быть добавлены в топливо для уменьшения проводимости, Требование по электропроводности добавляется в стандарт ASTM D 975.
СПЕЦИФИКАЦИИ – ЕВРОПЕЙСКОГО СОЮЗА
Спецификации топлива в Европейском союзе похожи, но не идентичны спецификациям в США. Например, минимальное цетановое число в Европе выше, и существует требование к диапазону плотности. Стандарты автомобильного топлива разрабатываются Европейской организацией по стандартизации (CEN); самая последняя спецификация дизельного топлива приведена в таблице 5.3.
EN 590 Требования к дизельному топливу и методы испытаний – Дата введения: 1 января 2005 г.
Таблица 5.3
Технические характеристики дизельного топлива | Единицы измерения | Пределы | Метод тестирования |
Цетановое число | 51.0 минимум | EN ISO 5165 | |
Цетановый индекс | 46.0 минимум | EN ISO 4264 | |
Плотность при 15°C | кг/м3 |
820 минимум до 845 максимум |
EN ISO 3675 EN ISO 12185 |
Полициклические ароматические углеводороды | % (м/м) | 11 максимум | EN 12916 |
Содержание серы | мг/кг |
50 минимум до 10 максимум |
EN ISO 20846 EN ISO 20847 EN ISO 20884 |
Температура вспышки | °C | >55 | EN ISO 2719 |
Углеродный остаток (на 10% дист. остатка) | % (м/м) | 0.30 максимум | EN ISO 10370 |
Содержание золы | % (м/м) | 0,01 максимум | EN ISO 6245 |
Содержание воды | мг/кг | 200 максимум | EN ISO 12937 |
Общее загрязнение | мг/кг | 24 максимум | EN 12662 |
Коррозия медной полосы (3 часа при 50°C) | класс 1 | EN ISO 2160 | |
Окислительная стабильность | г/м3 | 25 максимум | EN ISO 12205 |
Смазывающая способность, WSD при 60°C | мкм | 460 максимум | EN ISO 12156-1 |
Вязкость при 40°C | мм2/сек |
От 2.00 минимум до 4.50 максимум |
EN ISO 3104 |
Перегонка 250°C 350°C Точка 95% |
% об. % об. °C |
<65 85 минимум 360 максимум |
EN ISO 3405 |
Содержание метиловых эфиров жирных кислот (FAME) | % об. | 5 максимум | EN 14078 |
Стандарт Канады
За спецификации качества дизельного топлива в Канаде отвечает Комитет по средним дистиллятам Канадского совета по общим стандартам. Шесть стандартов на дизельное топливо зависят от области применения: автомобильная, горнодобывающая, локомотивная, и военно-морского флота, при этом каждый стандарт охватывает несколько видов дизельного топлива.
Канадские требования к концентрации серы в целом совпадают с требованиями Агентства по охране окружающей среды США:
· Содержание серы в дизельном топливе для дорог составляет 15 ppm.
· Содержание серы в дизельном топливе для внедорожников составит 500 ppm в 2007 году, а затем снизится до 15 ppm в 2010 году.
· Содержание серы в дизельном топливе для локомотивов и морских судов должно составлять 500 ppm к 2007 году
· 15 ppm к 2012 году.
Японский стандарт JIS K 2204
Качество дизельного топлива в Японии определяется японским промышленным стандартом JIS K 2204. Существует пять марок дизельного топлива - № 1, № 2, № 3
Специальное № 3 - с цетановым числом от 50 до 45 и температурой перегонки от 360°C до 330°C. До 2007 года предельное содержание серы в дизельном топливе JIS K 2204 в Японии составляло 50 ppm; в 2007 году вступает в силу ограничение на содержание серы в 10 ppm.
Для шоссейных автомобилей (легковых, грузовых и автобусов) обычно используется дизельное топливо № 2.
Специальное дизельное топливо № 3 используется в качестве зимнего на Хоккайдо и в других районах с холодным климатом.
Большая часть японской внедорожной техники также использует дизельное топливо марки №2, причем часть из них с использованием мазутного эквивалента № 1 категории I, указанного в JIS K 2205 (предел содержания серы в последняя остается на уровне 0,5 процента).
Другие страны
В целом, стандарты выбросов и топлива в других странах основаны на европейских, японских или американских нормах. Например, австралийские нормы выбросов основаны на европейских нормах с некоторыми американскими и японскими стандартами, принятыми для отдельных областей применения. Долгосрочная политика заключается в полной гармонизации австралийских норм с европейскими стандартами. Бразильские стандарты в основном основаны на европейских нормах, В Сингапуре принята смесь стандартов США, Европы и Японии.
ДИЗЕЛЬ КЛАССА PREMIUM
В последние годы экологические нормы существенно повлияли на рецептуру дизельного топлива и предельные технические характеристики. Введение более жестких ограничений в сочетании с быстрыми изменениями в конструкции двигателей для соответствия новым нормам по выбросам вредных веществ, возникла необходимость учитывать несколько свойств топлива, чтобы обеспечить надлежащие эксплуатационные характеристики и свести к минимуму проблемы с обслуживанием двигателя.
Некоторые потребители топлива считают, что при определенных обстоятельствах они могут получить больше от дизельного топлива со свойствами, измененными сверх минимальных спецификаций ASTM D 975. Ряд поставщиков топлива предлагают для них специально разработанное топливо в дополнение к обычному дизельному топливу. Дизельное топливо с такими модификациями часто называют дизельным топливом премиум-класса, хотя используются и другие названия.
Концепция дизельного топлива премиум-класса отличается от концепции бензина премиум-класса. Бензиновые двигатели определенных типов и степени сжатия требуют топлива с более высоким октановым числом, чтобы избежать стука. Поэтому все поставщики топлива предлагают для таких автомобилей бензин премиум-класса с более высоким октановым числом.
Напротив, премиальное дизельное топливо обычно связано с изменением нескольких свойств топлива. Некоторые из наиболее часто изменяемых свойств топлива: цетановое число, низкотемпературность, стабильность, смазывающая способность, моющая способность и теплотворная способность.
Поставщики премиального дизельного топлива подбирают конкретные свойства своего премиального дизельного топлива в соответствии с различными требованиями к производительности в различных регионах сбыта. Уровень улучшения каждого свойства обычно варьируется от поставщика к поставщику и может также варьироваться от региона к региону.
Несколько организаций предложили значимые стандарты для дизельного топлива премиум-класса. Цель этих стандартов заключается в том, чтобы гарантировать, что все дизельное топливо с классификацией "премиум" обеспечивало значительные функциональные преимущества по сравнению с обычным дизельным топливом. В настоящее время в США Национальная конференция по мерам и весам (NCWM), производителей двигателей Ассоциация (EMA) и Альянс автопроизводителей (AAM) сделали три наиболее полных предложения. Премиальное дизельное предложение NCWM получило самое широкое признание на момент написания статьи.
Национальная
конференция по весам и мерам
NCWM, национальная организация, базирующаяся в США, состоит из совета директоров, четырех постоянных комитетов, четырех региональных ассоциаций и организаций штатов, которые разрабатывают и предлагают национальные типовые законы и правила для продукции, продаваемой в США. Как и в случае с ASTM International, стандарты, разработанные NCWM, не обладают неотъемлемой юридической силой. Их стандарты становятся законом только после их официального принятия соответствующими федеральными, государственными или местными органами власти.
Рабочая группа NCWM по дизельному топливу премиум-класса, ответственная за определение дизельного топлива премиум-класса состоит из представителей нефтяной промышленности, производителей двигателей, производителей присадок, независимых лабораторий и государственных органов. Эта группа руководствуется двумя принципами: функциональность и практичность.
Премиальное топливо должно обладать такими свойствами, которые, при повышении его среднего значения в обычном дизельном топливе, обеспечивает функциональную выгоду потребителям - преимущество, которое было технически доказано. Кроме того, должны существовать практические средства для обеспечения повышенной ценности - она должна измеряться признанным методом испытаний, принятым в отрасли. Текущее определение премиального дизельного топлива NCWM устанавливает спецификации свойств для цетанового числа, низкотемпературной работоспособности, термической стабильность при низких температурах и смазывающие свойства, как показано в таблице 5.4.
Таблица 5.4
Требования к свойствам дизельного топлива NCWM Premium
Свойство дизтоплива | Метод испытаний | Рекомендация NCWM по дизельному топливу премиум-класса |
Цетановое число, мин | ASTM D 613 | 47.0 |
Работоспособность при низких температурах | ASTM D 2500 или ASTM D 4539 | ASTM D 975 Десятая процента минимальной температуры окружающего воздуха |
Термостабильность, 180 минут 150°C, % Отражающая способность, мин | ASTM D 6468 | 80% |
Lubricity, 60°C, WSD, microns, max* | ASTM D 6079 | 520 |
*ASTM D 975 принял это требование к смазочным свойствам с января 2005 года. В настоящее время, требование к смазывающей способности NCWM гласит, что, если результат одного испытания превышает 560 микрон, должно быть проведено второе испытание. Среднее значение двух результатов не может быть больше 560 микрон.