[發(fā)明專利]一種針入度皿及其在瀝青針入度測(cè)定中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610046633.1
• 申請(qǐng)日: 2006-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN101074910A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳佩尊;寧愛民;朱玲;趙麗;馬丹;楊梅;景東宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號(hào): G01N11/12
• 分類號(hào): G01N11/12;G01N33/42
• 代理公司: 撫順宏達(dá)專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李微

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種針入度皿及其在瀝青針入度測(cè)定中的應(yīng)用，是對(duì)常規(guī)的針入度皿的改進(jìn)，在用于測(cè)定瀝青針入度時(shí)，能達(dá)到快速測(cè)定瀝青針入度的目的。

背景技術(shù)

石油瀝青是一種熱塑性粘彈材料，其流變學(xué)性質(zhì)與溫度有密切關(guān)系。在受到應(yīng)力或因溫度改變時(shí)，其狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變。從宏觀上看，低溫時(shí)，瀝青既硬又脆，性質(zhì)與玻璃相似；當(dāng)溫度接近于軟化點(diǎn)時(shí)，瀝青開始發(fā)生粘彈性變形，這時(shí)的瀝青比較柔軟，既有彈性又有粘性；溫度繼續(xù)升高，由于趨向流動(dòng)狀態(tài)而發(fā)生進(jìn)一步的形變；當(dāng)流動(dòng)變形占優(yōu)勢(shì)時(shí)，瀝青以粘稠的液體開始流動(dòng)。

在規(guī)范瀝青產(chǎn)品的質(zhì)量和使用性能的各項(xiàng)性質(zhì)指標(biāo)中，針入度反映的是瀝青的粘稠程度或軟硬程度，是瀝青產(chǎn)品在生產(chǎn)和研究過程中最基本的控制指標(biāo)。與其它指標(biāo)相比，針入度所反映的流變學(xué)性質(zhì)更確切、測(cè)定方法更簡(jiǎn)捷、結(jié)果更準(zhǔn)確一些。因此，目前我國(guó)和世界上的許多國(guó)家，仍然是以針入度值作為瀝青產(chǎn)品的分級(jí)指標(biāo)的。

作為重要的性能和質(zhì)量控制指標(biāo)，在工業(yè)生產(chǎn)和研究工作中，常常需要隨時(shí)掌握瀝青樣品的針入度數(shù)據(jù)，以便及時(shí)調(diào)整工藝條件；當(dāng)原料或工藝變更后，欲盡快了解生產(chǎn)或試驗(yàn)過程的運(yùn)行狀況及產(chǎn)品的達(dá)標(biāo)情況時(shí)，相對(duì)便捷而又可靠的途徑，也是需要及時(shí)掌握產(chǎn)品的針入度數(shù)據(jù)。

但是，目前國(guó)內(nèi)外所通用的針入度測(cè)定方法，測(cè)定試驗(yàn)的過程需要的時(shí)間比較長(zhǎng)。按照GB/T?4509-1998“瀝青針入度測(cè)定法”的規(guī)定，從采集到處于流淌狀態(tài)的熱瀝青樣品到測(cè)定出針入度結(jié)果，一般需要等待2～2.5小時(shí)，即必須使注入試驗(yàn)?zāi)＞摺樔攵让罄锏臒釣r青，經(jīng)過規(guī)定時(shí)間的降溫冷卻和恒溫兩個(gè)階段的溫度條件化處理后，方可進(jìn)行測(cè)定試驗(yàn)。若室溫較高(如在南方的夏季)，或樣品的粘稠程度比較小時(shí)，等待的時(shí)間還要長(zhǎng)一些。

對(duì)于現(xiàn)代化連續(xù)運(yùn)行的工業(yè)來說，時(shí)間是第一寶貴的，現(xiàn)代工業(yè)最耽誤不起的就是時(shí)間。而且在等待針入度結(jié)果期間，生產(chǎn)或試驗(yàn)裝置的工藝條件、運(yùn)行狀態(tài)都必須平穩(wěn)維持，水、電、汽等照常消耗，產(chǎn)物又不能作為成品。浪費(fèi)是比較大的，是人們所不希望的，這也是長(zhǎng)期以來瀝青生產(chǎn)和研究領(lǐng)域所面臨的一項(xiàng)急待解決的問題。

為了縮短等待的時(shí)間，多少年來，人們一直在尋求各種途徑，以實(shí)現(xiàn)針入度試驗(yàn)的快速進(jìn)行。但是，到目前為止，最普遍且唯一采用的方法，是一種稱之為“快速針入度測(cè)定”的方法。該方法是人為的將樣品的降溫冷卻和恒溫時(shí)間縮短為規(guī)范要求的一半，也就是把注入針入度皿里的熱瀝青在空氣中的降溫冷卻時(shí)間由規(guī)范中規(guī)定的1～1.5小時(shí)縮短為0.5小時(shí)，在恒溫水浴里的恒溫時(shí)間也由1～1.5小時(shí)縮短為0.5小時(shí)。用這種快速方法測(cè)定針入度，樣品的溫度條件化時(shí)間比規(guī)范要求的時(shí)間縮短了1～2小時(shí)，對(duì)于提高工業(yè)裝置的生產(chǎn)能力、降低能源及原材料的浪費(fèi)，其本意是積極的、可取的。但該方法的根本缺陷，就是沒有從根本上解決因?yàn)闀r(shí)間縮短而造成的樣品的溫度條件化效果不到位、不完全的問題，從而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏差較大。因此，一般只能作為應(yīng)急情況下的參考依據(jù)。實(shí)際操作中，為了應(yīng)對(duì)快速測(cè)定結(jié)果可能對(duì)生產(chǎn)或試驗(yàn)工藝調(diào)控引起的誤導(dǎo)，通常要把待測(cè)樣品同時(shí)取兩份，既要進(jìn)行快速法測(cè)定，也要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)法測(cè)定，且一般是以快速法測(cè)定的結(jié)果與操作者的經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合后，形成對(duì)工藝過程調(diào)控的初步判斷，待標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定法結(jié)果出來后再作為調(diào)控方案的最終依據(jù)。

“瀝青針入度測(cè)定法”(GB/T?4509-1998)中規(guī)定使用的針入度皿為圓柱筒形，一端開口，其橫截面為圓形(其結(jié)構(gòu)示意圖見圖1)。該針入度皿由鋁、鋁合金、銅或不銹鋼等傳熱系數(shù)較高的材料制作而成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)“快速針入度測(cè)定”方法的不足，提出了一種能快速、準(zhǔn)確測(cè)定瀝青針入度的針入度皿及其在測(cè)定瀝青針入度中的應(yīng)用。

本發(fā)明的針入度皿具有如下特征：

外觀形狀：相當(dāng)于將圓柱對(duì)稱切去兩個(gè)頂面和底面為弓形的部分，且其切面垂直于原圓柱的頂面和底面，所得的剩余部分為本發(fā)明針入度皿的外觀形狀；

內(nèi)部結(jié)構(gòu)：筒形，一端開口；

尺寸要求：切去部分的弓形高度為h，圓筒外直徑為D，其中h與D關(guān)系比例為大于0且不大于0.30，優(yōu)選為0.05～0.30，最好為0.18～0.28。

本發(fā)明針入度皿的筒高和圓筒的外直徑可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所能用于測(cè)定瀝青針入度的圓筒形針入度皿的筒高和圓筒的外直徑，通常選用標(biāo)準(zhǔn)方法所用的圓筒形針入度皿的筒高和圓筒的外直徑。本發(fā)明中所稱的標(biāo)準(zhǔn)方法是按GB/T?4509-1998《瀝青針入度測(cè)定法》規(guī)定的針入度皿和測(cè)定條件測(cè)定針入度的方法，其中所用針入度皿的筒高為35mm，圓筒外直徑為55mm。