全國服務咨詢(xun)熱線(xian):
18811105083
18811105083
當前位置：首頁 > 技術文章 > 【應(ying)用(yong)】根據ASTM D971測(ce)量(liang)絕緣(yuan)油(you)與水的界面(mian)張力用(yong)于(yu)絕緣(yuan)油(you)質量(liang)的評估
根據ASTM D971測量絕(jue)緣油與(yu)水的
界(jie)面(mian)張(zhang)力用(yong)于絕緣(yuan)油質量(liang)的評估
由于界(jie)面(mian)張力(li)（IFT）對(dui)污(wu)(wu)染物(wu)和(he)雜質(zhi)的高度(du)(du)敏感性(xing)，通(tong)常(chang)作為(wei)評估絕(jue)緣油(you)等液體樣品隨時間(jian)老化而變質的(de)有(you)效(xiao)指標，用于檢測(ce)絕(jue)(jue)緣油(you)的(de)劣化從而(er)對變壓(ya)器(qi)的故障(zhang)進行排除和避免(mian)災難性(xing)故障的發生。本文介紹(shao)了通(tong)過測(ce)量絕緣油和水的界面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)來判斷正在使(shi)用的(de)絕緣油是否(fou)到了(le)更換的(de)期限。
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ASTM D971標準[1]：是一種廣泛使用的(de)用吊環(huan)法測(ce)(ce)定絕緣油與水界面張力的(de)(de)標(biao)準試(shi)(shi)驗方法，是檢驗絕(jue)緣(yuan)油質量的(de)標準方法。以下(xia)為采用德國(guo)德(de)飛(fei)Dataphysics的(de)(de)DCAT系(xi)列表/界面張力儀根(gen)據ASTM D971標準進(jin)行絕緣油質量檢驗(yan)的(de)應(ying)用。
測量(liang)方法
根(gen)據ASTM D971標(biao)準，Du Noüy環(huan)法可用于(yu)測(ce)量油(you)與(yu)水的界面張(zhang)(zhang)力。界面張力是通過測量當金屬絲(si)環被拉出(chu)液(ye)體(ti)(ti)時(shi)，液膜(mo)對(dui)(dui)金(jin)屬絲環施加的最大(da)力(li)(li)（Fmax）來(lai)評估的(de)。當環半徑 R 大于(yu)金屬絲半徑(jing) r時，界(jie)面張力 σ可(ke)由(you)下式(shi)計(ji)算：
式(shi)中(zhong)
L：環的周長；
mmax：被拉(la)的(de)液膜的最(zui)大(da)質量；
g：重力(li)加速(su)度，約為 9.81 m/s2 。
表(biao)觀張(zhang)力和“實際(ji)"界(jie)面張力(li)之間的差(cha)異通過(guo)環校正因子f進行(xing)(xing)校(xiao)正。表(biao)/界面(mian)張力儀(yi)軟件DCATS中內置(zhi)有不同(tong)參考文(wen)獻(xian)（如Huh-Mason, Zuidema-Waters或Harkins-Jordan）提(ti)供校正因子(zi)。
德國德飛Dataphysics公司(si)DCAT系列的(de)表(biao)(biao)/界(jie)(jie)面張力(li)儀(yi)是(shi)一種基(ji)于力的(de)界面參數(shu)和(he)現象(xiang)研究的通用測(ce)量系統。憑借(jie)(jie)全面的軟件模塊(kuai)和標(biao)準測(ce)(ce)試(shi)附(fu)件，如Wilhelmy板或(huo)Du Noüy環，以及(ji)高(gao)(gao)精(jing)密的稱量(liang)系(xi)統(tong)，可以測量(liang)靜態(tai)和(he)依賴于時(shi)間、溫度的動態界面(mian)張力（IFT）。這(zhe)種(zhong)基(ji)于力(li)學的表/界(jie)(jie)面張(zhang)力(li)儀(yi)特別(bie)適用于研究不(bu)透明液(ye)體的表面(mian)張力(li)或具(ju)(ju)有類似(si)折(zhe)射率的兩(liang)種液體(ti)(ti)的(de)界(jie)面張力(li)，即無法采用光學(xue)輪(lun)廓法(fa)進(jin)行分(fen)析的(de)體系。
因此，根據 ASTM D971 標(biao)準 , 德(de)國(guo)德飛Dataphysics公司(si)的DCAT系列表/界面(mian)張力儀(yi)是測量(liang)變(bian)壓器(qi)油(you)(you)與(yu)水的界面張(zhang)力(li)(li)的理(li)想設備。
實 驗(yan)(yan)
（圖1）表界面張(zhang)力儀 DCAT8T
為(wei)了(le)計算環(huan)(huan)校正(zheng)系數(shu)f，必須知道水(shui)和油的(de)密度(du)差。因此，實(shi)(shi)驗(yan)分(fen)為兩(liang)部分進行：（一）樣(yang)品(pin)油的密度測定；（二）油-水(shui)界面張力(li)測量(liang)。
注意(yi)事項(xiang)：樣品容器需用(yong)水清洗，然后用丙(bing)酮沖洗，然后再用自來水(shui)和蒸餾水沖洗干凈，并在使(shi)用(yong)前(qian)干燥。
（二(er)）油-水界面張力測量
2）水(shui)的純度(du)確(que)定
為了(le)保(bao)證(zheng)蒸餾(liu)水的純度、樣品(pin)容(rong)器(qi)(qi)的清(qing)潔(jie)度和環尺(chi)寸的準(zhun)確性，進行了初步試驗(yan)。將室(shi)溫下的蒸(zheng)餾水倒入(ru)深(shen)(shen)度約為10 - 15mm的干(gan)凈容器中。水面上(shang)不能有泡沫(mo)。泡沫表(biao)明水被污染了(le)(le)，或者容(rong)器不干凈。樣品容器(qi)放(fang)(fang)置在DCAT 8T的樣(yang)(yang)品臺上，將環放入測量天平的(de)聯(lian)軸(zhou)鎖中(zhong)(zhong)。選(xuan)擇“界面張力(li)"軟件(jian)模塊(kuai)中的(de)“法向環- RG 11"方法，自動測(ce)定(ding)(ding)蒸餾水(shui)(shui)的表面(mian)張(zhang)力為(wei)72.8 mN/m，與文獻值(zhi)吻(wen)合較好(hao)[2]。
3）油相分(fen)層
重復(fu)步驟1）后，將環放入(ru)測量(liang)天平的聯軸鎖中。選擇(ze)“界(jie)面(mian)張力"軟件(jian)模塊中(zhong)的“ASTM D971"方法(fa)(fa)進行測量(liang)。系統自(zi)動上升樣品臺，直(zhi)到環浸入深度(du)為3.5 mm (< 6 mm) 的水(shui)中(zhong)(zhong)。然后，系統等待油(you)的(de)加(jia)(jia)入(ru)。用移液管將絕緣油(you)小心(xin)地分層加到水面上(shang)。與此同(tong)(tong)時，環仍(reng)然(ran)淹沒(mei)在水(shui)中（圖4左）。加油至(zhi)厚度約11mm（> 10mm），因為(wei)油相不應覆蓋(gai)測(ce)試(shi)環的橫桿(gan)（圖4右）。完成油相加(jia)入后，保持油-水(shui)界面(mian)30秒(miao)左右(you)不受(shou)干(gan)擾(rao)。
4）自動測量(liang)
在(zai)軟件中(zhong)點擊繼續，軟件(jian)控制樣品(pin)臺以0.2 mm/s 的(de)速度(du)自(zi)動下(xia)降并記(ji)錄液膜重量隨位(wei)置的(de)(de)變化。軟(ruan)件自動檢測液(ye)膜(mo)的最大質(zhi)量（圖5），并自(zi)動(dong)根(gen)據所選的(de)環校(xiao)正因子(zi)計算界面張力。
結 果
結(jie) 論
參(can)考文(wen)(wen)獻
我司提供測(ce)樣服(fu)務、技術(shu)培(pei)訓(xun)等(deng)，歡迎(ying)咨詢！
電子郵箱：
公司(si)地址：北(bei)京市海淀(dian)區知春路甲63號51號樓(lou)衛星大(da)廈1208室