影響油品電導率測量結果的因素

徐俊田，胡國星，拓 銳，任萬杰，王 鵬，荀其寧

(1.后勤保障部軍需能源技術服務中心，北京 100842；2.中國兵器工業集團第五三研究所，山東 濟南 250031)

電導率是溶液物化特性的重要參數之一，它表征了溶液的導電能力強弱，在石油石化、食品、醫藥、環保、軍事國防等領域的質量控制中廣泛應用。油品電導率反映了石油產品內積聚電荷被導出釋放的能力，是消除油品靜電危害的重要參數之一。

1 油品電導率測量的必要性

隨著石油化工行業的不斷發展，油品的生產儲運能力不斷增長，隨之產生的安全隱患也越來越大。油品屬于易燃易爆液體，當發生靜電放電產生的能量超過油蒸氣的最小引燃能量時，就會引燃引爆油品，發生火災或爆炸。據有關資料介紹，火災爆炸事故約有10%屬于靜電事故[1]。

因此，油品在裝卸儲運過程中應盡量減少靜電產生和積聚，并通過防靜電措施將作業時產生的靜電及時導出釋放。油品靜電的釋放速度與其電導率關系很大，電導率越大，靜電越不容易積聚，并利于靜電釋放，可有效提高油品的安全性[2]。

目前，國家制定的多項標準規定了油品電導率值范圍。GB 6950-2001《輕質油品安全靜止電導率》中規定噴氣燃料安全靜止電導率值應為50～600 pS/m，汽油、煤油、柴油安全靜止電導率值應大于50 pS/m；GB 12158-2006《防止靜電事故通用導則》中規定輕質油品安全靜止電導率應大于50 pS/m；GB 13348-2009《液體石油產品靜電安全規程》中規定在油品中可加入微量的油溶性的防靜電添加劑，使其電導率達到250 pS/m以上；GB 6537-2018《3號噴氣燃料》中規定3號噴氣燃料的安全靜止電導率允許范圍50～600 pS/m(20℃)。

在油品中加入微量的抗靜電劑可增加油品電導率。但加入量過少，油品靜電導出效率低，影響油品的安全性；加入量過多，則影響油品的水分離指數，影響油品質量[3]。因此，需要準確測量油品電導率值來控制抗靜電添加劑加入量，以保證油品在生產、儲存、使用中的安全性和油品質量[4]。

2 影響因素及正確操作方法

油料電導率測量結果的準確性受多種因素的影響，它不僅與測量儀器、測量方法和操作人員的技術水平有關，還與測試環境有關。作者通過多年從事油料電導率測量和油料電導率儀計量工作積累的經驗，并查閱大量文獻，針對油料電導率測量過程中存在的問題，提出一些意見和建議，通過分析影響油料電導率測量的各種因素，規范了測量過程中的操作方法。

2.1 操作人員

對油料電導率測量人員和其他相關操作人員必須進行防靜電危害安全教育，在業務培訓中安排相應的培訓內容，規章制度、設備檢查需有防靜電方面的具體內容。

油料電導率測量人員和其他相關操作人員必須熟練掌握GB 12158-2006《防止靜電事故通用導則》、GB 6950-2001《輕質油品安全靜止電導率》、GB 13348-2009《液體石油產品靜電安全規程》、GB/T 4756-2015《石油液體手工取樣法》、GB 6539-1997《航空燃料與餾分燃料電導率測定法》等相關技術指導規范，并嚴格按照規范相關規定進行實際操作或其他活動，防止靜電安全事故發生。在實驗室測量燃料電導率時，測試人員盡量佩戴防靜電手套，避免人體靜電對測量結果的干擾。

2.2 測量儀器

2.2.1 樣品容器

裝盛油品試樣的容器盡量選擇金屬介質，原因是金屬存儲介質對抗靜電劑中的導電有效成分吸附性較弱，可有效降低樣品電導率的衰減；樣品容器容積不得小于1 L；樣品容器在使用前必須用清洗溶劑充分清洗，清洗次數最少三次，并用干燥空氣流吹干[5]。

2.2.2 測量儀器

測量儀器是指油料電導率儀(油料電導測定儀)，其量值是否準確直接影響油品測量結果的準確性，因此必須對其進行定期檢定，一般檢定周期為1年。

2.2.2.1 儀器外觀檢查

觀察測量儀器是否有磕碰、腐蝕等損毀狀況，如有則需及時報修；檢查電導池是否有污物，如有需清洗[6]。

2.2.2.2 電池判斷

開機后，首先觀察電池是否可以支持正常工作，如電池顯示警告信息、顯示數值不停變化，則需更換電池。

2.2.2.3 儀器狀態確認

目前，常用的油料電導率測量儀器可分為以下幾種：從開機狀態來分，可分為開機自檢后開始測量的和不需自檢直接測量的；從數據鎖定功能來分，可分為有3 s鎖定功能的和無3 s鎖定功能的。

① 對于開機自檢的儀器，在開機自檢過程中，不要插拔電導池或將電導池插座與其他物體接觸，保持狀態穩定一段時間，待自檢完成后，再進行其他操作；否則儀器自檢過程受外界干擾較大，自檢無法通過或自檢后儀器無法歸零。

② 儀器狀態穩定后(有的需開機后熱機2～3 min)，觀察儀器顯示示值，示值為0(±2 pS/m內)；若偏差過大，需按照儀器說明書對其進行校準。

③ 用導體將電導池插座芯皮短接，儀器顯示為超量程狀態，取消短接后，儀器短時間內可重新顯示為0(±2 pS/m內)。

通過以上操作判斷，可確認儀器電計部分狀態良好。

將電導池與儀器電計連接好，重復②、③，若可以通過，則可確認儀器配套狀態良好；若出現異常，則可判斷電導池有可能被污染，需先用異丙醇后用甲苯清洗，清洗完畢用干燥空氣流吹干，再次進行②、③操作。

儀器通過配套狀態確認后，可以開始測量工作；無法通過狀態確認的，則需要及時聯系有關部門進行維修。

2.2.2.4 儀器使用后續工作

① 將儀器電計與電導池分離，電計部分關機后放置于儀器包裝中。

② 用中性濾紙將電導池擦拭干凈，然后用濾紙包裹后放置于包裝中。

2.3 測量方法及過程

2.3.1 測量方法

油品電導率一般采用直流低電壓進行測量，則油品中帶正負的離子分別在負正電極附近積聚，造成電極附近的導電離子濃度與主體液的濃度產生差異變化；同時，積聚的導電離子在兩極上發生化學反應，造成實際測量電壓發生變化，從而影響測量的準確性。因此，測量要在很短的時間內完成，一般為3 s。

2.3.2 測試過程

① 在開始測量樣品前，必須用測試樣品清洗電導池，以去除電導池上的其他殘油。

② 將電導池浸入到試品中，液面到達電導池上刻線(或溢氣孔中部)，保持電導池穩定，觀察儀器示值，待初次穩定后，記錄最高讀數，這應在3 s內完成(有鎖定功能的直接讀取鎖定數值)，同時記錄樣品溫度。在操作過程中，電導池不要與測量容器壁或底部接觸，以免引起讀數誤差。

③ 將電導池取出，待電導池內樣品流出，確保電導池內無油滴造成連接(掛油)，按儀器測量鍵，此時儀器顯示應為0(±2 pS/m內)。若偏差過大，則該次測量結果無效，需重新調整儀器狀態，再次測量。

2.4 環境條件

2.4.1 環境溫度影響

隨著溫度升高，抗靜電劑中的偶極離子對會加速定向排列，帶正電的離子加速轉向外靜電場正極，帶負電的離子加速轉向外靜電場負極，形成“極化電場”的強度增強，從而降低原有的外電場強度，宏觀上表現為降低了原靜電場強度，油品電導率增大。根據相關數據計算，添加了國產抗靜電添加劑T1502或國外抗靜電添加劑S450的油品，其電導率溫度系數約為2%/℃[3]。所以，在測量油品電導率時，必須考慮溫度的影響，一般在20℃下測量。

2.4.2 儲存時間

待測樣品為新加入抗靜電添加劑的，需放置24 h后才可進行測量。由于抗靜電劑為有機物，分子間的相互作用較慢，樣品需充分搖勻后放置一段時間后，抗靜電添加劑分子才可均勻分布在油品中[7]。

其他待測樣品應在24 h內完成樣品電導率測量，防止環境空氣中的雜質、水分進入樣品，造成測試結果與原樣品差異性過大。

在測定噴氣燃料電導率時，應在避光的環境下進行[8]。

2.4.3 環境電磁干擾影響

在測量油品電導率時，應遠離明顯電磁干擾源，如電動機、空壓機、高壓交流電等，避免環境電磁干擾對測量結果的影響；另外，測量實驗室應該通風良好，避免空氣中油氣含量過高，造成測試人員吸入中毒或引發其他安全隱患。

3 結語

影響油品電導率測量結果的因素很多，在工作中首先要了解各種影響因素，并針對每一影響因素，采用正確的操作方法，盡可能消除或降低其影響，減小測量誤差，保證測量結果的準確性，提高油品在生產、儲存和使用中的安全性。