Закупщик нефтебазы смотрит в технические условия на поставку дизтоплива: «температура вспышки в закрытом тигле не ниже +55 °C по ГОСТ 6356». На складе лежат термометры ТН-1 и ТИН-1 — оба для закрытого тигля, оба по ГОСТ 400-80. Лаборатория решает, какой брать для приёмочных испытаний партии 200 тонн. Разница между ними — в запасном резервуаре и в поколении методики. Разберём, что вообще меряет «температура вспышки», какими методами её определяют, и почему в одной методике может быть несколько взаимозаменяемых термометров, а в другой — только один.
Что такое температура вспышки
Температура вспышки — минимальная температура, при которой над поверхностью нефтепродукта образуется паровоздушная смесь, вспыхивающая при поднесении пламени. Не путать с температурой самовоспламенения (где горение начинается без внешнего огня, обычно на 100–200 °C выше) и с температурой воспламенения (где горение становится устойчивым, на 5–30 °C выше вспышки).
Физика: при нагреве нефтепродукта его пары постепенно насыщают воздух над поверхностью. При определённой концентрации в пределах нижнего концентрационного предела воспламенения (НКПВ) смесь становится способной к вспышке. Эта температура зависит от:
- Фракционного состава продукта (лёгкие фракции вспыхивают раньше тяжёлых)
- Атмосферного давления (с понижением давления — температура ниже)
- Метода определения (открытый или закрытый тигель)
Значения для основных нефтепродуктов (открытый тигель / закрытый тигель):
| Продукт | Откр. тигель, °C | Закр. тигель, °C |
|---|---|---|
| Бензин | −34 до −18 | −39 до −23 |
| Керосин ТС-1 | +28 до +35 | +25 до +30 |
| Дизтопливо летнее | +62 до +65 | +55 до +60 |
| Дизтопливо зимнее | +40 до +50 | +35 до +45 |
| Масло моторное M10 | +210 до +220 | +195 до +210 |
| Мазут М-100 | +90 до +140 | +85 до +130 |
Вспышка важна для классификации пожароопасности (ГОСТ 12.1.044), для выбора условий хранения, для спецификации топлив и масел.
Термометры для всех методов определения вспышки — в каталоге термометров для нефтепродуктов.
Открытый или закрытый тигель — в чём разница
Закрытый тигель (прибор Мартенс-Пенского, по ГОСТ 6356) — навеска находится в герметичной камере с открываемой заслонкой. Перед внесением пламени заслонка ненадолго открывается, за это время пламя имеет доступ к парам. Температура вспышки в закрытом тигле ниже, чем в открытом (пары концентрированы и не рассеиваются).
Открытый тигель (прибор Бренкена по ГОСТ 4333 или Кливленда по ГОСТ 4333/ASTM D92) — навеска находится в открытом сосуде, пары свободно уходят в атмосферу. Вспышка наступает позже, при более высокой температуре.
| Метод | ГОСТ | Применение | Термометр |
|---|---|---|---|
| Закрытый тигель (Мартенс-Пенского) | 6356 | Лёгкие и средние топлива до +120 °C | ТН-1 или ТИН-1 |
| Открытый тигель (Бренкена) | 4333 | Мазуты, тяжёлые масла +65…+300 °C | ТН-2М |
| Открытый тигель (Кливленда) | 4333, ASTM D92 | Масла выше +200 °C | ASTM 11C |
Метод выбирают по стандарту на продукт. ГОСТ 305 (дизтопливо) требует закрытый тигель. ГОСТ 10585 (мазут) — открытый. Выбрать самостоятельно нельзя — методика прописана в стандарте на продукт.
Метод Мартенс-Пенского — стандарт для топлив
ГОСТ 6356-2020, пришедший на смену ГОСТ 6356-75, — основной метод для бензинов, керосинов, дизтоплив.
Оборудование:
- Прибор Мартенс-Пенского с закрытой металлической камерой и заслонкой
- Термометр ТН-1 или ТИН-1 (глубина погружения 57 мм, диапазон −25…+125 °C, цена деления 0,5 °C)
- Нагревательная плита или газовая горелка
- Секундомер
- Вспомогательное пламя (пилот газовой горелки)
Методика (кратко):
- Очистка тигля сухим растворителем
- Наполнение пробой до отметки
- Установка крышки с термометром и мешалкой
- Нагрев со скоростью 5–6 °C/мин до 40 °C ниже ожидаемой вспышки
- Снижение скорости до 2 °C/мин
- Каждые 1 °C — открытие заслонки и поднесение пилота
- Фиксация температуры первой вспышки
Вспышка — появление вспыхивающего огня, распространяющегося по поверхности. Не путать со свечением или кратким миганием (это не вспышка).
Повторяемость метода — ±2 °C при температурах до +100 °C, ±3 °C — выше.
Метод Бренкена — для мазутов и тяжёлых масел
ГОСТ 4333 (открытый тигель). Прибор — металлический тигель без крышки на нагревательной плите. Термометр ТН-2М (глубина погружения отмечена на шкале, диапазон обычно +20…+370 °C с разными исполнениями под конкретный продукт).
Отличия от закрытого тигля:
- Заслонки нет, вспомогательное пламя проводится над поверхностью пробы без открывания
- Температура вспышки на 10–30 °C выше, чем в закрытом тигле для того же продукта
- Больше влияет атмосфера (ветер, вентиляция лаборатории)
- Применяется для мазутов, трансформаторных масел, турбинных, компрессорных масел
Повторяемость — ±4 °C, сходимость — ±5 °C.
Метод Кливленда — для масел и экспортных работ
ГОСТ 4333 метод Б, эквивалент ASTM D92. Открытый тигель увеличенного объёма, более высокая скорость нагрева. Термометр ASTM 11C с диапазоном −6…+400 °C, цена деления 2 °C.
Применяется для моторных, трансмиссионных, индустриальных масел с температурой вспышки выше +200 °C. Обязателен для экспортных партий масел по контрактам с зарубежными потребителями.
ТН-1 или ТИН-1 — какой взять
По ГОСТ 6356 допустимы оба термометра: ТН-1 (старая серия без запасного резервуара) и ТИН-1 (более поздняя с запасным резервуаром для защиты от перегрева).
Практически:
- Для новой закупки — ТИН-1 как более защищённый
- Для замены старого ТН-1 в комплекте Мартенс-Пенского — ТИН-1 (совместим по креплению)
- Для арбитражной работы и методик, где прямо указан ТН-1 — только ТН-1
Оба внесены в Госреестр СИ, МПИ 4 года, поставка с поверкой по запросу.
Подробно о различиях ТН и ТИН — в статье ТН vs ТИН — как выбрать термометр под методику нефтеанализа.
Типичные ошибки определения
Быстрый нагрев в критической зоне. Если скорость нагрева в пределах 40 °C до ожидаемой вспышки не снижается до 2 °C/мин, точка вспышки фиксируется с запаздыванием — результат завышен на 3–8 °C.
Неправильная калибровка заслонки. В приборе Мартенс-Пенского заслонка должна открываться на 1 секунду. При открытии на 2+ секунды пары успевают рассеяться, вспышка регистрируется позже.
Вспомогательное пламя не проверено. Диаметр пламени пилота — 3–4 мм (по методике). Меньшее — не даёт вспышку при фактической критической концентрации. Большее — даёт ложное срабатывание от перегрева поверхности.
Глубина погружения термометра не соблюдена. ТН-1 и ТИН-1 градуированы при 57 мм. Меньшее погружение — показание завышено на 2–5 °C.
Использование пробы с водой. Содержание воды свыше 0,05 % даёт заниженный результат (вода испаряется первой, создаёт паровую подушку). Перед анализом — обезвоживание безводным Na₂SO₄ или центрифугирование.
Пламя от соседней горелки или сигареты курящего оператора. Внешние источники пламени искажают результат.
Поверка и документы
Термометры для вспышки — средства измерений, МПИ 4 года. Паспорт с номером в Госреестре СИ, свидетельство о поверке при заказе с поверкой.
Для аккредитованных лабораторий НПЗ, нефтебаз, масляных производств, арбитражных центров и испытательных лабораторий по ГОСТ ISO/IEC 17025 — поверка обязательна. Без действующего свидетельства результат не имеет юридической силы, партия не принимается.
Частые вопросы
Почему у бензина отрицательная температура вспышки? Потому что лёгкие фракции бензина (гексаны, гептаны, пентаны) испаряются активно уже при −30…−20 °C. Их пары при концентрации в воздухе внутри НКПВ способны к вспышке при внешнем источнике огня. Поэтому хранение бензина требует герметичной тары и защиты от открытого огня круглый год.
Можно ли определить вспышку без стандартного прибора? Полевой экспресс-метод — в стеклянном стакане нагреть пробу 50 мл, термометром медленно греть, поднести спичку. Полученная температура отличается от стандартной на ±5–15 °C из-за неконтролируемой скорости нагрева и геометрии. Для внутренних нужд (входной контроль масла) приемлемо. Для паспорта партии — только стандартная методика.
Температура вспышки одного и того же дизтоплива отличается у двух лабораторий — кто прав? Обе могут быть правы в пределах воспроизводимости метода: ±2…±4 °C. Для спорных результатов — арбитраж в третьей лаборатории с повышенной аккуратностью. Если и там результат вне заявленного — партия не соответствует. Если совпадает с одной из двух — соответствует.
Мазут вспыхнул при +75 °C, а должно быть ≥+90 °C. Почему? Причина часто в содержании лёгких компонентов: плохая перегонка на НПЗ, утечка летучих при транспортировке или неправильная предобработка пробы в лаборатории. Партию бракуют или после дополнительной отгонки возвращают к норме.
Нужен ли отдельный термометр для каждого метода? Да. ТН-1/ТИН-1 только для закрытого тигля (глубина 57 мм, диапазон −25…+125). ТН-2М — для открытого тигля Бренкена. ASTM 11C — для Кливленда. Взаимно не заменяются.
Что делать, если пробу нужно проверить срочно, а термометр на поверке? Использовать резервный прибор. Каждая лаборатория НПЗ или нефтебазы, работающая по паспорту качества партии, должна иметь резервный комплект с действующей поверкой. Отсутствие резерва — повод для замечания от Ростехнадзора.
Где заказать
Термометры для определения температуры вспышки — ТН-1, ТИН-1 (закрытый тигель), ТН-2М (открытый тигель), ASTM 11C — продукция клинских заводов в каталоге Стимула. С первичной поверкой и документами для аккредитованных лабораторий. Работаем по безналичному расчёту с юридическими лицами и ИП с 2004 года, без торгов и тендерных площадок. Доставка по всей России, для Урала и Сибири из Екатеринбурга — дешевле и быстрее, чем из Москвы.
