变压器油中腐蚀性硫抑制剂添剂研究及添加工艺设计(编辑修改稿)

变压器油中腐蚀性硫抑制剂添剂研究及添加工艺设计(编辑修改稿)内容摘要：

镍、钒、铜等）对催化剂活性的影响的物质， 常用的为锑的化合物。 常用的钝化剂有苯并三氮唑（ BTA)，它的 分子量是 ，苯并三氮唑在国内生产的有三种形状的 ,有颗粒状 ,片状 ,针状 .国外的 ,大部分做颗粒和片状的纯品系白色至微黄色针状晶体，白色浅褐色针状 结晶 ,可加工成片状、颗粒状、粉状。 在空气中氧化而逐渐变红。 本品味苦、无臭。 在 真空 中蒸馏时能发生爆炸。 溶于 乙醇 、 苯 、 甲苯 、氯仿和 N，N二甲基甲酰胺 ，微溶于水。 熔点为 ℃ ，沸点为 204℃ （ 15 毫米汞柱），微溶于水，溶于醇，苯，甲苯，氯仿等大多数有机溶剂。 主要用作金属铜（如银、铜、铅、镍、锌等）的防锈剂与缓蚀剂，广泛用于变压器油产品中，多用于铜及铜合金的 [5]。 甲基苯并三氮唑（ TTA） 白色颗粒或粉末，易吸潮，是 4甲基苯并三氮唑与 5甲基苯并三氮唑的混合物，难溶于水，溶于醇、苯、甲苯、氯仿等有机溶剂，可溶于稀碱液。 可以作为有色金属铜和铜合金的 缓蚀剂 ，对黑色金属也有缓蚀作用 [6]。 甲基苯并三氮唑（ TTA）吸附在金属表面形成一层很薄的膜，保护铜及其它金属免受大气及水中有害介质的腐蚀。 甲基苯并三氮唑（ TTA）成膜更均匀，和 巯基苯骈噻唑 (MBT)复合使用效果更佳。 金属减活剂噻二唑衍生物（ TH561） 是铜的腐蚀抑制剂，非铁金属减活剂具有极好的油溶性能，可以作为润滑油中作为金属减活剂，而且具有很好的挤压抗磨特性 [7]。 我公司吸收国外最新先进生产技术自主开发了噻二唑多硫化物（ T561），其所有原料均国内自产。 其合成工艺中避免了采用离子性强酸，选择合适的配料比生产的产品活性硫含量高而且产品的酸值低， T561 具有优良的油溶性、铜腐蚀抑制性和抗氧化性能，用于液压油能显著降低 ZDDP 对铜 的腐蚀解决水解安定性问题，用于内燃机油中可大大提 变压器油中腐蚀性硫抑制剂添剂研究及添加工艺设计 第 5 页 共 24 页 高大庆石蜡基油的抗氧化性能，还可用于二冲程汽油机油中，能提高油品的抗胀紧性能。 本论文研究与设计内容 本论文 以变压器油为对象，提出一种测试腐蚀性硫的方法，选用一种抑制剂来减小硫的腐蚀，首先配制不同含硫量下的油样，进行油样的性能测试，如界面张力，酸值，介损与电阻率，微量水分。 再用 ASTMD1275B 检测铜片的腐蚀情况。 最后找出腐蚀性最强的油样加入 BTA 进行抗腐蚀实验。 本论文设计了钝化剂的添加工艺，制定了添加工艺的流程图。 以及添加过程中的注意事项。 变压器油中腐蚀性硫抑制剂添剂研究及添加工艺设计 第 6 页 共 24 页 2 抑制剂添加研究 实验药品及仪器 实验药品 （ 1） 二苄基二硫 表 21 二苄基二硫 名称 分子式 分子量 熔点 相对密度 结构式 二苄基二硫 C14H14S2 6872 淡黄色叶状或小叶片晶。 呈强烈的焦糖焦香气，浓时有刺激性。 沸点＞ 270℃ (分解 )。 几乎不溶于水，溶于热乙醇和乙醚。 （ 2） 25变压器油 变压器油样品变压器油：是石油的一种分馏产物，它的主要成分是烷烃 ,环烷族饱和烃 ,芳香族不饱和烃等化合物。 俗称方棚油，浅黄色透明液体，相对密度。 凝固点45 ℃。 变压器油的主要作用： (a) 绝缘作用：变压器油具有比空气高得多 的绝缘强度。 绝缘材料浸在油中，不仅可提高绝缘强度，而且还可免受潮气的侵蚀。 (b) 散热作用：变压器油的比热大，常用作冷却剂。 变压器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受热膨胀上升，通过油的上下对流，热量通过散热器散出，保证变压器正常运行。 (C) 消弧作用：在油断路器和变压器的有载调压开关上，触头切换时会产生电弧。 由于变压器油导热性能好，且在电弧的高温作用下能分触了大量气体，产生较大压力，从而提高了介质的灭弧性能，使电弧很快熄灭。 变压器油：用于绝缘冷却。 几号油代表是零下几度凝固。 如 10 号变压器油 就是在 变压器油中腐蚀性硫抑制剂添剂研究及添加工艺设计 第 7 页 共 24 页 10℃ 凝固； 25 号就是在 25℃ 时凝固。 一般南方地区用 10 号就可以了。 北方地区需要更高号的变压器油。 表 22 25变压器油的参数 实验仪器 表 23 实验仪器 仪器名称 型号 生产厂家 绝缘油介损及电阻率自动测定仪 ZHJ3100 山东中惠仪器有限公司 张力全自动测定仪 ZHZ501 山东中惠仪器有限公司 微量水分测定仪 ZHS1003 山东中惠仪器有限公司 多功能全自动振荡仪 ZHQ701 山东中惠仪器有限公司 电子万用炉 DK98Ⅱ 天津市泰斯特仪器有限公司 恒温振荡器 THZ82 金坛市精达仪器制造厂 超声波清洗机 SB3200DT 宁波新芝生物科技股份有限公司 真空干燥箱 DZF6050 上海精宏实验设备有限公司 恒温老化箱 1012 上海双旭电子有限公司 分析电子天平 BP221S 北京北凯仪器设备有限公司 聚丙烯容量瓶 100mL 上海铂勒机电设备有限公司 广口瓶 1000mL250mL 如皋市聚财玻璃瓶盖厂 砂纸 6 盐城鑫 之海磨具有限公司 其他 定量滤纸；移液管；玻璃棒 不同油样参数测定 样品配制 分别取 25变压器油 1kg 加入 50mg、 100mg、 150mg、 200mg、 250mg、 400mg、 500mg、600mg 二苄基二硫，然后分别贴上标签，最后搅拌使其溶解备用。 酸值 中和 1g 石油产品所需的氢氧化钾毫克数成为酸值。 需要的仪器有： 250mL 的锥形瓶、冷凝管、 1mL 的微量滴定管、恒温振荡器、天平、50mL 量筒 新油 酸值 介损 微水 界面张力 25变压器油 41 变压器油中腐蚀性硫抑制剂添剂研究及添加工艺设计 第 8 页 共 24 页 需要的药品有：氢氧化钾、无水乙醇、溴百里香草酚蓝 采用 GB75991987《运行中变压器油、汽轮机油酸值测定法（ BTB 法）》，具体操作如下： 配制 KOH： KOH需要现配现用的，浓度为 ,首先要称取 的 KOH 于烧杯中，再加入无水乙醇溶解，由于 KOH 与乙醇溶液在常温下不好溶解，所以需要加热溶解。 准备好 100ml 的容量瓶，把烧杯里的 KOH 定容于 100mL 的容量瓶中。 再用无水乙醇定容。 最后记下 KOH 的浓度为 C mol/L. 配制溴百里香草酚蓝（简称 BTB）指示剂：用分析天平称取 （ 错误 !未找到引用源。 ）溴百里香草酚蓝，放入干净的烧杯中，再用量筒量取 100mL 无水乙醇，最后用事先配制的 ，直到 pH 为 ，备用。 实验时要用天平秤取 810g 的样品于锥形瓶中，接着倒入 50mL 的无水乙醇，放入预先设定 80℃ 的恒温振荡仪中，加上蒸馏管进行实验，用恒温振荡仪加热 5min，而且锥形瓶要处于摇晃状态， 5min 后取出锥形瓶加入 4 滴溴百里香草酚蓝（简称 BTB）指示剂，马上用配好的 KOH 溶液进行滴定，直到锥形瓶中溶液的颜色由黄色变为蓝绿色，即达到滴定终点。 消耗 KOH 溶液的体积记为 V1,最后进行无水乙醇的空白实验，找出消耗 KOH 溶液的体积记为 V0。 变压器油中的酸值结果由以下公式计算： GCVVX  )( 01 式中： X——油样的酸值，单位为 mgKOH/g。 V1——测定油样消耗的 ~，单位为 mL； V0——测定无水乙醇所消耗的 .02~，单位为 mL； C——KOH 乙醇溶液的浓度，单位为 mol/L。 ——KOH 的分子量 ； G——油样的质量，单位为 g。 用锥形并到称取油样 8~10g（精确到 ），此时的质量记为 G。 变压器油中腐蚀性硫抑制剂添剂研究及添加工艺设计 第 9 页 共 24 页 表 24 不同含硫量对酸值的影响 含硫量 mg/kg 油量 g 酸值 mgKOH/g 平均酸值 0 50 100 150 200 250 400 500 600 图 不同含硫量对酸值的影响 实验用了 GB75991987《运行中变压器油、汽轮机油酸值测定法（ BTB 法）》测定变压器油的酸值，通过以上数据得到了以下结论，随着硫含量的增加得出酸值是一直增加的。 从而进一步说明二苄基二硫对变压器油的酸值有影响。 介损与电阻率 本论文测量介损的方法为 GB565485，用实验室 ZHJ3100 型绝缘油介损及电阻率自 变压器油中腐蚀性硫抑制剂添剂研究及添加工艺设计 第 10 页 共 24 页 动测定仪进行测量。 测量介损仪器原理为：首先对所测量的油样进行 升温，当所要测量油样的温度达到预先设定的温度时，仪器内部的变频率性电源就立即被启动，经过内部电流系统放电后，便可以得出介损值。 图 ZHJ3100 型绝缘油介损及电阻率自动测定仪 Chart 1 ZHJ3100 Insulation Oil Dielectric Loss and Volume Resistivity Automatic Tester 实验过程中需要调试的实验条件如下 : 表 25 主要设置参数 设置参数名称 参数值 电 压 2020V 频 率 50Hz 温 度 90℃ 放 电 60s 充 电 60s 空杯电容 油 杯 内 测量次数 1 次 对 象 介质损耗因数 测试前预处理：介损仪器的电极杯对实验的准确性油很高的要求，首先用石油醚、酒精和蒸馏水分别清洗内外电极，烘干备用；测量时都要就行润洗才能就行下一步测定，每隔一段时间必须对电极杯的空杯介损进行检查，在 2020V/50HZ 的条件下，其测量值不要高于 错误 !未找到引用源。 104，否则应重新清洗。 介损测量：取适量油样对 内外电极进行先润洗，再取 40mL 左右的油样，缓缓倒入内电极中，注意不能有气泡产生，放入外电极，并旋紧橡胶圈后，将整个电极杯放到恒温浴里，并连接好测试线，关好仪器的外门。 按照仪器界面的提示，把光标移动到 “测 变压器油中腐蚀性硫抑制剂添剂研究及添加工艺设计 第 11 页 共 24 页 试 ”，按下 “确定 ”键，仪器便开始自动升温并对介损进行测量。 当仪器发出蜂鸣声时，说明测量完毕。 实验数据如 表 26。 表 26 介损及电阻率的测定数据 含硫量 mg/kg Cx/PF Ca/PF 介损 ε ρ/() 0 *10e11 50 *10e11 100 *10e11 150 *10e11 200 *10e11 250 *10e11 400 *10e11 500 *10e11 600 *10e12 0 100 200 300 400 500 600介质损耗因数含硫量（ ug /k g ） 图 不同含硫量对介损的影响 0 100 200 300 400 500 600456789101112电阻率（Ω.m10e11）含硫量（ ug/kg）。