GB/T 268 康氏残炭测定仪的操作需要严格遵循规范流程,才能确保测定结果的准确性。整个操作过程可分为仪器准备、样品处理、测定过程以及结果计算几个关键阶段。
在仪器准备环节,首先要对高温炉进行校准。使用精度为 ±0.5℃的铠装热电偶来校准高温炉的温控区,确保在 300℃、500℃、550℃这几个关键温度点时,炉温偏差不超过 ±10℃。若温差超过 15℃,则需及时调整 PID 参数。同时,要保证炉腔恒温区长度不小于 80mm,以便瓷坩埚能全处于恒温区域。对于瓷坩埚,使用前需在 800℃的高温炉中灼烧 30 分钟,冷却后进行称重,若质量波动超过 0.5mg,就应更换坩埚。每次使用后,要用稀硝酸浸泡 15 分钟,然后用蒸馏水冲洗干净并干燥备用。此外,气流系统也不容忽视。氮气(纯度需≥99.99%)的流量要用转子流量计校准至 150mL/min,若流量波动超过 ±5%,需检查减压阀。气路管道要用丙酮清洗,防止油污堵塞,并且每季度要更换干燥管内的硅胶,一旦硅胶变色就要及时更换。
样品处理阶段也有诸多要点。对于粘稠油品,比如渣油,需在 50 - 60℃的水浴中预热,直至油品处于流动状态,然后搅拌 2 分钟,确保其均匀性。若样品中含有颗粒物,要用 0.45μm 的滤膜进行过滤,避免杂质影响残炭量的计算。对于轻质油,像柴油,取样后要立刻密封,称样时操作要迅速,称样量控制在 5.00g ± 0.05g,且精确到 0.1mg。对于易结晶的试样,例如蜡油,需在 30℃的恒温环境下进行称样,防止因温度变化导致试样体积改变,进而引起质量偏差。若试样含水量超过 0.1%,需先用无水硫酸钠进行脱水,或者按照 GB/T 260 的方法测定水分后,对残炭结果进行修正。对于含有金属添加剂的样品,要记录添加剂的类型,因为金属氧化物可能使残炭值偏高,需在报告中注明。
进入测定过程,升温速率与阶段控制十分关键。采用四段式升温程序:预热阶段,从室温升温至 150℃,升温速率为 5℃/min,保持 10 分钟,目的是让轻组分缓慢挥发;分解阶段,从 150℃升温至 300℃,升温速率为 10℃/min,保持 15 分钟,防止试样暴沸;碳化阶段,从 300℃升温至 500℃,升温速率为 5℃/min,保持 20 分钟,促使试样充分碳化;灼烧阶段,从 500℃升温至 550℃,升温速率为 2℃/min,保持 30 分钟,使残炭全燃烧。在升温至 150℃时,要停留观察,若试样出现剧烈沸腾,需降低升温速率。灼烧阶段,炉温要稳定在 550 ± 10℃,一旦超过 570℃,需暂停加热,防止残炭烧失。气流切换逻辑也有明确规定,预热阶段通入氮气,流量为 150mL/min,防止试样氧化;碳化阶段结束后,切换为空气,流量为 200mL/min,确保残炭燃烧。若燃烧阶段尾气出现黑烟,需延长空气吹扫时间,每次延长 5 分钟,直到尾气澄清。
最后是结果计算。残炭含量(%)的计算公式为(燃烧后残渣质量 / 试样质量)×100%,同时要扣除坩埚空白值(应≤0.001g)。平行测定两次,若结果差值超过较小值的 4%,则需重新实验,最终结果修约至小数点后两位。每进行 20 次实验,要用标准样品(如已知残炭值的渣油标样)对仪器进行验证,若偏差超过 ±3%,需重新校准仪器。
只有严格按照上述操作步骤,精心对待每一个环节,才能充分发挥 GB/T 268 康氏残炭测定仪的作用,得到准确可靠的测定结果。