熱傳導(dǎo)油（液(yè)）标準制定及實(shí)施的相關問題（2004）
--------- 中國石化石油化工科學研究院 梁(liáng) 紅(hóng) 2004年6月
（全國炭素信息網第20次炭素(sù)技術交流會(huì)論(lùn)文）
（梁 紅）作者簡介：中國石化工科院(yuàn)标準化室副主(zhǔ)任，教授級高級(jí)工程師。多年來從事石油産品标準化研究工作，曾(céng)起草汽油機油、柴(chái)油機油、熱傳導液等多項國家和行業标準(zhǔn)，有多篇論(lùn)文發表。
1 前言
按照國際标準化分類，有機熱載體屬于潤滑劑和有關産品（ Q ）類組，統(tǒng)稱作熱傳導液（ Heat Transfer Fluids ），包括各種類型的合成液（熱傳(chuán)導液）和礦物油（熱傳導油）。
我國熱傳導液（油）的研制和生(shēng)産始于 20 世紀 70 年代， 20 多年來，随着經濟(jì)的發展，熱傳導液（油）加熱技術已在多個工業和民用領域中廣泛應用。相關(guān)的産品标準和使用性能評價(jià)方法标準(zhǔn)的制定工(gōng)作也有了(le)可喜的進(jìn)展。
在 90 年代中期，國家石油(yóu)産品标準化技術歸口單位（石油化(huà)工科學研(yán)究院）将熱傳(chuán)導液（油(yóu)）熱穩定性評價與标(biāo)準制定相結合，在建立評價方法的同時對影(yǐng)響産品熱穩定性的因素進行考察(chá)，對國内外不同類(lèi)型(xíng)的産品進行評價，從而确定了熱傳導液（油）最高使用溫度的(de)評價方法和指标， 制定了 SH/T 0677-1999 熱傳導液産品标準(zhǔn)和(hé) SH/T 0677-1999 熱傳導液熱(rè)穩定性測定方法标(biāo)準。
标準實施五年來，執行情況喜(xǐ)優(yōu)參半。有的企業積極執行标準，送樣進行熱穩定性評價并(bìng)根據試驗确定的最高使用溫度來編(biān)寫産品說(shuō)明書，并積極向用戶宣傳标準。但也有部分企業(yè)，回避标準的(de)存在，不僅不進行産(chǎn)品的熱(rè)穩定性檢測(cè)，而且(qiě)繼續以誇大不實之詞欺騙用戶，進(jìn)行不正當競争，情(qíng)況令人堪優。
本文介紹了 SH/T 0677—1999 熱傳導液标準的制定情況，重點對采用熱穩(wěn)定性試驗确定熱(rè)傳導液（油）最高使用溫(wēn)度的方法和(hé)指标進行解釋(shì)，對标準執行中的相關問(wèn)題進行讨論并提出建議。
2 SH／T 0677-1999 熱傳(chuán)導液标(biāo)準的制定依據及主要指标的意義
根據國家積極采用國(guó)際标準和國外先進标準(zhǔn)的原則， SH／T 0677-1999 熱傳導液标(biāo)誰的制定(dìng)主要采用德國工業标準DIN 51522-1995 ，但并(bìng)未完全照搬，标(biāo)準制定過程中結合中國實(shí)際進行大量試驗(yàn)驗證(zhèng)， SH／T 0677-1999 的最大優勢就是制定了(le)熱穩定性的判定指标(biāo)，并用于确定熱載體的最高使用溫度。而 DIN 51522 僅規定(dìng)熱穩(wěn)定性所采用的(de)試驗方法．并未制定(dìng)具體指标，如果照搬(bān)過來，就我國的(de)市(shì)場情況而言，可(kě)操作性比較差，對(duì)于在說明書中随意誇大産品的最高使用溫度的情況就無法。用戶的經濟利益和人身财(cái)産安全也就無(wú)法保障。 SH／T 0677-1999 熱傳導(dǎo)液标準更符合中國(guó)國情。
2 ． 1 熱穩定性
熱(rè)穩定性是熱傳導液（油）區别于其他它油品的重要使用性能評定方法，是熱傳導液(yè)（油）研究、生産、選用和(hé)标準化必不可少的關鍵指标。SH／T 0677-1999 中熱(rè)穩(wěn)定性試驗等效采用德國工業标(biāo)準 DIN 515281-1998 制定，标準号為SH／T 0680-1999 。
2.1.1熱(rè)穩定性試驗方法(fǎ)概要
在一定試驗(yàn)溫度下，将試樣隔絕空氣加熱至規定時間（480h 以上），然後觀察并記錄其外觀；通過稱(chēng)量計(jì)算出氣相分解産(chǎn)物(wù)含量；對加熱前後随試樣進行氣相色譜分析，通過(guò)模拟蒸餾曲線确定試祥生成(chéng)的低沸(fèi)物和高沸物含量(liàng)；稱取一定量加熱(rè)後的試樣，在球管蒸餾器中測定不(bú)能蒸發産物含量；四部分相加計(jì)算(suàn)出試樣的變質率。在外觀(guān)合(hé)格的前提(tí)下變質率越小熱穩定性就越好。
熱傳導液（油）的熱穩定性評價指标的含義：
外觀 ：清澈透明，無絮狀(zhuàng)物或沉澱物(wù)。
變質率由四部分組(zǔ)成 ：
氣相(xiàng)分解産物： 常壓(yā)下其沸點在室溫以下的物質。
低拂物(wù) ：經模拟蒸餾方法(fǎ)測出餾出溫度低于未(wèi)加熱(rè)試樣(yàng)初餾點的(de)物質。
高沸物 ：經模拟蒸餾方法測出餾出溫度高于未加熱試(shì)樣初餾點的物質。
不(bú)能蒸發産物 ：通(tōng)過模拟蒸餾方法不能從(cóng)試樣中分離出來的物質（即殘(cán)渣）。
2.1.2熱傳導液（油）最高使用溫度的确(què)定
以一系列國(guó)内外(wài)産品的熱穩定(dìng)性評價結果為依據，将熱傳導液（油）熱穩(wěn)定性評價标準（見 SH／T 0677—1999 ）定為： 在一定(dìng)溫度和時間條件下，按照 SH／Ｔ 0680-1999 進行(háng)試驗(yàn)後，外觀合格，變(biàn)質率（氣相分解産物(wù)、低沸物、高(gāo)沸物(wù)和不能蒸發産物之(zhī)合）不大于10% ，相應的試驗溫度定義為該産品的(de)最高使用溫度。
根據國際分類标準和我(wǒ)們(men)的評價結果，一般(bān)礦油型熱傳導油(yóu)的(de)最高使用溫度多數為 300 ℃，隻有少數采用特殊原料和工藝生産的礦油型熱傳導(dǎo)油可達(dá)到 310 ℃或 320 ℃，且不超過 320 ℃。
合成型熱傳導液因産(chǎn)品(pǐn)類型(xíng)不同其熱穩定性也不同(tóng)，需根據評價結果來确定。從送樣評(píng)價結果看，液相使用的熱傳導液的熱穩定性在 300 ℃— 350 ℃之間。
2.1.3熱穩定性評價指标的驗證
标準制定階段，廣泛收集(jí)了國内(nèi)不同類型(xíng)加熱裝(zhuāng)置使用的(de)國内外各類熱(rè)傳導液（油），對變(biàn)質率不大于 10 ％的評價指标進行驗證。現對國内采集和送檢的 21 個國産熱(rè)傳導油(yóu)進行 300 ℃和 320 ℃熱穩定性(xìng)驗證(zhèng)情況進行分析。從檢測結果看，有(yǒu)如下特點：
1、市(shì)場采集的标稱(chēng)最高使(shǐ)用溫度為320℃的12個産品均未達到320℃指(zhǐ)标要求，其中10個達到300℃要求，另2個未達到300℃指(zhǐ)标要求；标稱300℃的4個産品，有1個不合格。
2 、送檢的5個産(chǎn)品2個達到310℃要(yào)求，2個達到320℃要求，1個達到300℃要求。
采集和送檢的 21 個礦物油型産品(pǐn)的最高使(shǐ)用溫度分布見表 l 。
表 1 采集和送(sòng)檢的 21 個礦物油型産品的(de)最高使用溫度(dù)分布(bù)
最高使用溫度 | 300 | 280 | 310 | 320 |
個 數 | 14 | 3 | 2 | 2 |
所占(zhàn)比例% | 66 | 14 | 10 | 10 |
從以上分析可見，采用變質率不大于 l0 ％的指标進(jìn)行熱穩定性評價，就将國内約 80% 的礦物油型産品的最高使(shǐ)用溫度限制在(zài) 300 ℃以下(xià)（ QB 300 或 QB 280 ），避免由于使用溫(wēn)度過高造成過快老(lǎo)化結(jié)焦，引發事故；隻有個别采用(yòng)特殊工藝制(zhì)得的礦物油型産品可以達到 QC 310 或 QC 320 标準。
2．2标準指标的規範性
SH／T 0677 一 1999 标誰中的指标可分為使用性能、安全(quán)和蒸發性能、流動性、毒性、基礎油和添(tiān)加劑的規範性等五類。
使(shǐ)用性(xìng)能：熱穩定性、傳熱性（運動粘度、 密度、 比熱、導熱系數等）；
安全性和蒸發性(xìng)：熱穩定性、初餾點、閃點（閉口、開口）、自燃點、水分；
流動性：傾點(diǎn)、運動粘(zhān)度；
毒性：氯含量；
基礎油和(hé)添加劑的(de)規範性：熱穩定性、外觀、餾程、殘炭、硫含量、銅片腐蝕、中和值、閃點、餾程、傾點
上述指标的意義和選用注(zhù)意事(shì)項見“ SH/T 0677—1999 熱傳導液标(biāo)準講解”。
2．3産品代号(hào)和标識(shí)的規範性
标準化的産品代号目标識一旦為大家所采用，就成為跨越國界的通用的語言。我國的石油(yóu)産品全面采用國際标準化組(zǔ)織（ISO）制定的分類(lèi)标準，熱傳導液(yè)也(yě)不例外。 SH/T 0677—1999 中采用的 Q 系(xì)列産品代号（QA 、QB 、QC 、QD 、QE ）是國(guó)際标準化(huà)分類中 L 類 Q 組對熱傳導液的統一規定（具體(tǐ)含義(yì)見“ SH/T 0677 — 1999 熱傳導液标(biāo)準講解”）。希望用戶認識這一組産品代号和标識，了解其含(hán)義。用戶在(zài)選擇産品的時(shí)候會看到很多(duō)不同的産品代号，采用(yòng)上述 Q 系(xì)列代号标(biāo)識的産品應當符合 SH/T 0677 — 1999 标準，而對于采用非(fēi)标準代号的産(chǎn)品要(yào)考察它所(suǒ)代表的産品(pǐn)質量與行業标準中 Q 系列産品的關(guān)系（高(gāo)于或低于行業标準），然後作出決定。
3 對SH／T 0677一(yī)1999标準實施中相關問題(tí)的讨論
3．1标準在市場經濟(jì)中的作用
過去在計劃經濟時代(dài)，我國的标(biāo)準是以生産(chǎn)型标準為(wéi)主，多數為強制(zhì)性标準(zhǔn)。在加入 WTO 以後标準更多(duō)地具有貿易性的功能，是供需雙方對話的平台，因此多數為(wéi)推薦性标準。但并不是(shì)說，推薦性标準生産企業就可以不執(zhí)行。在市場經濟(jì)尚不完善(shàn)的條件下，統一的國家或(huò)行業标準的重要功能就是維(wéi)護用(yòng)戶或消費者的權益，打擊欺詐行為(wéi)。關鍵在于用戶要轉變觀念，更好地利用标準(zhǔn)來保護自(zì)已。
在目前一方面供大于求，另一(yī)萬面又很不(bú)規範的市場環境中，用戶往往要求以國家(jiā)标準或行業标準為依據而不相信企(qǐ)業标準。因為前兩類标準是由(yóu)國家授權組成的标推化委員(yuán)會或(huò)歸口單位組織制定的，不為某一方所左右，應該是用戶(hù)和生産者之間平衡(héng)的産物，所以是某一領域的通用的最低标準。因此，用戶選擇産品的通(tōng)行做法是以(yǐ)統一的國家或行(háng)業标準為依據同時根據自己的應用特點 , 在合同中附加指(zhǐ)标。例如，在 SH／T 0677 标準中有—些暫未在行業範圍内統一的“報告”指标(biāo)，如粘度、密度、自燃點(diǎn)、殘炭、餾程(chéng)等，月戶在購買一個具體(tǐ)産品時，完全可以根據需要提出具(jù)體指标。
在成熟的市場環境中(zhōng)，用戶是制定标準的主體。如美(měi)國、歐洲和(hé)日本(běn)的汽車制造商對車用燃料(liào)和潤滑油标準制定有着絕對的支配地(dì)位。在我國的市(shì)場培育階段用戶在觀念和技術(shù)實力上有一個逐步(bù)轉變和提高(gāo)的過程，但一定要(yào)看到(dào)這一趨勢并有所準備。目前在石油(yóu)産品的應用領域，我們看到這樣的(de)趨勢，用戶更加成熟也更加理智，他(tā)們直接參與标準的制定或(huò)随時關(guān)注和掌握标準的最新信息，對于自己所使用産品的(de)控制能力在逐步增強(qiáng)。有見識的油品生産(chǎn)企業會主動執行國家或行業标準，并努力改進生産工藝，在國家和行業标準的基礎上制(zhì)定更為(wéi)嚴格的企業标準，以便在激烈的市場競争中能夠更勝一籌。
3.2 SH／T 0677-1999标準實(shí)施中的(de)問題
經(jīng)過多年努(nǔ)力制定的 SH ／ T 0677-1999 熱傳導液(yè)标準是在全國熱載體加熱技(jì)術範圍内統一的也是最低的(de)技術要求。作(zuò)為标準起草單位，我們希望這一标準能夠成為維護用戶利益、規範市場秩序、規範生産和使用的重要依據。 2000 年在(zài)北京召開了 SH ／ T 0677-19999 标準宣慣會，遺憾(hàn)的是用戶參加較少(shǎo)，我們随後的宣傳貫徹力度又很不夠，标準實(shí)施 5 年來，仍有相當多的用戶(hù)不知道國家(jiā)已經(jīng)有統一的标準。
這就造成部分生産(chǎn)企業不經評價(jià)，在産品說(shuō)明書(shū)上随意标稱最高使用溫度，甚至将礦物油型産品标至 330 ℃至 360 ℃的高溫。随(suí)意标稱産品的最高使用溫(wēn)度會造成嚴重的市場混(hùn)亂。首先，不(bú)經檢測而标稱 320 或更(gèng)高牌号的産品，往往用劣質(zhì)原(yuán)料調配且價格低廉，一高一低(dī)恰恰(qià)迎合了部分用戶的心理，由此造成講誠信的(de)企業按照檢測确(què)定的溫度标稱的産品(pǐn)被市場冷落，而拌有不實宣傳的未經(jīng)檢測的産品卻受到市場追捧的(de)現(xiàn)象。
有的生産企業還制定—些低于 SH／T 0677-1999 的地方标準、企業标(biāo)準，進行缺乏科學依據的商業宣傳，以此來吸(xī)引和誤導(dǎo)不知情的(de)用戶。近年來，熱載體加(jiā)熱裝置發生(shēng)的造成人身傷害和财産損失的安全事(shì)故屢見不鮮。由此可見，在無序的市(shì)場中，信息的獲(huò)取是不對等的，用戶往(wǎng)往成為僞劣産品的直接受害者，究其原因，除了對(duì)油(yóu)品知識和标準(zhǔn)信息了解較少以外，追求低價格也是原因之一。
随着标準宣傳貫徹力度的加大和越來越多的正規企業參與市場競争，用戶會逐漸認識标(biāo)準，會在選油或招标過程中以标準為依據。
标準實施(shī)以(yǐ)來，已對 10 餘個國(guó)内外樣品進行了熱穩定性評(píng)價，對規範市場發揮了(le)重要的(de)作用。
3．3熱傳(chuán)導液(yè)的使用壽命問題
熱傳導液（油）是有機化合物，在實際運行過程中，随時可能發生熱(rè)分解、熱(rè)聚合和熱(rè)氧化等各類反應，其組成無時無刻不在發女變化，這是一個不可逆的化學變化過程，即組成劣化的變質過程(chéng)。區别在于熱穩定性好的産品(pǐn)對高溫的承受(shòu)能力強，導緻變(biàn)質的(de)一系列化學反應速度慢，其使用壽命也就相對較長。
所謂壽命就是(shì)熱傳導液（油）在一(yī)定的運行溫度下的使用周期，或換油(yóu)周期。我們用熱(rè)穩定性試驗來模拟在一定(dìng)運行溫度下熱(rè)傳導液（油）發生組成劣化(huà)的情況，其程度通過變質率（氣相分解産(chǎn)物含量、低沸物(wù)、高沸物和不能蒸發産物含(hán)量）來衡量，變質率越小，熱穩(wěn)定性就越(yuè)好，壽命就越長(zhǎng)。
延長熱載體使用壽命是一(yī)項系統工程，與生(shēng)産者、系統設(shè)計及施工者、使用者三方面(miàn)都有着直接(jiē)關系。三者很好結合，才能達到較為理想的效果。
對于熱載體生産企業來說，延長使用壽命的重要途徑就是選擇優質原料(liào)和耐高溫的功能(néng)添加劑，科學(xué)複配，采用通用的标準方法進行評價和檢測；對于系統的設計和施工者來說，一定(dìng)要考(kǎo)慮(lǜ)到(dào)有(yǒu)機熱載體的特性，消除設計和施工中的先(xiān)天不足(zú)。為延長熱載體使用壽命打下(xià)良好的基(jī)礎；對用戶來說，首先要了解熱(rè)載體的各類标準（注意：企業标準應高于行業标準），掌握項指标的物理(lǐ)和化學意義，提高識别能力，不為商業宣傳所迷惑，根據加熱系統設計要求合理且經濟地選用具有熱穩定性保障的壽命(mìng)适當的熱載體，其(qí)次就是科(kē)學管理(lǐ)，嚴格操作規程，将造成熱載體過熱的一切可能降(jiàng)至最低，向管理要壽(shòu)命。
3．４最高使用溫度在選(xuǎn)用和運行中的意義
最高使用溫度系指(zhǐ)某産品(pǐn)經熱穩定性試驗（ SH / T 0677-1999 ），變質率不大于(yú) 10 ％所對應的溫度，即(jí)加(jiā)熱器出口處測得的主流體最高平(píng)均溫度。在實際使用中最(zuì)高使用溫度成為我們合理且經濟地選用熱載體的重要參數。
按照德國熱載體(tǐ)安全運行(háng)規程（ DIN4756 ）熱傳導液（油）在其(qí)最高使用溫度下(xià)應至少使用一年。為(wéi)保證熱傳導液（油）具有較長的使用壽命，保持裝置平穩運行，減(jiǎn)少操作(zuò)成本，實現最佳經濟效益應在最高使用溫度與實(shí)際運行溫度（加熱爐出口(kǒu)處測(cè)得的主(zhǔ)流體平(píng)均溫度）之間保持一個合理的差值，建議實際(jì)運行溫度較産品(pǐn)的最高高用溫度低至少 20 ℃。一般來說，選用不當有以下兩種情況：
1 、實目運行溫度如果低于 280 ℃，選油時一定要 320 ℃或(huò)更高(gāo)牌号，并不合理。如前所述市場上隻有個别礦物(wù)油型産品符合 320 ℃标(biāo)準，選擇這樣的産(chǎn)品會造成成本升高(gāo)，質量過剩；如果标稱牌号要高(gāo)，而價格又要低，這樣的産品基本上是不經檢測，随意标稱的不合格産品。
2 、實(shí)際運行溫度長時間高于(yú)或接近(jìn)熱傳導液（油）的(de)最(zuì)高使用溫度，會在短(duǎn)時間内使變質率快速上升，造成設備氣阻和爐管過(guò)熱(rè)結焦，從而引發安全(quán)事故，造成經濟損失和人身傷害。選擇這樣的産品同樣不合(hé)理且不經濟。
最佳效益的獲(huò)得，是使用壽命、安全性、經濟(jì)性之間的平衡。建議用戶選擇最高(gāo)使月溫度經權威部門(mén)評價而(ér)确定産品，遵循實際運行(háng)溫度較熱載(zǎi)體的最(zuì)高使用溫度低(dī)至少 20 ℃的原則，向合理(lǐ)選用要效益。
簽于在國内炭素(sù)制品行業的加熱(rè)裝置中，熱載體實際運行溫度大多低于朋280 ℃，在 230 ℃— 260 ℃左右，在(zài)這樣的使用條件下選用熱穩(wěn)定性評價(jià)合格的 QB300 可謂兼顧了安全性和經濟性。随着技術的發展，熱載體的(de)使用溫度有增(zēng)高的趨勢，另有一些裝置熱載(zǎi)體的實際運行溫度達到290℃— 300 ℃，可以選用熱穩定性評價合格的 QC310 或(huò) QC320 ，如果一定要選 330 或 340 牌号的産品，就要選用合成型熱載體中的 QD 類産品，最(zuì)高使用溫度在 330 ℃— 350 ℃，其價格可能是普通 QB 300 的 2-4 倍。
4結束語
鑒于國内目前的市場狀況，深感作為标準歸口和起草單位責任重大。針對(duì)行業用戶的标準宣貫應進一步加大力(lì)度。
04-05 年标準化計劃将對“熱傳導液（ SH / T 0677-1999 ）”标準進行修訂，通過總結 5 年來的經驗和不足，并請用戶代表參加(jiā)标準修訂，這将(jiāng)使修訂後的标準更切合(hé)中國實際，更具有市(shì)場的規(guī)範性，更便于(yú)操作，關系到人身和财産安全的重要指标将作為(wéi)強制性指标，為國家(jiā)的監(jiān)督抽查提供依據。此項工(gōng)作希望得到炭素制品行業廣大用戶的積極參與(yǔ)和支持。
讓我們共同努力，促進我國(guó)熱載體加熱技(jì)術健康發展。
