精制石油产品赛波特颜色测定标准试验方法(赛波特比色计法)(D156-23)

📋 概述与适用范围

标准D156—23以固定编号D156发布,最新版本为2023年,由美国材料与试验协会石油产品、液体燃料与润滑剂委员会(D02)管辖。该标准自颁布以来历经多次修订,始终作为浅色石油产品颜色测定的权威方法,在世界范围内得到广泛应用,是炼油行业质量控制不可或缺的基础性标准。

本标准适用于测定精制油品的颜色,具体包括未着色的车用汽油、航空汽油、喷气推进燃料、石脑油和煤油,此外还适用于石油蜡以及医药白油。测试结果以赛波特色号表示,其范围为+30(最浅)至-16(最深)。当试样颜色深于赛波特色号-16时,应改用标准D1500(美国材料与试验协会石油产品颜色标尺法)进行测定。需要特别指出的是,该方法仅适用于清澈透明的液体,浑浊或含有游离水、颗粒物的样品不在此方法的适用范围内。

本标准与多项相关标准协同使用:标准D938用于测定石油蜡(包括凡士林)的凝固点;标准D4057规范了石油及石油产品的手工取样操作;标准D4175统一了术语定义;标准E308则提供了使用CIE系统计算物体颜色的方法。通过这一标准体系,确保了赛波特颜色测定从取样到结果报告的全过程均有据可依。

💡 提示:赛波特色号是以经验定义为基础的色标,其数值与样品柱高度直接相关,每变化1/8英寸高度对应一个色号变化,这种设计源于早期工业实践,沿用至今。

⚙️ 试验原理与方法

赛波特比色计法是一种基于视觉比较的经验性试验方法。其核心原理是:通过改变试样在玻璃管中的液柱高度,使试样颜色与固定在比色计中的标准色玻璃片(浅色或深色)达到视觉匹配,此时根据液柱高度在专用刻度尺上读取赛波特色号。色号越高(正值),表示颜色越浅;色号越低(负值),表示颜色越深。

试验使用的关键设备为赛波特比色计,它配备一组标准色玻璃片(通常包括浅色片与深色片)、一支带有精密刻度的玻璃油管以及光学观察系统。油管刻度以1/8英寸为最小分度,这与赛波特色号的变化步长完全对应。虽然长度单位采用英寸制,但温度测量统一使用摄氏度(SI单位),以避免热力学参数的混淆。

测试前,必须按标准D4057的规定进行取样,并检查样品状态:样品必须满足“清澈明亮”条件,即无雾状、无浑浊、无游离水、无悬浮颗粒物。如果样品不满足要求,需通过过滤、脱水或静置等方法处理,直至达到合格状态。测试时,将处理好的试样注入玻璃油管,缓慢调整液柱高度(通过移动油管或改变试样体积),同时通过光学系统与标准色片进行对比,直至两者颜色一致,记录此时对应的赛波特色号。每个试样通常进行两次测定,取平均值作为最终结果。

📊 技术参数与指标

下表汇集了标准中明确规定的关键技术参数,这些参数是正确理解与执行试验的核心依据。

表1 赛波特色号关键技术参数
🟦 参数项📏 数值或描述
色号范围+30(最浅)至 -16(最深)
色号定义性质经验定义
油柱深度变化步进1/8 英寸
温度测量单位摄氏度(SI单位)
结果报告单位赛波特色号(正负号须注明)

表2 适用产品范围
🎯 产品大类📋 具体产品示例
精制油品无色车用汽油、航空汽油、喷气推进燃料、石脑油、煤油
蜡类石油蜡(含凡士林)
医药用油医药白油

表3 引用标准关系
📐 引用标准编号⚡ 具体用途
标准D1500测定颜色深于赛波特色号-16的石油产品
标准D938测定石油蜡(含凡士林)的凝固点
标准D4057石油及石油产品的手工取样规范
标准D4175术语定义统一
标准E308使用CIE系统计算物体颜色
⚠️ 注意:样品必须处于清澈明亮状态,任何浑浊、游离水或颗粒物都会导致颜色判断错误,试验前务必严格确认样品质量。

🔬 工程应用与注意事项

在实际炼油与化工生产中,赛波特颜色测定法广泛用于浅色精制产品的质量监控。例如,车用汽油和航空汽油的颜色直接反映其精制程度,赛波特色号越高表明杂质(如硫化物、胶质)去除越彻底;白油和医药白油则通过颜色指标确保其纯净度和安全性。此外,喷气燃料的色号也是重要的出厂检验项目,影响燃料的安定性和使用性能。

工程应用中需特别注意以下几个方面。第一,样品前处理是决定结果可靠性的关键步骤,若样品因长期存储或温度变化出现浑浊,必须通过无水硫酸钠脱水或干燥滤纸过滤,直至恢复清澈。第二,比色计的标准色片会随时间老化或褪色,应定期使用赛波特标准参考油(已知色号的稳定样品)进行校验,确保色片的光谱特性符合要求。第三,视觉比较受操作者主观因素影响较大,建议由经过培训且色觉正常的专业人员执行,并在标准照明条件下(如北向昼光或人工标准光源)进行观测。

质量控制方面,应建立每日或每周的仪器核查制度,使用标准色片验证仪器响应,并记录环境温度。当比对结果偏差超过一个色号单位时,需立即查找原因并重新校准。数据报告时,必须注明被测样品是否经过预处理,以及测定时的样品温度(虽然标准未强制规定温度,但建议在室温25℃±5℃下操作以保证重复性)。

🚨 关键注意:赛波特色号法不适用于深色原油、重质燃料油或任何不透明液体。若样品颜色深于-16,必须切换至标准D1500方法,否则将得到无效结果。

❓ 常见问题解答

🔍 问:赛波特色号与标准D1500的ASTM色号之间如何换算?
答:两者基于不同的试验原理和色标体系,赛波特色号专为浅色产品设计(+30至-16),而ASTM色号覆盖更宽的颜色范围。虽然在某些区间存在经验对应关系,但标准不推荐直接换算,当产品颜色超出赛波特色号范围时应直接采用标准D1500进行测定。
💡 问:为什么样品必须“清澈明亮”?如果样品有轻微浑浊是否可测?
答:赛波特法依赖人眼对颜色的直接比较,任何浑浊都会散射光线,导致观察者误判颜色深度,从而产生系统偏差。标准明确界定“清澈明亮”为必要前提,即便轻微浑浊也必须先处理合格后方可测试。
⚡ 问:试验结果的正负号如何理解?
答:赛波特色号的正值(如+30、+20)表示颜色偏浅(接近水白色),负值(如-10、-16)表示颜色偏深。正值越大颜色越浅,负值绝对值越大颜色越深。报告时正号可省略,但负号必须写出,例如“赛波特色号+25”或“赛波特色号-16”。
📌 问:该方法对样品温度有具体要求吗?
答:标准未指定固定的测定温度,但温度会影响油品的透明度及可能产生的浑浊。实际中通常将样品平衡至室温(约20至25℃)进行测定,避免因低温导致蜡质结晶或高温导致挥发性组分损失,从而保证结果稳定性。
🎯 问:如何判断比色计的标准色片是否老化?
答:建议定期使用赛波特标准参考油(已知稳定色号)进行比对测试。如果同一参考油的测定值偏离其标称值超过一个色号单位,应立即更换标准色片。此外,目视检查色片表面有无划痕、褪色或污染也是日常维护的重点。

* 本文基于标准D156—23原始文本编制,所有技术数据均取自标准正文、术语及引用文件。

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