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该标准由美国国家标准与技术研究院应焦油工业需求制定,旨在提供一个简短便捷的体积修正表格。标准最初于1941年批准,最新版本为2016年重新批准的D633-11,归属于美国材料与试验协会D04道路与铺装材料委员会,与D490《道路焦油规格》紧密配套。适用范围包含符合D490规格的各种道路焦油,在精确度要求不高的商业计量和交接中使用。表格将焦油体积统一修正到60°F(15.6°C)基准,覆盖温度范围0°F至250°F(约-18℃至121℃)。该表格基于对D490规格中RT-12型道路焦油的热膨胀特性测定,膨胀系数为0.00030/°F。标准发布以来,因其简便实用,在焦油工业中得到长期应用。
焦油与绝大多数液体一样,体积随温度升高而膨胀、降低而收缩。标准假定焦油体膨胀系数在0-250°F范围内保持恒定,系数为0.00030/°F。修正系数定义为基准60°F下体积与观察温度下体积的比值。修正公式为:基准体积 = 观察温度体积 × 修正系数。修正系数由标准表格直接给出,温度步长1°F,遇非整数温度可线性内插。
使用步骤:首先使用校准过的温度计测量焦油整体温度,温度计应浸入深度适当,避免受环境温度影响。然后从表格中查找对应温度的修正系数。将观测体积乘以系数即得到60°F下的体积。例如在35°F(1.67°C)时修正系数为1.0076,1000加仑焦油修正后为1007.6加仑;而在140°F(60°C)时系数为0.9766,1000加仑修正为976.6加仑。低于基准温度时系数大于1,高于基准温度时系数小于1。
下表汇总了标准关键参数:
| 🟦参数项目 | 📏标准数值 | 📐单位 | 🎯说明 |
|---|---|---|---|
| 基准温度 | 60 | °F(15.6°C) | 体积校正参考点 |
| 体膨胀系数 | 0.00030 | 1/°F | 基于D490 RT-12型焦油 |
| 适用温度范围 | 0 ~ 250 | °F | 表格逐°F提供修正系数 |
| 温度间隔 | 1 | °F | 便于查找,内插误差可忽略 |
下表为从标准表格中选取的部分温度点的修正系数:
| 🟦观察温度(°F) | 📏对应温度(°C) | 📐修正系数 | 🎯说明 |
|---|---|---|---|
| 0 | -17.78 | 1.0183 | 体积膨胀至基准的101.83% |
| 35 | 1.67 | 1.0076 | 低于基准6.67°F |
| 70 | 21.11 | 0.9970 | 高于基准10°F |
| 105 | 40.56 | 0.9867 | 高于基准45°F |
| 140 | 60.00 | 0.9766 | 高于基准80°F |
| 175 | 79.44 | 0.9657 | 高于基准115°F |
| 210 | 98.89 | 0.9589 | 高于基准150°F |
| 245 | 118.33 | 0.9474 | 高于基准185°F |
通过下表可直观理解体积修正的应用(假设观察体积为1000加仑):
| 🟦场景 | 📏观察温度(°F) | 📐修正系数 | 🎯修正后体积(加仑) |
|---|---|---|---|
| 冬季装车 | 35 | 1.0076 | 1007.6 |
| 常温储存 | 70 | 0.9970 | 997.0 |
| 夏季运输 | 105 | 0.9867 | 986.7 |
| 加热施工 | 140 | 0.9766 | 976.6 |
上表显示温度升高时修正后体积显著减小,真实反映了热膨胀的影响。
在道路焦油工业中,从生产、运输到存储铺设的各个环节都需要精确计量。焦油常需加热至一定温度才能泵送或施工,因此交接时温度各异。使用D633-11表格可快速将不同温度下的体积统一到60°F,保证结算公平。常见应用包括:炼油厂出厂计量、罐车装载与交付、储罐库存盘点等。
工程实践中需注意:温度测量是影响修正准确度的关键。焦油罐内温度分布不均匀,建议至少测量上中下三点取平均值。温度计应定期按E1标准校准。体积测量应考虑罐体本身因温度引起的膨胀,但通常焦油膨胀远大于罐体膨胀,故标准未要求补偿。若材料非D490规格,其膨胀系数可能不同,直接使用表格会产生偏差,应通过实验确定系数。
表格在极端温度下(靠近250°F)仍保持可靠性,但应关注焦油在此温度下是否有成分挥发或老化,可能影响膨胀系数。对于超过250°F或低于0°F的情况,标准不建议外推。质量控制中建议定期核查温度计和设备,做好记录。