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ISO 17831-2:2016 固体生物燃料 压块机械耐久性测定技术标准详解
全面解析国际标准对生物质压块耐久性的测试方法及要求
一、标准概况与适用范围
ISO 17831-2:2016《固体生物燃料 压块机械耐久性测定》是由国际标准化组织（ISO）制定的国际标准，该标准规定了测定固体生物燃料压块（briquettes）机械耐久性的方法。机械耐久性是衡量压块在运输、装卸和储存过程中抵抗碎裂和产生细粉的能力的关键指标。该标准是ISO 17831系列的第二部分，第一部分ISO 17831-1:2015针对颗粒（pellets），第二部分则专门针对尺寸更大的压块产品。
本标准适用于各种生物质压块，包括但不限于木质压块、农业残余物压块、泥炭压块等。压块通常指直径大于25mm、经过压缩成型的生物质燃料。通过本标准的测试方法，可以客观评估压块产品的耐久性，从而保障燃料质量、降低运输损耗、提高燃烧效率。
技术提示： 压块与颗粒在尺寸和成型工艺上存在显著差异，因此ISO 17831-2与ISO 17831-1在设备规格和测试参数上有所区别。使用者应根据产品类型选择对应的标准部分。
该标准最新版本于2016年发布，截至2026年仍为现行有效版本，被多个国家采纳为国家标准，如加拿大的CSA ISO 17831-2-16，欧洲的EN ISO 17831-2等。
二、主要技术内容与要求
2.1 测试原理
将规定质量的压块样品放入一个旋转的测试箱中，以恒定转速旋转一定时间。样品在箱内受到反复的跌落、冲击和摩擦作用后，取出进行筛分，计算保留在筛上部分的质量百分比，即为耐久性指数（DU，Durability Index）。
2.2 测试设备
标准规定使用一个内部尺寸为300mm×300mm×300mm的旋转箱，材质为不锈钢，内壁平滑。箱体沿水平轴旋转，转速为50±2 r/min。旋转箱内通常安装一个或多个挡板（lifter）以增强样品的翻动效果。筛分设备应包括孔径为3.15mm的筛网（用于压块）或其组合，具体取决于压块尺寸。
2.3 样品准备
将压块样品在（25±5）°C和（55±5）%相对湿度条件下调节至恒重。调节后，称取约（500±10）g样品进行测试。样品应具有代表性，去除明显缺陷的压块。
2.4 测试步骤
- 将调节后的样品放入旋转箱中，密封箱门。
- 启动旋转箱，以50 r/min旋转5分钟（总旋转次数约250转）。
- 停止旋转，取出所有样品，记录质量m1。
- 使用3.15mm筛网筛分，将筛下细粉和筛上部分分别称重，记录筛上部分质量m2。
2.5 结果计算
耐久性指数 DU 按下式计算：
DU = (m2 / m1) × 100%
取两次平行测定的平均值，结果精确至0.1%。两次测定值之差不应超过2%（绝对差值），否则需重新测试。
2.6 技术参数表
| 参数 | 要求 |
|---|---|
| 旋转箱内尺寸 | 300 mm × 300 mm × 300 mm |
| 转速 | 50 ± 2 r/min |
| 旋转时间 | 5 min |
| 样品质量 | 500 ± 10 g |
| 筛孔直径 | 3.15 mm（标准筛） |
| 调节条件 | 温度 25±5°C，湿度 55±5% |
| 平行测定允许差 | ≤ 2% |
注意事项： 压块在调节过程中可能会吸湿或干燥，影响其机械强度。务必严格按照标准规定的环境条件进行样品调节，确保结果的可比性。
三、实施与应用要点
3.1 实验室要求
实施本标准需要配备专用旋转耐久性测试箱、恒温恒湿箱、标准筛和电子天平。旋转箱应符合设计规范，定期校验转速。实验室环境应保持清洁，避免粉尘积累。
3.2 质量控制与重复性
标准强调重复性条件，即同一实验室由同一操作员使用同一设备对同一批样品进行两次测试，允许差为2%。若超出范围，应检查样品均匀性、设备状态和操作过程。建议定期使用标准参考物质进行设备验证。
3.3 应用价值
通过ISO 17831-2测试，燃料生产商可以优化成型工艺参数（如压力、温度、原料含水率），提高产品耐久性。贸易双方可依据耐久性指标作为质量验收依据，减少因碎裂导致的投诉和损失。欧盟生物燃料可持续性标准中常引用该测试结果。
标准实施收益： 采用ISO 17831-2:2016有助于统一全球生物质压块耐久性测试方法，促进国际贸易，提升消费者对生物质燃料质量的信心。
安全警示： 生物质粉尘在特定浓度下具有爆炸风险。在样品制备、测试和筛分过程中，应采取防爆措施，如使用防爆设备、保持通风、避免明火。操作人员应佩戴防尘口罩。
四、与其他标准的关系
ISO 17831-2:2016是ISO/TC 238（固体生物燃料技术委员会）制定的系列标准之一。它与以下标准密切相关：
- ISO 17831-1:2015：颗粒机械耐久性测定，方法与压块类似但设备旋转箱尺寸和挡板设计不同。
- ISO 18125:2017：固体生物燃料热值的测定，耐久性数据常用于热值修正。
- ISO 17225-1:2021：固体生物燃料燃料规范和等级，其中对压块的耐久性指标有分级要求。
- ISO 18134-1:2015：水分含量的测定，水分对耐久性影响显著。
该标准已被欧洲标准化委员会采纳为EN ISO 17831-2，并被许多国家直接引用或转化为国家标准。在加拿大，CSA集团将其发布为CSA ISO 17831-2-16，等同于ISO 17831-2:2016。
常见问题与解答
问： ISO 17831-2:2016与ISO 17831-1:2015的主要区别是什么？
答： 两部分分别针对压块（briquettes）和颗粒（pellets）。由于压块尺寸远大于颗粒，其旋转箱尺寸、挡板设计、样品量、旋转时间和筛孔直径均有所不同。例如，压块测试使用300mm立方体旋转箱，旋转5分钟；而颗粒测试使用较小尺寸的旋转箱（如100mm×100mm×100mm），旋转时间也不同。
答： 两部分分别针对压块（briquettes）和颗粒（pellets）。由于压块尺寸远大于颗粒，其旋转箱尺寸、挡板设计、样品量、旋转时间和筛孔直径均有所不同。例如，压块测试使用300mm立方体旋转箱，旋转5分钟；而颗粒测试使用较小尺寸的旋转箱（如100mm×100mm×100mm），旋转时间也不同。
问： 如何判断压块耐久性是否合格？
答： ISO 17831-2仅规定测试方法，未规定最低合格值。具体的耐久性要求通常在产品标准或商业合同中约定，例如ISO 17225-1对压块等级A1/A2/B等规定了不同的耐久性下限（如≥97%）。建议根据实际使用场景确定可接受的耐久性阈值。
答： ISO 17831-2仅规定测试方法，未规定最低合格值。具体的耐久性要求通常在产品标准或商业合同中约定，例如ISO 17225-1对压块等级A1/A2/B等规定了不同的耐久性下限（如≥97%）。建议根据实际使用场景确定可接受的耐久性阈值。
问： 测试前样品为什么要进行水分调节？
答： 压块的机械耐久性显著受水分含量影响。通过将样品调节至一致的环境温度（25±5°C）和相对湿度（55±5%），使样品达到平衡水分，消除因初始水分差异带来的测试结果波动，确保测试的再现性。
答： 压块的机械耐久性显著受水分含量影响。通过将样品调节至一致的环境温度（25±5°C）和相对湿度（55±5%），使样品达到平衡水分，消除因初始水分差异带来的测试结果波动，确保测试的再现性。
问： 该标准是否有更新计划？
答： 截至2026年，ISO 17831-2:2016仍为最新版本。ISO技术委员会会定期复审标准，可能会有修订。建议关注ISO网站或国家标准化机构的最新动态。
答： 截至2026年，ISO 17831-2:2016仍为最新版本。ISO技术委员会会定期复审标准，可能会有修订。建议关注ISO网站或国家标准化机构的最新动态。
