【文章內(nèi)容簡介】 了銅片定性實驗的溫度為 150℃，時間為 48h。 本論文研究內(nèi)容 本論文研究的內(nèi)容是采用間接測活性硫的方法，在確定艾氏卡法的實驗條件（艾氏卡試劑用量、燃燒溫度）和油樣與銅粉的反應時間基礎上，用艾氏卡法、庫侖法測定油樣與銅粉反應前后的全硫，用高頻紅外法測定反應后銅粉中的硫。 變壓器油 中活性 硫測試方法的研究 第 6 頁 共 28 頁 通過測定硫標準樣品中腐蝕性硫的線性回歸 r 值來衡量三種方法的精密性、可行性。 變壓器油 中活性 硫測試方法的研究 第 7 頁 共 28 頁 2 實驗部分 實驗準備工作 實驗儀器 表 21 實驗儀器 儀器、設備名稱 型號 /規(guī)格 生產(chǎn)廠家 電子分析天平 AUY120 島津制作所 電熱鼓風干燥箱 1013AB 天津市泰特儀器有限公司 真空干燥箱 DZ2BC 天津市泰特儀器有限公司 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 DF101Z 鄭州市長城科工貿(mào)有限公司 馬弗爐 XL1 北京市永光明醫(yī)療儀器廠 庫侖測硫儀 5ES3200 長沙開元儀器有限公司 高頻碳硫儀 5ECS400 長沙開元儀器有限公司 實驗試劑 表 22 實驗試劑 試劑名稱 規(guī)格 生產(chǎn)廠家 無水碳酸鈉 AR 江蘇強盛功能化學股份有限公司 氧化鎂 AR 天津市博迪化工股份有限公司 氯化鋇 AR 廣東臺山市化工廠 白油 AR 天津市大茂化學試劑廠 2正丁基硫醚 GR 北京中西科儀科技有限責任公司 丙酮 AR 衡陽市凱信化工試劑有限公司 銅粉 AR 天津市福晨化學試劑廠 三氧化鎢 GR 鄭州富華化工原料銷售有限公司 石英砂 GR 廣東清遠英德市桂業(yè)石英砂廠 純鐵、鎢粒 L 型、 C 型 醴陵市金利坩堝瓷廠 變壓器油 中活性 硫測試方法的研究 第 8 頁 共 28 頁 樣品準備 含 %硫的二正丁基硫醚（母液）的制備 用高純 2正丁基硫醚，分子式為 (C4H9)2S，硫含量為 %和硫含量小于%的專用白油，在一個具塞棕色細口玻璃瓶中，用萬分之一 天平準確秤取 的 2正丁基硫醚，用白油稀釋至 ，在室溫下充分混合。配制如下表 23： 表 23 母液的制備 理論稱取二正丁基硫醚 /g 實際稱取二正丁基硫醚 /g 母液理論總質(zhì)量/g 母液實際總質(zhì)量/g 母液中實際含硫量 /% . 硫標準樣品的制備 稱取 %母液，用白油稀釋配成質(zhì)量百分含量為 %、 %、 %、%、 %硫 標樣。硫標樣配制如下表 24： 表 24 硫標準樣品的制備 硫質(zhì)量含量（ %） 硫標樣的理論總質(zhì)量（ g） 硫標樣的實際總質(zhì)量（ g） 實際硫含量（ %） 樣品的配制（用于定 性實驗和銅粉反應時間確定實驗） %硫樣制備：稱取 （準確至 ）母液，用白油稀釋至 60g。 %硫樣制備：稱取 （準確至 ）母液，用白油稀釋至 180g。 油樣 +%樣品制備：準確稱取 母液，用油樣稀釋至 含腐蝕性硫樣的選擇 在 8 個棕色小瓶中分別裝入白油、 %硫樣、 %硫樣、油樣 35g 左右（每個樣做兩個，對比重復），將磨好的用丙酮清洗過的光亮的銅片折成 V性放入小瓶中，在 150℃的烘箱中放 置 48h。取出，用丙酮洗后放在一張白紙上，觀察銅片的腐蝕情況。 油樣與銅粉反應時間的確定 稱取 %硫樣（ 15+） %硫樣品于 250mL 圓底燒瓶中，加入 變壓器油 中活性 硫測試方法的研究 第 9 頁 共 28 頁 （ +） g 銅粉，于 210℃的油浴鍋中分別連續(xù)加熱 1h、 、 2h、 、 3h、4h、 5h，冷卻至室溫，過濾，收集濾液，用丙酮將固體殘渣吸附的油漬洗滌干凈，在 120℃的真空干燥箱中干燥至固體恒重。 與銅粉反應后樣品制備 分別稱取白油、 %硫標樣、 %硫標樣、 %硫標樣、 %硫標樣、 %硫標樣、油樣、油樣 +%樣品（ 15+） g 油樣于 250mL 圓底燒瓶中，加入（ +） g 銅粉，于 210℃帶磁力攪拌器的油浴鍋中分別連續(xù)加熱，冷卻至室溫，過濾，收集濾液，用丙酮將固體殘渣吸附的油漬洗滌干凈，在 120℃的真空干燥箱中干燥至固體恒重，收集固體。 艾氏卡法 原理 將油樣與艾士卡試劑混合灼燒，使油中硫全部生成硫酸鹽，然后在微酸條件下硫酸根離子與氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀，根據(jù)硫酸鋇的質(zhì)量計算油中全硫的含量。分別測 定油樣反應前后的總硫，它們的差值就是腐蝕性硫的含量。 實驗步驟 準確稱取 2g 艾氏卡試劑、 油樣于坩堝中，攪勻，再稱取 艾氏卡試劑鋪在上面，在 775℃的馬弗爐中燃燒 2～ ，冷卻，用熱水溶解轉移至100mL 燒杯中，過濾（中速定性濾紙）至收集濾液為 250～ 300mL。在濾液中加入 3～ 4 滴甲基橙，滴加（ 1+1）鹽酸至溶液呈微酸性，加熱至微沸，邊攪拌邊緩慢加入 10ml 10mg/L BaCl2，微沸至溶液剩下 150mL 左右時，停止加熱，冷卻過濾（定量濾紙），用熱水洗滌殘 留固體至加入 AgNO3不產(chǎn)生渾濁，將定量濾紙和殘留固體一起放入已灼燒至恒重的坩堝中，在 775℃下灼燒（ 20～ 40） min，稱量，恒重。 庫侖法 原理 庫侖滴定法的原理是油樣在催化劑三氧化鎢的作用下，于空氣流中燃燒分解，油中硫生成硫氧化物，其中二氧化硫被碘化鉀溶液吸收，以電解碘化鉀溶液所產(chǎn)生的碘進行滴定，油中全硫的含量通過過程中電解所消耗電量來計算。 測定油樣反應前后的總硫，它們的差值就是腐蝕性硫的含量。 變壓器油 中活性 硫測試方法的研究 第 10 頁 共 28 頁 實驗步驟 打開庫侖測硫儀控制系統(tǒng)，設置實驗溫度為（ 920177。10） ℃ 。待設備實驗溫度恒定在（ 920177。10） ℃ 一段時間后，依次 啟動供氣泵、抽氣泵和電磁攪拌器，在瓷舟中加入（ 120177。 ） mg 非測定用的油樣，在油樣上從下到上依次鋪上一薄層三氧化鎢和石英砂，將瓷舟放在送樣的石英托盤上，開啟送樣程序控制器，油樣自動送進爐內(nèi)，進行終點電位調(diào)整試驗，直到庫侖積分器顯示值不為 0 為止。如同非測定用油樣一樣對待測定油樣進行 3 次測定。 高頻紅外法 測定原理 高頻爐在數(shù)秒內(nèi)將溫度升至 1300℃～ 1400℃。試樣在高溫和氧氣流的作用下充分燃燒，樣品中各種形態(tài)的硫快速轉化 成二氧化硫，燃燒后的氣體依次送入干燥劑管、過濾器除水除塵，進入 SO2紅外分析氣室檢測硫；計算機連續(xù)讀取紅外池的輸出電壓，進行數(shù)據(jù)處理，得出 SO2的濃度硫含量。當檢測到濃度低于某一比較水平或分析時間到達最長時限時，便自動結束分析，輸出結果。測定與樣品反應后的固體中硫的含量，通過公式可以算出油中活性硫的量。 實驗步驟 （ 1） 合上總電源開關，打開顯示器、計算機電源，打開儀器電源開關（綠色），打開高頻爐開關。 （ 2） 雙擊打開電腦桌面上的“ CS400高頻紅外碳硫測量系統(tǒng)”，進入“工作測 試界面”。設置溫度：恒溫室溫度 45℃； 凈化爐溫度 600℃；轉化爐溫度 50℃。 （ 3） 打開氧氣，清掃爐頭。 （ 4） 做廢樣前需要吹掃一段時間的氧氣。 （ 5） 分析廢樣 23個，直到硫含量穩(wěn)定。 （ 6） 做 3個鋼鐵試樣，以測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 （ 7） 分析與碳硫含量略高于（或接近）待測樣品的標樣。 （ 8） 分析待測樣品（每種樣品測試 3次）。 變壓器油 中活性 硫測試方法的研究 第 11 頁 共 28 頁 3 結果討論與分析 含腐蝕性硫樣的選擇 在 8 個棕色小瓶中分別裝 入白油、 %硫樣、 %硫樣、油樣 35g 左右（每個樣做兩個，對比重復），觀察反應 48h 后銅片的腐蝕情況。如下圖 31 所示： 圖 31 48h 后銅片表面狀況 從圖 31 中可以得知： (1)白油中的銅片表面光亮，沒有被腐蝕，油中沒有腐蝕性或潛在腐蝕性 硫。 (2)%硫樣中銅片輕度腐蝕，樣品中存在腐蝕性或潛在腐蝕性硫。 (3)%硫樣中銅片中度腐蝕，樣品中存在腐蝕性或潛在腐蝕性硫， 而且 比 %硫樣中的多。 (4)油樣中銅片輕度腐蝕，但比 %硫樣的腐蝕嚴重，樣品中存在腐蝕 性或潛在腐蝕性硫，而且比 %硫樣中的多，比 %硫樣中的少。 (5)可以選取 %的樣品做銅粉反應時間的確定實驗。 油樣與銅粉反應時間的確定 庫侖法 測定測定反應前后樣中總硫含量，計算出其差值，即腐蝕性硫的含量。如表31 所示： 變壓器油 中活性 硫測試方法的研究 第 12 頁 共 28 頁 表 31 庫侖法確定銅粉與 %樣品反應時間 反應時間 /h 第一次 /% 第二次 /% 第三次 /% 硫平均值 /% 腐蝕性硫 /% 0 0 1 2 3 4 5 將表中數(shù)據(jù)作圖如圖 32： 1 .0 1 .5 2 .0 2 .5 3 .0 3 .5 4 .0 4 .5 5 .00 .01 20 .01 40 .01 60 .01 80 .02 00 .02 2樣品中腐蝕性硫的含量（%）反應時間/h 圖 32 銅粉反應的最佳時間確定 從圖 32 可看出，在溫度一定時，活性硫?qū)︺~粉的腐蝕情況隨反應時間的延長而增大，但反應 后，再延長時間樣品中活性硫含量沒有明顯變化。隨著反應時間的增加，銅粉被腐蝕 程度逐漸加深，考慮到樣品情況的不同，為保證最大限度的反應，反應時間選取 。 高頻紅外法 測定和記錄加入樣品量、銅粉量和反應后干燥至恒重的剩余固體量，測定反應后銅粉中硫含量，通過公式 %100211 ??? mmss ，計算油樣中腐蝕性硫的含量，其測定的結果如 32，表 33： 變壓器油 中活性 硫測試方法的研究 第 13 頁 共 28 頁 表 32 樣品與 %硫樣反應 反應時間 /h 加入樣品量 m2/g 加入銅粉量 /g 剩余固體量 m1/g 1 2 3 4 5 表 33 高頻紅外法確定油樣與 %硫樣反應時間 反應時間 /h 第一次 /% 第二次 /% 第三次 /% 硫平均值 s1/% 腐蝕性 硫 /% 0 0 1 2 3 4 5 油樣中腐蝕性硫含量的計算過程：（以反應 1h 為例） 剩余固體中總硫量 =（ %%） = 樣品中腐蝕性硫含量（ %） =247。 100%=% 以腐蝕性硫含量（ %）與反應時間作圖，如圖 33： 變壓器油 中活性 硫測試方法的研究 第 14 頁 共 28 頁 1 2 3 4 50 .01 00 .01 20