Характерные температуры — это ключевые температурные показатели, которые описывают физические свойства и фазовые переходы (изменения агрегатного состояния) нефтяных фракций и готовых нефтепродуктов. Эти параметры напрямую связаны с эксплуатационными характеристиками топлив, масел, парафинов, битумов и других материалов, поэтому они строго регламентируются соответствующими стандартами и техническими условиями.
Температура вспышки
Температура вспышки — это наименьшая температура, при которой пары нефтепродукта, смешиваясь с воздухом над его поверхностью, образуют горючую смесь. Эта смесь кратковременно вспыхивает от внешнего источника (пламени или искры), но не поддерживает горение из-за недостаточной концентрации горючего вещества. Данный показатель является основным для оценки пожароопасности. На его основе классифицируют объекты нефтепереработки по категориям пожарной опасности. Существует прямая зависимость: чем легче фракция (ниже её температура кипения), тем ниже температура вспышки. Например, для бензиновых фракций она составляет около -40 °C, для керосиновых и дизельных — 35–60 °C, а для мазутов — 130–250 °C.
В зависимости от методики измерения различают температуру вспышки в открытом и закрытом тигле. В закрытом тигле (ГОСТ 1421-79) пары накапливаются эффективнее, поэтому значение получается ниже, чем в открытом (ГОСТ 26378-84). Вещества с температурой вспышки в закрытом тигле ниже 61 °C официально относятся к легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ).
Температура вспышки соответствует минимальной концентрации паров в воздухе, при которой смесь становится способной к воспламенению. Для каждого вещества существуют пределы взрываемости (воспламеняемости) — нижний (НПВ) и верхний (ВПВ). НПВ — это минимальная концентрация, при которой смесь ещё может воспламениться, а ВПВ — максимальная, выше которой горение невозможно из-за недостатка кислорода. Значения этих пределов для различных веществ приводятся в специальных таблицах.
Температура воспламенения
Температура воспламенения — это минимальная температура, при которой образовавшаяся над поверхностью продукта смесь паров с воздухом при поднесении пламени не только вспыхивает, но и продолжает устойчиво гореть. Этот показатель определяется в открытом тигле и, как правило, на десятки градусов превышает температуру вспышки в аналогичных условиях.
Температура самовоспламенения
Температура самовоспламенения — это температура, при которой нефтепродукт воспламеняется при контакте с воздухом без какого-либо внешнего источника зажигания. Именно на этом принципе основана работа дизельных двигателей, в отличие от бензиновых, где смесь поджигается искрой. Температура самовоспламенения значительно (на сотни градусов) выше температур вспышки и воспламенения. Она определяется по ГОСТ 13920-68 и зависит не от испаряемости, а от химического состава фракции: чем выше молекулярная масса, тем ниже температура самовоспламенения. Типичные значения: для бензинов — 300–480 °C, для керосинов — 220–380 °C, для дизельных топлив — 240–380 °C, для мазутов — 280–420 °C.
Низкотемпературные характеристики
Температура помутнения — это максимальная температура, при которой топливо (авиабензины, реактивные и дизельные топлива) начинает терять прозрачность из-за образования микрокристаллов парафина или мельчайших капель воды. Определяется по ГОСТ 5066-91 визуальным сравнением с эталоном. Например, для дизельных топлив этот показатель находится в диапазоне от 0 до -35 °C и характеризует предельную температуру фильтрации.
Температура начала кристаллизации — показатель для авиабензинов и реактивных топлив, означающий начало выпадения кристаллов нафтеновых и ароматических углеводородов при очень низких температурах (ниже -50 °C). Метод определения также регламентирован ГОСТ 5066-91.
Температура застывания — температура, при которой нефтепродукт полностью теряет текучесть из-за образования пространственной кристаллической структуры парафинов или перехода в стеклообразное состояние. По ГОСТ 20287-91 её фиксируют в момент, когда охлаждённый в стандартной пробирке образец не перемещается при её наклоне под углом 45°.
Характеристики твёрдых и полутвёрдых нефтепродуктов
Температура плавления характеризует фазовый переход твёрдых кристаллических продуктов (парафинов, церезинов, восков) в жидкое состояние (ГОСТ 4255-75). Например, температура плавления высокоочищенных парафинов составляет 50–62 °C, а церезинов — 65–85 °C.
Температура размягчения — важный параметр для твёрдых коллоидных продуктов, таких как гудроны и битумы. Определяется методом «кольцо-шар» (ГОСТ 11506-73) и характеризует твёрдость материала. Например, для строительных битумов БН 50/50 она не ниже 50 °C, а для дорожных битумов БНД 40/60 — не ниже 51 °C.
Температура каплепадения — наименьшая температура, при которой первая капля консистентного продукта (смазки, битума, вазелина) падает из отверстия стандартного прибора. Этот показатель характеризует пластичность и термостойкость смазочных материалов. Например, для смазки Солидол Ж она должна быть не ниже 78 °C, а для Литол-24 — не ниже 185 °C.
Температура хрупкости (ГОСТ 11507—78) определяет низкотемпературные свойства битумов, а именно их склонность к растрескиванию и разрушению на холоде. Она характеризует морозостойкость: для дорожного битума марки БНД 40/60 этот показатель должен быть не выше -10 °C, а для БНД 200/300 — не выше -20 °C.