美國航空燃油系統(tǒng)防冰劑相關(guān)軍用民用標(biāo)準(zhǔn)簡介
在航空燃油系統(tǒng)防冰劑(FSII)的生產(chǎn)、檢測和使用需要遵循一系列標(biāo)準(zhǔn),以確保其質(zhì)量、安全性和有效性。由于FSII在軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,美國軍用標(biāo)準(zhǔn)和ASTM等機(jī)構(gòu)制定的民用標(biāo)準(zhǔn)被廣泛采用,英國、北約等國家和組織制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)(見附表)。其中,美國軍方及民用航空機(jī)構(gòu)、企業(yè)主要參考ASTM D4171、MIL-DTL-27686、MIL-DTL-85470等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。下面分別介紹這些標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍和主要內(nèi)容:
01 ASTM D4171-22《燃油系統(tǒng)防冰劑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》
該標(biāo)準(zhǔn)主要用于Type II(異丙醇)和Type III(二甘醇單甲醚)這兩種航空燃油系統(tǒng)防冰劑;詳細(xì)定義了兩種防冰劑的各項(xiàng)理化性能指標(biāo),如閃點(diǎn)、水含量、乙二醇含量等;要求防冰劑必須均勻、清澈、明亮,且無懸浮物和異物,并允許添加特定抗氧化劑。標(biāo)準(zhǔn)還給出了詳細(xì)的測試方法及引用的ASTM等標(biāo)準(zhǔn)。
02 MIL-DTL-27686G《燃油系統(tǒng)防冰劑詳細(xì)規(guī)范》
該標(biāo)準(zhǔn)主要用于乙二醇單甲醚(EGME)航空燃油系統(tǒng)防冰劑。特別強(qiáng)調(diào)該防冰劑僅為軍用,是軍用武器系統(tǒng)的專用產(chǎn)品。標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)定義了防冰劑的各項(xiàng)理化性能指標(biāo),如餾程、比重、折射率、水含量等,允許添加特定抗氧化劑。標(biāo)準(zhǔn)提供了詳細(xì)的測試方法及所引用的文件和標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)還強(qiáng)調(diào)了乙二醇單甲醚具有毒性和可燃性,并列出了相應(yīng)的安全注意事項(xiàng)。
03 MIL-DTL-85470B《燃油系統(tǒng)防冰劑詳細(xì)規(guī)范,高閃點(diǎn)》
該標(biāo)準(zhǔn)主要用于二甘醇單甲醚(DiEGME)航空燃油系統(tǒng)防冰劑。標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)定義了防冰劑的各項(xiàng)理化性能指標(biāo),如閃點(diǎn)、水含量、乙二醇含量等,允許添加特定抗氧化劑,并要求防冰劑必須均勻、清澈、明亮,且無懸浮物和異物。標(biāo)準(zhǔn)提供了詳細(xì)的測試方法及所引用的文件和標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)特別強(qiáng)調(diào),該防冰劑僅用于航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃油。
04 ASTM D910-21《航空汽油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》
該標(biāo)準(zhǔn)定義了三種等級含鉛航空汽油(100、100LL和100VLL)的各項(xiàng)性能指標(biāo),包括燃燒性能、組分、揮發(fā)性、腐蝕性、污染物等,并給出具體的指標(biāo)限值及允許添加的添加劑類型和最大濃度。該標(biāo)準(zhǔn)允許使用異丙醇(IPA)作為航空汽油的燃油系統(tǒng)防冰劑,且所使用的異丙醇必須符合ASTM D4171中Type II燃油系統(tǒng)防冰劑的要求,具體使用濃度則要求遵循飛機(jī)制造商的建議。其附錄指出,使用異丙醇作為防冰劑可能會(huì)導(dǎo)致汽油抗爆性能下降。
05 ASTM D1655-19a《航空渦輪燃料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》
該標(biāo)準(zhǔn)主要用于航空渦輪燃料(Jet A和Jet A-1),允許使用二甘醇單甲醚(DiEGME)作為燃油系統(tǒng)防冰劑。其附表2中列出了DiEGME的使用劑量范圍:按體積計(jì),最小值為0.07%,最大值為0.15%。另外,該標(biāo)準(zhǔn)指出,如需稀釋添加劑,則必須使用符合D1655標(biāo)準(zhǔn)的精煉烴類物質(zhì)或試劑級的烴類物質(zhì)。
06 ASTM D5006-11《測量航空燃料中醚類防冰劑的標(biāo)準(zhǔn)測試方法》
該標(biāo)準(zhǔn)是一項(xiàng)測試方法,主要用于測量航空燃料中二甘醇單甲醚(DiEGME)的濃度。既不涉及對FSII類型選擇的規(guī)定,也未規(guī)定FSII的使用劑量。標(biāo)準(zhǔn)提供了測定DiEGME濃度的詳細(xì)步驟,包括水萃取和使用折射儀測量,以及儀器校準(zhǔn)、試劑和樣品處理等信息。
07 MIL-DTL-5624W《航空渦輪燃料詳細(xì)規(guī)范,JP-4 和 JP-5》
該標(biāo)準(zhǔn)指出,可以使用符合MIL-DTL-85470標(biāo)準(zhǔn)的燃油系統(tǒng)防冰劑(DiEGME)。該標(biāo)準(zhǔn)中并未直接給出劑量要求,而是對添加的時(shí)間和方法作出了要求,即添加應(yīng)在煉油過程結(jié)束后,燃料接觸大氣之前。此外,該標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定添加劑必須經(jīng)過授權(quán)機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn),并指明添加劑的加入位置須在采購文件中指定。
08 MIL-DTL-83133J《航空煤油型渦輪燃料詳細(xì)規(guī)范,JP-8, NATO F-35 和 JP-8+100》
該標(biāo)準(zhǔn)指出,對于JP-8(NATO F-34)燃料,必須使用符合MIL-DTL-85470標(biāo)準(zhǔn)的燃油系統(tǒng)防冰劑;對于NATO F-35燃料,除非采購方特別要求,否則不強(qiáng)制使用防冰劑;對于JP-8+100(NATO F-37),不強(qiáng)制添加防冰劑。該標(biāo)準(zhǔn)沒有直接規(guī)定劑量,而是要求符合MIL-DTL-85470標(biāo)準(zhǔn)。此外,標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了JP-8燃油中的添加劑的添加順序及添加時(shí)間,并指明防冰劑添加的地點(diǎn)由采購方和供應(yīng)商協(xié)商決定。
小貼士:美軍對航空燃油系統(tǒng)防冰劑的分類
? Type I(EGME):指乙二醇單甲醚,早期使用的防冰劑,現(xiàn)已被認(rèn)為不如其他替代品,曾經(jīng)被列在ASTM D4171中,但隨后被刪除。
? Type II(IPA):指異丙醇,曾被用于航空汽油的防冰劑。
? Type III(DiEGME):指二甘醇單甲醚,目前常用的航空渦輪燃料防冰劑,在大多數(shù)新版標(biāo)準(zhǔn)中被列為主要規(guī)范對象。
附表:FSII行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)清單
分類 | 標(biāo)準(zhǔn)牌號 | 標(biāo)準(zhǔn)英文名 | 北約代碼 |
ASTM | ASTM D4171-22 | Standard Specification for Fuel System Icing Inhibitors | - |
ASTM | ASTM D910 | Standard Specification for Aviation Gasolines | - |
ASTM | ASTM-D1655-19a | Standard Specification for Aviation Turbine Fuels | - |
ASTM | ASTM-D5006-11?(2021) | Standard Test Method for Measurement of Fuel System Icing Inhibitors?(Ether Type) in Aviation Fuels | - |
美國軍標(biāo) | MIL-DTL-85470B | Inhibitor, Icing, Fuel System, High Flash | S-1745 |
美國軍標(biāo) | MIL-DTL-27686G | Detail Specification Inhibitor, Icing, Fuel System | S-748 |
美國軍標(biāo) | MIL-DTL-83133J | Detail Specification Turbine Fuel, Aviation, Kerosene Type, JP-8?(NATO F-34), NATO F-35, and JP-8+100?(NATO F-37) | F-34、F-35、F-37 |
美國軍標(biāo) | MIL-DTL-5624W | Detail Specification Turbine Fuel, Aviation, Grades JP-4 and JP-5 | F-40、F-44 |
英國軍標(biāo) | DEF STAN 68-252 | Fuel System Icing Inhibitor | S-1745 |
英國軍標(biāo) | DEF STAN 91-86 | Turbine Fuel, Aviation Kerosine Type:?High Flash Type, Containing Fuel System Icing Inhibitor | F-44 |
英國軍標(biāo) | DEF STAN 91-87 | Turbine Fuel, Aviation Kerosine Type, Containing Fuel System Icing Inhibitor | F-34 |
英國軍標(biāo) | DEF STAN 91-88 | Turbine Fuel, Aviation:?Wide Cut Type, Containing Fuel System Icing Inhibitor | F-40 |
英國軍標(biāo) | DEF STAN 91-91 | Turbine Fuel, Kerosene Type, Jet A-1; | F-35 |
擴(kuò)展閱讀
什么是航空燃油系統(tǒng)防冰劑?
航空燃油系統(tǒng)防冰劑(又稱結(jié)冰抑制劑,F(xiàn)uel System Icing Inhibitor, FSII)是一種專門設(shè)計(jì)用于防止航空燃料在高海拔和/或低溫條件下形成冰晶的添加劑。盡管在燃油生產(chǎn)、處理和使用過程中已經(jīng)盡可能地去除了水分,但由于各種原因,燃料中仍可能存在少量的游離水。在低溫條件下,這些水分會(huì)結(jié)晶并可能導(dǎo)致燃油過濾器、燃油泵濾網(wǎng)、燃油管路以及其他燃油系統(tǒng)部件的堵塞,進(jìn)而造成動(dòng)力損失、發(fā)動(dòng)機(jī)回火甚至熄火等問題。FSII的特性在于其微弱地溶解于燃料,但更容易溶解于水,因此當(dāng)燃料中的少量游離水吸收FSII后,冰點(diǎn)會(huì)被顯著降低,從而阻止冰晶的形成,確保燃料在寒冷環(huán)境中的可靠性和安全性。
從化學(xué)角度講,早期的FSII多使用乙二醇單甲醚(EGME),即2-甲氧基乙醇,分子式為C3H8O2;自1994年起,也開始使用閃點(diǎn)更高、危害性更低的二乙二醇單甲醚(DiEGME),即2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇(DiEGME),分子式為C6H14O3,后者的目前應(yīng)用更為廣泛。EGME被美國環(huán)保署(EPA)認(rèn)證為農(nóng)藥,DiEGME沒有官方的農(nóng)藥認(rèn)證。DiEGME是一種強(qiáng)溶劑,其高濃度可能損壞油箱和過濾器;因此,建議避免長期存儲(chǔ)FSII-燃料混合物。
FSII可用于民用和軍用航空領(lǐng)域。不過,大多數(shù)大型商用飛機(jī)和新型通用航空公務(wù)機(jī)中,已添加了燃油加熱組件,例如燃油電加熱器、燃油系統(tǒng)/潤滑油系統(tǒng)熱交換器或燃油系統(tǒng)/液壓系統(tǒng)熱交換器,以更大限度地減少冰晶形成。然而,許多老舊商用和公務(wù)飛機(jī)、小型通用航空飛機(jī)以及軍用飛機(jī),由于成本和/或重量限制,通常未裝備這類提高燃油溫度的組件,因此FSII成為這些飛機(jī)燃油規(guī)范中的必要添加劑。對于商業(yè)級別的燃料,是否添加FSII則由航空公司自行決定。
全球范圍內(nèi)主要的燃料系統(tǒng)防冰劑(FSII)生產(chǎn)商有:美國Innospec、Prist?、D Ice?、Afton ChemicalCorporation、Chevron Oronite及Eastman Chemical Company;德國的巴斯夫集團(tuán)(BASF),印度的Advance Petrochemicals,以及比利時(shí)的Aero-Sense。其中,Prist?和D Ice?是市場上知名的品牌,以其防止低溫條件下冰晶形成的功效而著稱。檢測設(shè)備生產(chǎn)商:Gammon Tech Product等,知名產(chǎn)品為Anti-Ice HB-P-C B/2,用于檢測燃料中防冰劑的濃度。加注設(shè)備制造商:Quanah Corp、PRIST等,知名產(chǎn)品為PRB-101型比例混合器。