رنگ سنج و نقش آن در کنترل کیفیت فرآورده های نفتی

رنگ سنج یکی از تجهیزات مهم در آزمایشگاه های کنترل کیفیت صنایع نفت، گاز و پتروشیمی است که برای ارزیابی رنگ نمونه های مایع و بررسی انطباق آن ها با مشخصات فنی تعیین شده به کار می رود. رنگ فرآورده های نفتی می تواند تحت تأثیر نوع ماده اولیه، فرایند پالایش، شرایط تولید، آلودگی، اکسیداسیون و نحوه نگهداری تغییر کند. به همین دلیل، اندازه گیری و ثبت رنگ در کنار سایر آزمون های فیزیکی و شیمیایی، اطلاعات ارزشمندی درباره وضعیت محصول در اختیار کارشناسان قرار می دهد.

در آزمایشگاه های صنعتی، رنگ به تنهایی معیار قطعی برای تعیین کیفیت یا خلوص یک ماده نیست؛ بااین حال، تغییر غیرمنتظره آن می تواند نشانه ای برای بررسی بیشتر نمونه باشد. برای مثال، تفاوت رنگ دو بچ از یک روغن پایه یا روانکار ممکن است ضرورت بررسی مواد اولیه، شرایط فرایند یا احتمال آلودگی را مطرح کند.

رنگ سنج KOEHLER برای کاربردهای مرتبط با ارزیابی رنگ فرآورده های نفتی طراحی شده است. این برند مدل های مقایسه ای و خودکار ارائه می دهد که از نظر روش اندازه گیری، مقیاس رنگ و قابلیت های ثبت نتایج با یکدیگر تفاوت دارند. انتخاب مدل مناسب باید بر اساس نوع نمونه، استاندارد موردنیاز و روش آزمون تعریف شده در آزمایشگاه انجام شود.

مدل های رنگ سنج KOEHLER و تفاوت آن ها

تمام رنگ سنج ها از یک روش واحد برای اندازه گیری رنگ استفاده نمی کنند. بعضی مدل ها رنگ نمونه را با استانداردهای شیشه ای مقایسه می کنند، درحالی که مدل های خودکار با استفاده از سامانه نوری و پردازش اندازه گیری، نتیجه عددی ارائه می دهند.

رنگ سنج مقایسه ای نفتی؛ Petroleum Colorimeter

رنگ سنج مقایسه ای نفتی KOEHLER برای تعیین رنگ فرآورده هایی طراحی شده است که در محدوده کاربرد استاندارد ASTM D1500  قرار می گیرند. این روش برای نمونه هایی مانند روغن های روانکار، روغن های معدنی، روغن های گرمایشی، سوخت دیزل و برخی موم های نفتی کاربرد دارد.

در این مدل، رنگ نمونه با استانداردهای رنگی شیشه ای مقایسه می شود. دستگاه دارای سامانه مقایسه سه میدانی است؛ به این معنا که کاربر می تواند نمونه و دو استاندارد رنگی متوالی را به طور هم زمان مشاهده کند. این طراحی به تشخیص نزدیک ترین تطابق رنگی کمک می کند و امکان بررسی نمونه در محدوده بین دو استاندارد را فراهم می سازد.

منبع نور هالوژن تنگستن با تصحیح رنگ برای انطباق با روشن ساز استاندارد C در سامانه  CIE، شرایط روشنایی کنترل شده ای ایجاد می کند. در نتیجه، وابستگی ارزیابی به نور محیط کاهش می یابد و مقایسه رنگی در شرایط مناسب تری انجام می شود.

این مدل برای آزمایشگاه هایی مناسب است که روش آزمون آن ها بر مقایسه بصری رنگ با استانداردهای مشخص استوار است. رنگ سنج مقایسه ای را نباید با مدل های خودکار دارای خروجی طیفی یا نمایش دیجیتال یکسان دانست؛ زیرا شیوه قرائت و قابلیت های ثبت نتیجه در این دو گروه متفاوت است.

رنگ سنج خودکار ASTM و  Saybolt

در برخی کاربردها، مقایسه بصری کافی نیست و آزمایشگاه به اندازه گیری عینی، ثبت عددی و تکرارپذیری بیشتر نیاز دارد. رنگ سنج های خودکار KOEHLER برای این نوع کاربردها طراحی شده اند و بسته به مدل، می توانند رنگ نمونه های نفتی را بر اساس مقیاس های ASTM و Saybolt ارزیابی کنند.

مدل Automatic Saybolt and ASTM Colorimeter با شماره مدل K13150 برای تحلیل رنگ سوخت های نفتی، روغن ها، موم ها و برخی فرآورده های پتروشیمی به کار می رود. این مدل با اندازه گیری نوری و استفاده از محدوده طیفی اعلام شده برای دستگاه، امکان ارزیابی رنگ را به شیوه ای عینی فراهم می کند. در اطلاعات فنی منتشرشده برای این مدل، محدوده طیفی حدود 420 تا 710 نانومتر ذکر شده است.

استاندارد ASTM D1500 برای تعیین رنگ ASTM در فرآورده های نفتی کاربرد دارد؛ در مقابل، ASTM D156 به تعیین رنگ Saybolt در فرآورده هایی مانند بنزین بدون رنگ، سوخت های هوانوردی، نفت سفید و برخی روغن های تصفیه شده مربوط است. انتخاب مقیاس صحیح اهمیت زیادی دارد، زیرا نتیجه یک مقیاس را نمی توان بدون توجه به روش آزمون و دامنه کاربرد، مستقیماً جایگزین نتیجه مقیاس دیگر کرد.

رنگ سنج چندمقیاسی  AC100

مدل AC100 با شماره مدل K13270 برای آزمایشگاه هایی طراحی شده است که به اندازه گیری رنگ مایعات در چند مقیاس مختلف نیاز دارند. این مدل از مقیاس هایی مانند  ASTM Color، Saybolt، Gardner، Hazen یا APHA و رنگ ید پشتیبانی می کند؛ دامنه دقیق کاربرد باید مطابق مشخصات مدل و روش آزمون موردنظر بررسی شود.

بر اساس اطلاعات سازنده، AC100 از فناوری پرتو مرجع برای اندازه گیری رنگ استفاده می کند و دارای نمایشگر لمسی رنگی، قابلیت ذخیره سازی تا 400 قرائت و امکان اتصال از طریق درگاه های USB و Ethernet است. محدوده طول موج اعلام شده برای این مدل 380 تا 720 نانومتر است.

چنین تجهیزی می تواند برای آزمایشگاه هایی مفید باشد که علاوه بر فرآورده های نفتی، با انواع مایعات شیمیایی، رزین ها، روغن ها و چربی ها سروکار دارند و ترجیح می دهند چند مقیاس رنگی را با یک دستگاه پوشش دهند.

بااین حال، وجود چند مقیاس در یک دستگاه به معنای یکسان بودن روش های آزمون نیست. پیش از انتخاب رنگ سنج باید مشخص شود کدام مقیاس و استاندارد برای محصول نهایی یا کنترل فرایند الزامی است.

استانداردهای مهم در اندازه گیری رنگ

استاندارد آزمون یکی از مهم ترین معیارها برای انتخاب رنگ سنج است. استفاده از دستگاهی که با روش موردنیاز آزمایشگاه مطابقت ندارد، ممکن است نتایجی ایجاد کند که برای مقایسه با حدود پذیرش محصول یا گزارش رسمی آزمون مناسب نباشند.

استاندارد  ASTM D1500

ASTM D1500 روش تعیین رنگ ASTM فرآورده های نفتی را مشخص می کند. این روش برای ارزیابی رنگ محصولاتی مانند روغن های معدنی، روغن های روانکار، روغن های گرمایشی، سوخت دیزل و برخی موم های نفتی کاربرد دارد.

در رنگ سنج مقایسه ای، نمونه با استانداردهای شیشه ای رنگ مقایسه می شود و نتیجه بر اساس مقیاس مربوط به این روش تعیین می گردد. این استاندارد برای کنترل یکنواختی محصول و مقایسه نمونه های تولیدشده در شرایط مختلف اهمیت دارد.

استاندارد  ASTM D156

ASTM D156  به تعیین رنگ Saybolt برخی فرآورده های نفتی تصفیه شده و نسبتاً روشن مربوط است. از جمله نمونه های مرتبط با این روش می توان به بنزین بدون رنگ، سوخت های هوانوردی، نفتا و نفت سفید اشاره کرد.

این روش با ASTM D1500 تفاوت دارد؛ بنابراین، هنگام انتخاب رنگ سنج باید به نوع نمونه و مقیاس رنگی موردنیاز توجه کرد. برخی مدل های خودکار KOEHLER امکان ارزیابی بر اساس هر دو مقیاس را فراهم می کنند، اما قابلیت های دقیق هر مدل باید جداگانه بررسی شود.

سایر استانداردهای مرتبط

بر اساس مدل انتخابی، رنگ سنج های KOEHLER می توانند با استانداردهای دیگری نیز مرتبط باشند؛ از جمله ASTM D6045  برای تعیین خودکار رنگ ASTM و روش هایی مانند ASTM D1209 برای رنگ Hazen یا پلاتین–کبالت و ASTM D1544  برای رنگ  Gardner .

پوشش این استانداردها در همه مدل ها یکسان نیست. برای مثال، مدل مقایسه ای Petroleum Colorimeter عمدتاً برای ASTM D1500 طراحی شده، درحالی که مدل های چندمقیاسی یا خودکار قابلیت های متفاوتی دارند. بنابراین، تطبیق استاندارد موردنیاز با مشخصات فنی مدل، پیش از خرید ضروری است.

کاربردهای رنگ سنج در صنایع نفت و پتروشیمی

کنترل کیفیت روغن های روانکار و روغن پایه

رنگ سنج برای مقایسه رنگ روغن های روانکار و روغن های پایه در مراحل مختلف تولید یا دریافت مواد اولیه استفاده می شود. اختلاف رنگ میان نمونه ها می تواند به عنوان یک شاخص کنترلی برای بررسی بیشتر مطرح شود؛ البته تعیین علت تغییر رنگ به آزمایش های تکمیلی و بررسی شرایط فرایند نیاز دارد.

ارزیابی سوخت های نفتی

در پالایشگاه ها و آزمایشگاه های سوخت، رنگ نمونه می تواند یکی از پارامترهای کنترل کیفیت باشد. انتخاب روش سنجش باید با نوع سوخت و استاندارد موردنیاز هماهنگ باشد. برای نمونه، مقیاس Saybolt برای برخی فرآورده های روشن کاربرد دارد، درحالی که ASTM D1500 برای گروه دیگری از فرآورده های نفتی استفاده می شود.

بررسی رنگ موم ها و فرآورده های هیدروکربنی

برخی موم های نفتی و مواد هیدروکربنی در کنترل کیفیت به ارزیابی رنگ نیاز دارند. در این کاربردها، انتخاب سلول نمونه و شرایط آماده سازی اهمیت دارد؛ به خصوص اگر نمونه در دمای محیط جامد شود یا برای اندازه گیری به گرم کردن کنترل شده نیاز داشته باشد. قابلیت گرم کردن نمونه باید در مشخصات مدل انتخابی بررسی شود.

پایش یکنواختی بچ های تولید

مقایسه نتایج رنگ در بچ های مختلف به آزمایشگاه کمک می کند تغییرات محصول را مستند کند و در صورت مشاهده اختلاف غیرعادی، بررسی های لازم را انجام دهد. در مدل های خودکار دارای حافظه، ذخیره نتایج می تواند روند تغییرات را برای بررسی های بعدی قابل دسترسی تر کند.

استفاده در تحقیق و توسعه

در واحدهای تحقیق و توسعه، رنگ سنج می تواند برای مقایسه نمونه های آزمایشی، بررسی اثر تغییر فرمولاسیون و پایش تغییرات ناشی از شرایط تولید به کار رود. در این شرایط، انتخاب مقیاس مناسب و یکسان نگه داشتن شرایط آزمون برای مقایسه معتبر نتایج اهمیت دارد.

اصول کار با رنگ سنج

روش کار به نوع دستگاه وابسته است؛ بااین حال، رعایت چند اصل عمومی به افزایش قابلیت اعتماد نتایج کمک می کند.

آماده سازی نمونه

نمونه باید مطابق دستورالعمل استاندارد انتخاب شده آماده شود. وجود ذرات معلق، آلودگی ظرف، حباب هوا یا تغییر شرایط نمونه می تواند بر نتیجه اثر بگذارد. برای نمونه هایی که به گرم کردن نیاز دارند، دما و زمان آماده سازی باید طبق روش آزمون کنترل شود.

انتخاب روش و مقیاس رنگ

پیش از اندازه گیری باید مشخص شود که نتیجه بر اساس ASTM Color، Saybolt یا مقیاس دیگری گزارش خواهد شد. استفاده از مقیاس نامناسب ممکن است مقایسه نتیجه با مشخصات فنی محصول را بی اعتبار کند.

بررسی وضعیت دستگاه

در مدل های مقایسه ای، تمیزی استانداردهای شیشه ای، سلامت منبع نور و نبود نور مزاحم اهمیت دارد. در مدل های خودکار نیز باید وضعیت کالیبراسیون، عملکرد سامانه نوری و شرایط کار دستگاه مطابق دستورالعمل سازنده بررسی شود.

ثبت و تفسیر نتایج

نتیجه رنگ باید همراه با اطلاعات لازم مانند شناسه نمونه، روش آزمون، تاریخ اندازه گیری و شرایط مرتبط ثبت شود. اگر تغییر رنگ مشاهده شد، بهتر است آن را در کنار سایر آزمون های کنترل کیفیت تفسیر کرد و از نتیجه گیری درباره علت تغییر رنگ صرفاً بر اساس ظاهر نمونه خودداری کرد.

مقایسه مدل های رنگ سنج KOEHLER

توجه: این جدول مقایسه ای کلی بر اساس اطلاعات منتشرشده برای مدل های یادشده است. پیش از سفارش باید شماره مدل، نسخه دستگاه، استانداردهای پشتیبانی شده و لوازم همراه با سازنده تطبیق داده شود.

راهنمای انتخاب رنگ سنج مناسب

برای انتخاب رنگ سنج KOEHLER، صرفاً مقایسه قیمت یا انتخاب مدل پیشرفته تر کافی نیست. ابتدا باید نیاز واقعی آزمایشگاه و الزامات روش آزمون مشخص شود.

• نوع نمونه: مشخص کنید نمونه از گروه روغن های روانکار، سوخت های روشن، موم های نفتی یا مایعات شیمیایی دیگر است.
• استاندارد موردنیاز: بررسی کنید روش آزمون بر اساس ASTM D1500، ASTM D156 یا استاندارد دیگری تعریف شده است.
• روش قرائت: اگر مقایسه بصری با استانداردهای رنگی کافی است، مدل مقایسه ای می تواند انتخاب مناسبی باشد. اگر به اندازه گیری خودکار و ثبت عددی نیاز دارید، مدل های خودکار را بررسی کنید.
• تعداد مقیاس های موردنیاز: برای آزمایشگاه هایی که چند مقیاس رنگی را اندازه گیری می کنند، مدل چندمقیاسی می تواند مناسب تر باشد.
• ثبت و انتقال اطلاعات: در صورت نیاز به نگهداری نتایج، بررسی امکانات حافظه و رابط های ارتباطی اهمیت دارد.
• لوازم و شرایط نمونه برداری: نوع سلول، حجم نمونه، نیاز به گرم کردن و لوازم جانبی باید با روش آزمون مطابقت داشته باشد.
• شرایط نصب و بهره برداری: برق موردنیاز، فضای نصب، شرایط محیطی و الزامات نگهداری را پیش از سفارش بررسی کنید.

نگهداری و افزایش قابلیت اعتماد اندازه گیری

نگهداری صحیح رنگ سنج در کیفیت و تکرارپذیری نتایج نقش دارد. ظروف و سلول های نمونه باید پس از استفاده به روش مناسب تمیز شوند تا باقی مانده نمونه قبلی بر اندازه گیری بعدی اثر نگذارد. در مدل های مقایسه ای، استانداردهای شیشه ای باید تمیز و بدون آسیب نگهداری شوند و سامانه روشنایی طبق دستورالعمل سازنده بررسی شود.

در مدل های خودکار، رعایت برنامه نگهداری توصیه شده، بررسی وضعیت کالیبراسیون و استفاده از لوازم جانبی سازگار اهمیت دارد. همچنین بهتر است دستگاه در شرایط محیطی تعیین شده توسط سازنده به کار گرفته شود و سوابق سرویس، کنترل عملکرد و اندازه گیری های مرجع نگهداری شوند.

رنگ سنج KOEHLER در لاله تجهیز آزما

لاله تجهیز آزما با ارائه تجهیزات تخصصی آزمایشگاهی، به آزمایشگاه های کنترل کیفیت و واحدهای صنعتی در انتخاب ابزار مناسب برای اندازه گیری و ارزیابی خواص فرآورده ها کمک می کند. رنگ سنج KOEHLER می تواند بر اساس نوع نمونه، استاندارد آزمون و نیاز به اندازه گیری مقایسه ای یا خودکار بررسی شود.

از آنجا که مدل های مختلف این برند از نظر مقیاس رنگ، روش اندازه گیری و امکانات ثبت داده تفاوت دارند، انتخاب مدل باید بر پایه نیاز فنی مجموعه انجام شود. پیش از خرید، مشخص کردن نوع نمونه و استاندارد موردنیاز به انتخاب دقیق تر کمک می کند.

برای دریافت اطلاعات بیشتر درباره رنگ سنج  KOEHLER، بررسی مدل های مناسب و استعلام مشخصات فنی، می توانید با کارشناسان لاله تجهیز آزما تماس بگیرید.

جمع بندی

رنگ سنج یکی از ابزارهای کاربردی برای ارزیابی رنگ و پایش یکنواختی فرآورده های نفتی و پتروشیمی است. KOEHLER  مدل های مقایسه ای، خودکار و چندمقیاسی ارائه می دهد که هرکدام برای نیازهای مشخصی طراحی شده اند. انتخاب صحیح دستگاه مستلزم توجه به نوع نمونه، استاندارد آزمون، مقیاس رنگ و امکانات موردنیاز آزمایشگاه است. با تطبیق این عوامل می توان تجهیزی متناسب با فرایند کنترل کیفیت انتخاب کرد و نتایج قابل استفاده تری برای ارزیابی محصول به دست آورد.