⛽ LPG对铜的腐蚀作用——铜片试验

石油化工 PN-EN ISO 6251

概述

按PN-EN ISO 6251:2001进行的LPG对铜的腐蚀作用试验，是评定气体燃料是否会侵蚀有色金属管路部件的最早且至今仍属基本的方法；车用燃气规范PN-EN 589对其作了引用。纯净的LPG并无腐蚀性——问题在于出现硫及其化合物（硫化氢、硫醇、游离硫）、水与固体杂质时。研究表明，硫化氢在浓度仅为5 ppm时即可在铜片上生成多色的绿—粉—紫腐蚀产物（硫化铜），单质硫S8在5 ppm时生成黑色的硫化铜(II)覆膜；羰基硫（COS）即使在100 ppm时也不腐蚀铜片，但在有水时水解为H2S与CO2；硫化合物的混合物比其中任何一种单独存在时腐蚀性更强。本说明仅依据文献（石油与天然气研究所、Archiwum Motoryzacji、SGS）编写——标准原文未能查阅。

该试验并非定量而是定性的（效果试验）：1 h后将铜片与标准色板比较，判定变色、覆膜与点蚀；在四级标度中，车用燃气仅允许1级。腐蚀性LPG在车辆上造成的后果包括发动机运转不平稳、硫化物颗粒堵塞喷嘴、减压器压力不稳以及液相滤清器被黑色粉末堵塞。

波兰的实验室间比对（石油与天然气研究所，2010—2011年）表明，市场上部分LPG的该测定结果缺乏重复性与再现性：同一样品在不同认可实验室得到1至3级，同一样品的腐蚀程度还随时间变化。所指出的可能原因包括：对等级的目视判读不当、操作不规范（弹体充填不当、温度不正确、铜片清洁不良、未用水润湿弹体），以及LPG中存在外来物质（胺、醇、单质硫）；ppm量级的缓蚀剂（脂肪胺、咪唑啉）会掩盖腐蚀而不改变组成。

方法原理

将抛光的铜片在水浴中的腐蚀试验专用“试验弹”内，于40 °C下浸入100 ml水饱和的LPG试样中1 h。到时取出铜片，将其与铜片腐蚀标准色板比较以评定LPG的腐蚀作用，并判定腐蚀等级：1级（轻微失泽：浅橙色，几乎如新抛光状，深橙色），2级（中度：酒红色、淡紫色、在酒红色底上带紫蓝色或银色覆膜的多色、银色、黄铜色或金色），3级（深色：黄铜色底上的紫色覆膜、带红绿斑点的多色——孔雀色，而非灰色），4级（腐蚀：透明黑色、深灰色或带绿斑的褐色、石墨色或无光黑色、光亮黑色）。

应用领域

• 按PN-EN 589对车用LPG进行质量控制（允许1级）
• 配送链中LPG的控制（在生产者处无腐蚀，在配送环节常出现腐蚀作用）
• 车辆燃气系统故障原因的诊断（喷嘴、减压器、滤清器）
• LPG实验室的比对与能力验证

关键参数

标准

标准编号

PN-EN ISO 6251:2001

标准名称（波兰语）

Skroplone gazy węglowodorowe — Korodujące działanie na miedź — Badanie na płytce miedzianej

标准名称（英语）

Liquefied petroleum gases — Corrosiveness to copper — Copper strip test

分步操作程序

1. 铜片的准备

   在试验前立即抛光铜片；不得触碰其表面。

2. 弹体的充填

   用水润湿弹体并充入100 ml受检的水饱和LPG；将铜片放入弹中并严密封闭。

3. 暴露

   将弹体置于40 °C的水浴中1 h。

   ⏱ 时间: 1 h • 🌡 温度: 40 °C

4. 取出铜片

   1 h后以安全方式放气，自弹中取出铜片。

5. 评定

   将铜片与腐蚀标准色板比较并判定1～4级（变色、覆膜、点蚀）；车用燃气仅允许1级。

6. 检验报告

   给出腐蚀等级，并注明所引用的PN-EN ISO 6251、条件（1 h、40 °C）与样品标识；有疑问时应由一人以上作出评定。

所需设备与仪器

试剂、培养基与耗材

职业健康与安全

• LPG极易燃且带压——弹体的充填与排空应在无火源的通风处进行，并采取接地措施
• 40 °C下承受LPG蒸气压的试验弹——只使用状况良好的压力容器，泄压后再打开
• LPG中的硫化氢有毒——应将气体排入通风橱

常见问题