探讨分析比重瓶法测定管道防腐用环氧粉末密度的不确定度评估

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本文主要探讨分析 GB4472 -1984比重瓶法测定管道防腐用环氧粉末密度测定结果造成的影响因素有哪些, 并根据 JJF 1059 -1999对比重瓶法测量环氧粉末密度的不确定度进行了评估, 从实验结果表明，当环氧粉末密度为 1.595 g/cm3时, 其测量结果的扩展不确定度为 0.026 g/cm3, k=2。  白铁皮风管厂家 http://www.qxtongfeng.com



环氧粉末作为一种优良的防腐涂料而被广泛应用于天然气和石油输送管道的外部防腐。国家西气东送和川气东输等大型工程中都大量采用了环氧防腐涂料。工程所用各种原材料的性能和质量都必须经过严格检测和把关。密度作为环氧粉末的基本质量参数之一, 必须符合工程所规定的技术指标。 SY/T0315 -2005《钢质管道单层熔结环氧粉末外涂层技术规范》中指定环氧粉末密度的测定方法为GB4472《化工产品密度、相对密度测定通则》[ 1] 。作为粉末样品, 一般只能采用 GB4472中的比重法进行密度测定。为了确保测量结果的可靠性, 笔者对比重瓶法测量环氧粉末密度的影响因素及测量不确定度进行了分析和评估。
1　实验部分1.1　主要仪器与材料
分析天平:TG328B型, 感量为 0.1 mg, 上海天平仪器厂;

石油密度计:SY-10型(10支组), 测量范围为0.650 ～ 1.000 g/cm3 , 最小分度值为 0.001 g/cm3 ,上海医用仪表厂;

比重瓶:50 mL, 济南红旗厂;

煤油:1#煤油, 密度为0.790 0 g/cm3 , 济南炼油厂;

量筒:250 mL;

烧杯:250 mL;

环氧粉末:某公司送检样品, 绿色粉末(150 μm

筛上粉末不大于 3.0 %, 250 μm筛上粉末不大于0.2 %)。
1.2　实验方法
采用 GB4472 -1984　《化工产品密度、相对密度测定通则》中的比重瓶法, 以煤油作为浸渍液。
1.3　密度计算公式
比重瓶的体积按式(1)计算:


2　测定过程的影响因素及不确定度来源分析
比重瓶法测量环氧粉末密度的整个过程, 涉及到人员、比重瓶、天平、砝码、环境温度、煤油等因素。其中人员读数与操作误差、天平与砝码的偏差、环境温度不同产生煤油密度的变化都会对测量结果产生影响。此外在比重瓶加入煤油的操作中, 煤油浸没粉末时有无气泡、称量时间长短、气泡的排净与否及称量时煤油的挥发等也将对测量结果产生影响。这些因素中有随机产生的, 也有系统偏差所产生的。依据 JJF1059 -1999, 将各种随机因素对测量结果产生的影响按 A类不确定度, 通过测量重复性试验进行评定;将天平、砝码等系统偏差对测量结果产生的影响按 B类不确定度进行评定。综合分析, 比重瓶法测量环氧粉末密度的不确定度来源包括以下几方面:

(1)测量重复性引入的不确定度;　

(2)煤油密度测量引入的不确定度;　

(3)称量引入的不确定度;

(4)环境温度引入的不确定度。
3　测量不确定度分量的评估3.1　测量重复性引入的标准不确定度
由随机因素产生的标准不确定度通过重复性实验数据的统计计算得到, 属于 A类不确定度[ 2] 。据JJF1059 -1999, 在重复性条件下得出的 n个测试结果的试验标准差按式(4)计算:


3.2　煤油密度测量引入的标准不确定度



3.4　环境温度引入的标准不确定度
密度试验方法一般要求测量的环境温度及浸渍液的温度均为 23℃, 但实际环境温度及浸渍液温度有时偏离 23℃。环境温度的不同可导致煤油密度发生变化, 因而对测量结果产生影响。据资料的研究结果[ 3] , 煤油密度随温度的变化呈线性关系, 其


5　扩展不确定度
取包含因子 k=2, 则比重瓶法测量管道防腐环氧粉末密度的扩展不确定度 U=0.026 g/cm3 。由表 1可知, 环氧粉末密度的平均值为 1.595 g/cm3 ,故本批环氧粉末密度的测量结果可表示为1.595±0.026)g/cm3 , k=2。
6　结论
针对比重瓶法测定管道防腐用环氧粉末密度的不确定度评估，从实验研究讨论结果可知：

(1)应用比重瓶法测定防腐用环氧粉末密度的不确定度, 主要来自于测量重复性和环境及浸渍液温度的波动。

(2)测量重复性引入的不确定度与操作过程密切相关。所以操作人员应严格按标准操作, 尽量减少随机因素引入的不确定度。

(3)测量过程中温度波动引入的不确定度分量也不可忽略。当温度波动较大时, 引入的不确定度分量将更大。所以在实验过程中要严格控制实验室的环境温度。

(4)本方法中天平、砝码引入的不确定度分量基本上可以忽略不计。

本文主要摘录于孟祥艳的《比重瓶法测定管道防腐用环氧粉末密度的不确定度评估》