柴油始终会含有一定比例的水。 我们的目的是让水位保持在可接受范围内，远低于饱和点。 除去燃油中过多的水可能会比较困难；因此，最有效的方法是采取一切合理措施来防止水进入油箱并定期进行监控。 这样可以将除水需求降到最低。 为制定良好的水管理策略，需要了解如何测量含水量并评估结果。
问题
水总是会造成燃油系统部件和基础设施生锈和腐蚀。 现代燃油系统的耐受性远低于低压系统，制造商现在规定不得有任何游离水进入发动机。
水造成的直接损害
水会损坏油箱和发动机部件。 油箱中的铁锈和腐蚀会产生硬质颗粒，这些颗粒会随燃油传送，导致发动机磨损。 水蚀、腐蚀、气蚀和剥落也会缩短部件寿命，例如：
铁锈： 水与钢铁表面接触时，会生成氧化铁（铁锈）。 像其他硬质颗粒一样，进入燃油的铁锈颗粒会导致部件磨损。 过早磨损会导致部件故障。
腐蚀: 腐蚀是喷油器问题最常见的原因之一。 水与燃油中的酸混合会腐蚀黑色金属和有色金属。 如果磨损导致易腐蚀的新鲜金属表面暴露出来，腐蚀会更加严重。 右图所示的喷油器是新安装的，但快速腐蚀导致其不到 300 小时就已失效。
磨损： 水的粘度比柴油低，因此在活动部件的相对表面之间提供的润滑“缓冲”更少。 这会导致磨损增加。
蚀刻： 蚀刻是由水引起的燃油劣化所导致，燃油劣化会产生硫化氢和硫酸，从而侵蚀金属表面。
点蚀和气蚀： 点蚀是由游离水在热金属表面上闪蒸引起的。 气蚀是由蒸汽气泡突然接触高压时迅速收缩（内爆）使其凝结回液体而引起的。 这些水滴会以很大的力冲击很小的区域，导致表面疲劳和腐蚀。
剥落： 由于氢脆和压力而导致。 水被挤入金属表面的细微裂纹中。 然后，在极高的压力下，水分解并释放出氢，形成“微型爆炸”，导致裂纹扩大并产生磨损颗粒。
冰： 燃油中的游离水会冻结，形成行为类似于任何其他硬质颗粒的冰晶。 它们会在燃油系统中形成磨损并且（在数量较多时）堵塞燃油滤芯。 燃油滤芯的作用是通过阻止硬质颗粒来保护发动机。 发动机和滤芯无法区分尘土和冰。 冰造成的损坏很难正确诊断，因为还没等到实验室检查，冰就会融化消失。
水造成的间接损害
水还会导致或加剧许多其他问题，例如：
软质固体： 水是极性的。 添加剂中的某些化学物质是极性的。 碳氢化合物是非极性的。 这意味着水和极性化学物质会相互吸引。 在游离水的存在下，化学分子有时会从添加剂的碳氢化合物链上脱离，并与水分子结合形成新物质。 新物质是一种软质固体，会从燃油中沉淀出来并迅速堵塞滤芯或形成发动机沉积物。 有关详细信息，请参阅添加剂稳定性相关内容。
微生物生长 像大多数生物一样，细菌和真菌（霉菌）需要食物和水才能生存。 如果存在游离水，微生物会迅速繁殖，形成粘液和酸，前者会污染燃油，后者会腐蚀油箱和燃油系统。
燃油氧化： 游离水会加速氧化过程，并促进酸、树胶和沉积物的形成，这些物质通常称为燃油劣化产物。
柴油中水的形式
所有柴油均包含一定比例的溶解水。 水分子会一直作为燃油的一部分，除非水分子过多。 燃油不能再容纳更多水分的点称为饱和点。 燃油中的含水量以 ppm（百万分之一）为单位。 只要水保持在饱和点以下作为溶解水，通常问题不大。 当水从柴油中分离，成为游离水或乳化水时，就会出现严重的问题。 乳化水是游离水的另一种形式；液滴很小，与燃油充分混合，使其得以保持悬浮，不会沉到底部。 当水完全溶解在燃油中时，不会有“液滴”。
水是如何进入燃油的？
水可能有多种来源，其中某些来源可能极难控制。
- 供应商交货时
- 游离水析出（超过饱和点）
- 油箱内凝结
- 渗入油箱（雨水、高压冲洗、地下水...）
- 从大气直接进入（湿度）
- 人为错误（未加保护的通风孔、加油口、密封件...）
解决方案：
测量含水量
有几种方法可以测量燃油中的含水量。 有些是在实验室完成，有些可以在现场完成。 要了解这些不同的测试能提供的信息类型。 测试燃油箱中含水量最常见的方法可能是在长油尺上涂抹特殊的指示膏并“浸入”油箱。 这种方法快速、简便，可以在现场完成，让您知道油箱底部是否有游离水。
水监控器（传感器）可以在线安装并提供可靠的实时结果。 监控器可测量燃油中的溶解水含量，并以百分比形式返回柴油的相对湿度。 结果最大是 100%，这意味着燃油已达到饱和点，溶液中不能再容纳更多的水。 这种测试方法不能告诉您油箱中有多少游离水。
Karl Fischer 滴定法是一项从 1935 年开始应用的实验室测试，可确定油液样品中的含水量。 这种测试非常精确，需要的样本量也很小。 即使柴油中只有少量溶解水也可以检测到，最低约 50 ppm。 它可以测量饱和度以下和以上的含水量（溶解水和游离水）。 在实验室实践中，它可用于确定不同条件下燃油含水饱和度。 尽管实验室测试的精度通常高于现场测试，但准确性可能要低得多。 这听起来似乎令人困惑。 实验室测试准确性可能较低的原因是，在从油箱取样到实验室测试之间这段时间内，样品本身可能已经发生了变化。
柴油的特征之一是，与低温时相比，高温时在饱和状态下可容纳更多水。 如果油箱中的柴油温度较低，可能超过饱和点。 这种情况下，会有游离水进入设备，可能导致严重问题。 如果将同一样品送到实验室，实验室温度可能会高于油箱温度。 燃油会变暖，水回到溶液中，看起来可能好像完全没有问题。 冰晶问题可能也会遇到同样的诊断困难。 在室温下，“证据”消失了。
多少水合适？
最简单的答案是没有。 但这既不实际，也不现实。 所有柴油均包含一定比例的水。 最重要的是要将水保持在饱和点以下，使其保持溶解状态，而不是以游离水的形式进入设备。 设备制造商规定不得有任何游离水进入发动机。 根据温度和石化柴油/生物柴油比例，饱和点从大约 50 ppm 到 1800 ppm 不等。 如表中所示，生物柴油的饱和含水量比同类石化柴油要高得多。 然而，将生物柴油和石化柴油混合后，含水量并不遵循数学比例。 混合后的柴油可容纳的水少于二者之和，这意味着二者混合时，可能会析出游离水。
如何防止燃油中产生游离水
为了知道如何将水拒之门外，必须先知道水是如何进入。 水可能有多种来源，其中某些来源可能极难控制。
供应商交货时： 柴油离开精炼厂时相对清洁干燥，但柴油交付时包含的水量会有不同。 您从供应商处收货时的含水量在很大程度上取决于环境和处理方式。 您能控制哪些因素？ 除了可以更换供应商或是通过合同谈判让分销商负责之外，您还可以尝试以下方法：
- 交付时，把沉淀到箱底的水和杂质去除。
- 在散装油箱进口处安装除水系统。
从大气直接进入： 柴油和空气一样，也有相对湿度，二者会趋于平衡。 也就是说，如果空气湿度高于燃油，燃油就会从空气中吸收水分。 但是，如果空气湿度低于燃油，水分就会蒸发回到空气中，直到二者的相对湿度相等。
游离水析出： 柴油会在溶液中容纳一定量的水（即溶解水）。 当含水量超过饱和点时，多余的水会作为游离水析出。 当总含水量增加或柴油冷却时会发生这种情况。 柴油可能在温暖时能容纳 90 ppm 的溶解水，但由于天气寒冷而降温时只能容纳 60 ppm。 相差的这 30 ppm 会以游离水的形式析出并沉降到油箱底部。
油箱内凝结： 如果油箱外部温度高于内部，会形成凝结，这些“渗出水分”会进入燃油。 这种情况可能会一再发生，每次都会产生更多的游离水。
渗入油箱： 雨水、高压冲洗或地下水都可能是损坏或密封不当油箱的进水来源。 地下油箱（例如在加油站）有时可能会有进口低于地面。 盖子周围的区域很容易充满雨水。 如果拆卸时水位高于盖子，重力会导致水直接向下流入油箱。
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去除燃油中的水
所用柴油含硫超过 500 ppm 的地区除水比 ULSD（含硫低于 15 ppm）容易。 例如，左图中的滑移滤芯专为在南非使用而设计，效果很好。 聚结器和水分离器对于含硫量较高的燃油更有效。 这是因为，含硫量更高的柴油需要的添加剂要少得多，因此含有的表面活性剂也少得多。
表面活性剂是一种类似肥皂的物质，会覆盖在凝聚/水分离介质上，严重影响其性能。
ULSD 中表面活性剂含量较高，会使凝聚介质失效，即使在最好的情况下，其有效性也值得商榷。
制造商会根据当前行业测试标准发布滤芯过滤效率。 当前标准系多年前开发，其设计是使用处理方式一致的燃油进行实验室对比测试。 这非常适合对比测试，但不一定能反映真实环境下的滤芯过滤效率。 为了处理用于实验室测试的 ULSD 燃油，标准要求去除所有表面活性剂。 在现实环境中，去除表面活性剂（又称添加剂）的 ULSD 会损坏发动机。 所有适于在设备中使用的 ULSD 都包含添加剂和表面活性剂，因此燃油本身实际上就会导致凝聚滤芯无法工作。
因此，虽然发布的聚结器效率水平可能没有下降，但是您会发现文献中更多的提到了吸水剂。 目前仍在 ULSD 地区销售聚结器的公司现在经常会提到需要在安装聚结器后添加吸水剂。 没有其他方法可以确保去除游离水。
遗憾的是，去除大量沉淀水的最佳方法是排空油箱。 这很直接，但是既不经济也不方便。 通过使用良好的干燥剂通气装置，结合通过通气装置吹入油箱顶部空间并排出的干燥空气（或氮气）层，可以防止周围环境中的水分和冷凝水进入柴油。 如前所述，柴油的相对湿度会趋近于空气的相对湿度（或“干燥度”）。 随着时间的流逝，柴油中的水分会释放回干燥的空气中，直到柴油与空气一样干燥。
妥善管理燃油中水的关键是尽可能减少溶解水含量并消除所有游离水。
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