《石油产品颜色的测定 自动三刺激值法》编制说明

石油产品颜色的测定

自动三刺激值法

（征求意见稿）

编制说明

中石化炼化工程（集团）股份有限公司洛阳技术研发中心

洛阳

2023年6月

石油产品颜色的测定自动三刺激值法

标准征求意见稿编制说明

1工作简况

1.1任务来源

本文件根据国能综通科技[2022]96号文件“国家能源局综合司关于下达2022年能源

领域行业标准制修订计划及外文翻译计划的通知”，计划编号为能源20220818，由中石化

炼化工程（集团）股份有限公司洛阳技术研发中心（以下简称洛阳技术研发中心）修改采

用ASTMD6045-20《石油产品颜色的测定自动三刺激值法》修订石化标准NB/SH/T0905-

2010《石油产品颜色的测定自动三刺激值法》。

1.2标准编制过程

2022年1月至3月，查阅相关国内外标准、方法及相关资料，翻译校对ASTMD6045-

20翻译稿，调研国内外石蜡产品颜色测定方法及其适用性。

2022年4月至7月，开展自动三刺激法测定石蜡产品的方法适用性及条件试验研究。

2022年8月至11月，洛阳技术研发中心与中国石化大连石油化工研究院针对石蜡样

品开展实验室精密度预实验，并按照GB/T6683的要求计算确定石蜡产品测定精密度所需

的实验室个数和样品个数。

2023年1月至2月，制备用于实验室精密度试验的石蜡样品，联系参与石蜡产品测定

实验室精密度研究的实验室。

2023年3月至4月，各个实验室对12个精密度试验研究的石蜡产品进行检测，上报

测定数据。

2023年5月至6月，收集整理及统计分析精密度试验数据，编制标准征求意见稿及编

制说明，提交全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会石油燃料和润滑剂分技术委员会

（SAC/TC280/SC1）。

1.3标准主要起草人、起草单位及所做工作

：中石化炼化工程（集团）股份有限公司洛阳技术研发中心主要参加负责标准立项以

及翻译标准，优化建立石蜡产品颜色测定的试验条件。

：负责实验室精密度样品的制备与发放。

：完成收集及统计处理实验室精密度研究数据，以及征求意见稿及编制说明的编写工

作。

：参与石蜡样品测定的实验室精密度研究。

1

：负责标准征求意见及编制说明的校对。

2标准编制原则和主要技术内容确定的依据

2.1标准编制原则

本文件按照GB/T1.1-2020给出的规则起草。

本文件修改采用ASTMD6045-20《石油产品颜色的测定自动三刺激值法》，增加了石

蜡产品测定的适用范围和试验步骤，通过实验室间精密度研究确定了自动三刺激值法测定

石蜡产品的精密度要求。

2.2本文件的主要内容

本文件的主要内容为：把液体试样或熔化均匀的固体样品注入样品池中，样品池放入

自动仪器的光路中。仪器通过测定试样的透光率得到CIE三刺激值（在CIE光源C和CIE1931

标准观察仪情况下），通过适当的运算法则自动转化为赛波特颜色号或ASTM颜色号，试样

的颜色根据需要以GB/T3555或GB/T6540标准规定报告。

2.3本文件与NB/SH/T0905-2015的主要技术差异

本文件替代NB/SH/T0905-2015，除了结构调整和文字性编辑性改动，主要技术差异如

下：

——修订了方法的适用范围，增加了石蜡产品的应用范围；

——修订了引用文件，增加了石油液体管线自动取样及石蜡产品取样的引用文件；

——修订了试验耗材，增加了石蜡产品测定时所需的过滤耗材；

——修订了取样章节，增加了石油产品自动管线取样及石蜡产品取样的方法要求；

——修订了试样准备和试验步骤章节，增加了测定石蜡产品颜色的准备步骤和测定步

骤；

——修订了精密度章节，增加了石蜡产品测定的精密度要求。

3主要试验验证情况和预期达到的效果

3.1石油蜡测定条件的耐受性试验

以粗石蜡58号为研究对象，初步建立使用NB/SH/T0905测定石蜡样品的试验操作条

件。石油蜡测定的基本操作步骤为：取一定量的石蜡样品置于高于其熔点8-17℃的烘箱中

加热熔化，加热和恒温时间不超过一定时间，同时测定仪器预热至一定温度，熔化的试样

注入预热好的样品池中，按仪器操作说明书测定试样颜色。从上述步骤中发现影响测定因

素可能有石蜡取样量、熔化温度、熔化加热时间以及样品池恒温温度，具体各个因素的水

平设置值见表1。

2

表1NB/SH/T0905测定石蜡产品耐受性试验的影响因素及水平

石油蜡类颜色测定的影响因素

因素序号变量单位水平1（-）水平1（+）

A石蜡取样量g3050

B熔化温度℃8090

C加热时间h11.5

D仪器恒温温度℃8090

根据标准NB/SH/T6001-2020的附录B开展耐受性试验，具体的耐受性试验实施顺序

及各因素主效应结果见表2，表3为各因素的影响效应和半正态点的位置排序，根据表3

数据作图（如图1所示）以识别出测定步骤中的主要影响因素，从图3可以看出，A、C、

D因素基本构成直线，而因素B离该直线较远，推断样品的熔化温度可能是测定过程的主

要影响因素。

表2NB/SH/T0905测定石蜡产品耐受性因素主效应结果

耐受性试验

PB顺序ABCD赛波特颜色测定结果

1111115

2-111-118

3-1-11115

41-1-1117

5-11-1114

61-11-115

711-1-115

8-1-1-1-117

Ave+15.515.515.7515.25——

Ave-161615.7516.25——

主要影响效应-0.5-0.50-1——

表3各因素的影响效应和半正态点的位置排序

因素影响效应影响效应绝对值半正态点数值

D-111.534

A-0.50.50.887

B-0.50.50.489

C000.157

3

样品熔化温度与时间考察，选择半精炼石蜡58号置于不同温度下的烘箱，观察熔化时

间以及对比熔化前后样品质量变化，具体数据如表4所示。由表4数据可知熔化温度在80℃

以上时，半精炼石蜡58号可在45min内完全熔化，且熔化后样品质量性质未发生明显变

化，综合考虑石蜡样品的熔点、试验时间等因素，确定各类石蜡样品的熔化温度为85℃，

同时仪器测定颜色时的加热温度也保持在85℃，以确保样品熔化后在测定过程中不析出晶

体状态。

表4样品熔化温度与时间考察

温度/℃初始质量/g熔化再凝固后质量/g样品熔化时间/min

7530.705430.709260

8030.305230.307445

8531.015831.015945

9031.213231.219632

9530.929930.930032

3.2NB/SH/T0905与GB/T3555测定石蜡产品的数据对比

选取适合的石蜡样品，分别使用NB/SH/T0905和GB/T3555测定样品的颜色，具体数

据如表4所示。由表4可知，NB/SH/T0905与GB/T3555在赛波特颜色号+30至0的范围

内测定结果一致性较好，而在赛波特颜色号小于0时由于人眼对颜色的分辨率变差，而导

致两种方法测定结果相差较大。这与标准NB/SH/T0905中偏差章节的描述相符合，即

NB/SH/T0905测定结果与GB/T3535在0～+30范围内的关联没有偏差。在0～-16范围

内的关联有偏差。

4

表5NB/SH/T0905与GB/T3555测定石蜡产品颜色的相关性

样品编号GB/T3555测定结果NB/SH/T0905测定结果差值

石蜡样品19#+30+300

石蜡样品10#+26+260

石蜡样品11#+23+230

石蜡样品15#+19+190

石蜡样品18#+12+120

石蜡样品26#-3-1-2

石蜡样品28#-10-7-3

石蜡样品32#-16-13-3

3.3洛阳技术研发中心与中国石化大连化工研究院精密度预实验

2022年8月至11月洛阳技术研发汇总与中国石化大连化工研究院针对5个石蜡样品，

按照初步确定的试验步骤进行耐受性和精密度预实验，两家实验室样品测量的原始数据如

表6所示。

表6两家实验室测定5个石蜡样品的原始数据

样品序号研发中心结果1#研发中心结果2#大连院结果1#大连院结果2#

121212222

325242626

417181717

59988

1026262626

按照GB/T6683的要求，对两家实验室的测定结果进行预处理，重复结果之和以及之

差排列如表7和表8所示。同时根据各种计算公式，计算两家实验室数据的以下参数：

2

无估计值的均方期望为：=（394）/2/2/5=7761.8；

‘‘

样本平方和=∑（/2）=820.7；

‘‘

实验室平方和=∑（/2）=0.2；

‘‘

成对平方和=（1/2）∑∑=825.2；

实验室与样本交互平方和I=（成对平方和）-（实验室平方和）-（样本平方和）=825.2-

‘‘

820.7-0.2=4.3；E=重复平方和=（1/2）∑∑=1。

5

表7两家实验室测定5个样品重复结果之和的排列

样品序号研发中心结果和大连院结果之和实验室结果总和g

1424486

34952101

4353469

5181634

105252104

样品结果总和h196198394

表8两家实验室测定5个样品重复结果之差的排列

样品序号研发中心结果差大连院结果之差

100

310

4-10

500

1000

结合预备试验结果方差分析，计算参数P、Q，从而确定精密度验证试验的实验室数和

样品数。因P=I/E=4.3，Q=0.2，故当P=5，Q=1时，G查B/T6683附录表B.1可知，实验

室个数L=6,样品个数S=6；实验室个数L=7，样品个数S=5；实验室个数L=8，样品个数S=4

最后根据两家数据计算五个样品的杠杆率计算，计算结果如表8所示，编号5的样品杠杆

率大于0.5，可能是由于该样品测定均值与其他样品相差较大，在设计下一步精密度验证

试验时，需要考虑颜色在0到30范围内的数值分布，不宜过分集中与较大的颜色范围内。

表8石蜡样品杠杆率

样品序号样品测定结果均值Lnlevi

121.53.0680.230

325.253.2280.321

417.252.8470.204

58.52.1400.899

10263.2580.344

3.4石蜡样品测定的实验室精密度研究

3.4.1概述

本文件精密度按照GB/T6683.1-2021《石油及相关产品测量方法与结果精密度第1

部分：试验方法精密度数据的确定》的要求，由多家实验室的结果统计计算得出。

3.4.2精密度研究实验室仪器与样品制备

本文件精密度研究参加实验室所用的仪器设备型号见表9。实验室间精密度研究所用

的石蜡样品为半精炼石蜡和微晶蜡按照比例混合配制，样品的赛波特颜色覆盖范围为+30

至-16。

6

表9实验室精密度研究仪器设备表

实验室所用仪器设备

L1LoviBondPFXi995-P

L2LoviBondPFXi880/P

L3LoviBondPFXi880/P

L4LoviBondPFXi995/P

L5LoviBondPFXi950

L6PFX-iseries

3.4.3实验室精密度研究结果汇总

根据各个实验室检测结果汇总并计算出实验室精密度研究总和、均值以及从各个实验

室重复结果之和排列如表10和表11所示。

表10实验室精密度研究样品测定结果总和及均值汇总

单位：赛波特颜色

实验室S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12

292523191393-1-5-11-160

L1

282423201373-1-5-11-160

292523191485-3-5-9-161

L2

292623191484-2-5-10-161

302723181262-2-7-12-160

L3

302723181262-2-7-12-160

302623181373-2-6-11-160

L4

302623181373-2-6-12-160

292722191353-2-6-12-160

L5

292722191353-2-6-12-160

3027242014850-4-10-162

L6

3027242014850-4-10-162

总和3533142762271588441-19-60-132-1926

均值29.526.22318.913.273.4-1.6-5.5-11-160.5

7

表11实验室精密度重复结果之和排列

单位：赛波特颜色

实验室S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12总和

L15749463926166-2-10-22-320173

L25851463828169-5-10-19-322180

L36054463624124-4-14-24-320162

L46052463626146-4-12-23-320169

L55854443826106-4-6-12-320182

L6605448402816100-8-20-324200

总和3533142762271588441-19-60-120-19261068

由表12可知，样品均值与重复性标准差d以及实验室间标准差D之间没有明显的线性

回归关系，即测量结果的重复性与再现性与水平不相关，这也与液体石油产品赛波特颜色

测定结果的重复性和再现性在测定范围内为常数相符合。

表12实验室精密度研究各个样品均值、重复性标准差和实验室间标准差

单位：赛波特颜色

样品均值重复性标准差d实验室间标准差D

S129.50.2890.695

S226.20.4081.073

S323.000.632

S418.90.2890.827

S513.200.753

S67.00.5771.323

S73.40.2891.133

S83.40.2890.940

S9-5.501.049

S10-10.90.4081.088

S11-16.000

S120.500.837

3.4.4重复性的一致性检验

根据GB/T6683.1的要求，各实验室样品重复测定结果的单元差值排列及平方和如表

13所示，L1实验室的S6样品重复结果之差最大，将它的平方和与所有重复结果差值平方

和相除，得到科克伦检验值C1=0.333，在实验室个数为6时，样品个数为12时，1%概率下

科克伦临界值为0.1709，C1大于临界值，舍弃该实验室赛波特颜色为9的实验结果以另一

测量结果7替代，再次计算C1=0.125小于临界值满足重复性的一致性要求。

8

表13实验室精密度研究重复测定结果单元差值排列及平方和

单位：赛波特颜色

实验室S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12

L1110-102000000

L20-100001-10100

L3000000000000

L4000000000100

L5000000000000

L6000000000000

12C10.333

3.4.5再现性的一致性检验

根据GB/T6683.1的要求，将L1实验室的S6样品的一个重复性测试结果用估计值替

代后进行霍金斯检验，实验室精密度重复测量结果单元均值与总体均值之差及霍金斯检验

结果如表14所示，其中S7和S8样品的单元均值与总体均值差值绝对值最大为1.58，重

复结果总差值和SS=47.2，霍金斯检验的统计特征值B*=0.229，小于临界值0.3238。

表14实验室精密度重复测量结果单元均值与总体均值之差及霍金斯检验结果

实验室S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12

L1-0.92-1.6700.58-0.170.17-0.420.580.500-0.5

L2-0.50-0.6700.080.831.171.08-0.920.51.500.5

L30.500.830-0.92-1.17-0.83-1.42-0.42-1.5-10-0.5

L40.50-0.170-0.92-0.170.17-0.42-0.42-0.5-0.50-0.5

L5-0.500.83-10.08-0.17-1.83-0.42-0.42-0.5-10-0.5

L60.500.8311.080.831.171.581.581.5101.5

样品均值29.4226.172318.9213.176.833.42-1.58-5.5-11-160

均值差值

2.095.3323.212.836.836.214.215.55.503.5

平方和

*

√6.871337霍金斯检验B0.2299

3.4.6方差分析

基于科克伦检验和霍金斯检验后，实验室精密度测定结果中L1实验室的S6样品单元

中舍弃一个检测结果以另一结果重复代替含有一个估计值，故以表15汇总的实验室精密

度研究数据计算石蜡样品颜色测定的重复性与再现性。按GB/T6683中6.2的要求，建立

实验室与样品的交互平方和如表16所示，进行相应的方差分析见表17。

9

表15实验室精密度研究样品测定结果（含估计值）总和及均值汇总

单位：赛波特颜色

实验室S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12

292523191373-1-5-11-160

L1

282423201373-1-5-11-160

292523191485-3-5-9-161

L2

292623191484-2-5-10-161

302723181262-2-7-12-160

L3

302723181262-2-7-12-160

302623181373-2-6-11-160

L4

302623181373-2-6-12-160

292722191353-2-6-12-160

L5

292722191353-2-6-12-160

3027242014850-4-10-162

L6

3027242014850-4-10-162

总和3533142762271588241-19-60-132-1926

均值29.526.22318.913.26.83.4-1.6-5.5-11-160.5

表16实验室与样品的交互平方和计算结果汇总

S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12hi平

实验室hi

方

L15749463926146-2-10-22-32017129241

L25851463828169-5-10-19-32218233124

L36054463624124-4-14-24-32016226244

L46052463626146-4-12-23-32016928561

L55854443826106-4-12-24-32016426896

L6605448402816100-8-20-32420040000

gi3533142762271588241-19-66-132-19261048

12460

gi平方98596761765152924964672416813614356174243686436

9

（aij平方和）10388822763524300.2086574152.538.53741463307210

/2.55

L6I52.36

S12E4

7627.

Mc

11

29316

样品平方和

.22

实验室平方和42.31

29410

成对平方和

.89

10

表17实验室精密度方差分析表

方差来源自由度平方和均方

实验室542.318.46ML

实验室×样品5552.360.95MLs

重复7140.056338Mr

L6

S12

按GB/T6683中6.3.2的要求，计算α,β,γ的值，其中α=γ=1，β=2*（72-12）

/5=24；重复性方差为2*Mr=0.1126，重复性为t71*√0.1126=0.67；再现性的自由度计算值

为23，t23=2.069，再现性方差=1.63，再现性为：t23*√1.63=2.64。

3.4.7精密度表述

根据方差分析以及重复性方差、再现性方差计算结果可知，石蜡样品在-16～+30的赛

波特颜色范围内，使用自动三刺激值测定颜色的重复性为r=0.67赛波特颜色，再现性为

R=2.64赛波特颜色。

3.5预期完成后的作用和经济效果

本文件采用自动三刺激值法测定石蜡产品的颜色，通过条件试验和精密度研究，考察

了石蜡样品的测试条件及方法适用性，确定了石蜡样品的测定类型及颜色测定范围和精密

度要求。综上所述，修订后的NB/SH/T0905增加了使用自动仪器测定石蜡产品颜色的样

品制备方法、测定步骤以及精密度数据，并且其测量数据与GB/T3555在统计上具有较好

的一致性，较人工比色手动仪器具有更好的重复性和便捷性，为石蜡产品的颜色测定提供

了一个准确快速的测定方法，有利于石蜡生产企业和质量监督抽查部门监控石蜡产品的质

量。

4采用国外先进标准的情况，以及与国外同类标准水平的对比情况

4.1国内标准情况

目前国内用于测定石油产品颜色的标准有GB/T3555-1992《石油产品赛波特颜色测定

法（赛波特比色计法）》、GB/T6540-1986《石油产品颜色测定法》、SH/T0403-1992《石蜡

色度测定法》以及NB/SH/T0905-2015《石油产品颜色的测定自动三刺激值法》。GB/T3555-

1992和GB/T6540-1986适用于未染色的润滑油、煤油、车用汽油、车用柴油、石油蜡等产

品，SH/T0403-1992适用于熔化后为液体的石蜡样品，其中GB/T3555-1992、GB/T6540-

1986、SH/T0403-1992均采用手动目测与标准色板比较的方法测定石油产品的颜色，存在

11

手动操作步骤较复杂，检测数据可能存在人员目测的偏差以及标准色板存放易变色且购买

困难等问题。NB/SH/T0905-2015采用在CIE光源C和CIE1931标准观察仪情况下获得样

品的三刺激值，并将其转化为相应的赛波特颜色或ASTM颜色，测定全程为仪器自动测定，

无需人工目测或使用标准色板，可快速高效地测定石油产品的颜色，减少测定过程的人为

干扰，并可适用于未加染色剂的车用汽油、航空汽油、航空涡轮燃料、石脑油、煤油、白

油、柴油、民用燃料油、润滑油等石油产品的颜色测定，也可用于通过适当的处理后的石

油蜡样品，但缺少石蜡产品测定精密度数据支持。

4.2国外标准情况

目前国外用于测定石油产品颜色的标准有ASTMD156-15《石油产品赛波特颜色测定

法（赛波特比色计法）》、ASTMD1500-12（2017）《石油产品ASTM颜色测定法（