润滑油/原油/在用油/柴油/航煤中运动粘度/密度/粘度指数/粘温曲线检测方案(粘度计)

HH：应用报告 ：：：应用报告 润滑油的粘度 相关行业：石油化工 润滑油混合，润滑油研发，大部分消费者(举例：汽车制造商的质检部门) 使用安东帕SVMTM 3001，可在一次进样过程中，对运动粘度和动力粘度进行真实测量，并可依据ASTM D2270计算粘度指数(VI) 1引言 粘度是润滑油的最重要的参数，以下参数是必须要测量的 ·100°C下的运动粘度 同时计算 ·40°C下的运动粘度 通过两个参数可以计算 ·粘度指数(VI，依据ASTM D2270) 总的来说，油品必须测定这几种参数 安东帕提供斯塔宾格粘度计TMSVMTM 3001 依据ASTM D7042进行测量。使其可以很好的取代传统毛细管粘度计，快捷经济的进行较宽温度范围的低剪切运动粘度的测量。 因此， ASTM D2270参考ASTM D7042测定运动粘度。 本次报告将向您介绍如何使用SVMTM 3001 测量在用油，并将测得的数据与ASTMD445进行对比。 2仪器介绍 2.1仪器 对于润滑油粘度测定，使用SVMTM 3001 进行手动进样并配置磁性颗粒清除器。仪器软件可自动进行标准计算和各种附加参数，所有的测试数据可通过U盘或其它传输手段导入到电脑中。 图1 SVMTM 3001 2. 2仪器软件 仪器软件可自动完成所有计算，无需外接电脑。 单点测量可选择四个不同的精度等级可选择是否进行自动重复性，并可选最快速到高精度测量的全范围。密度进样检查，实时的大气压力传感器和全量程粘度修正也可提高密度测量的准确度。 仪器软件可通过40摄氏度和100摄氏度或依据ASTM D341的其它温度点的粘度测定值自动计算粘度指数。 温度扫描，温度表格扫描和时间扫描可以通过温度改变和时间改变测量油品。扫描结果也可作为图形显示。 此外软件也可提供其它几种参数例如赛波特通用和赛氏重油粘度以及鲁棒均值和密度的计算 2.3安装 参照SVMTM 3001 指导手册安装和操作SVMTM 3001在SVMTM3001白的产品列表中找到所有可选配件 3润滑油的测量 3.1样品和仪器准备 不需要特别的样品前处理 如果样品不是从流水线产出的新品，使样品均质化可改善测量的重复性。做如下操作：量取100ml的样品放入烧杯中，盖上实验室膜以避免污染并放入搅拌子低速旋转约5min。 确保测量池密封性良好，清洁和吹干。 3.2设置 SVMTM 3001 单点测量： 依据ASTM D7042 方法：标准 精度等级：“准确” 粘度重复性偏差0.10% 密度重复性偏差0.0002g/cm3 ·5次测量 自动预湿：是的 干燥时间(内置空气泵) 40摄氏度：80秒 100摄氏度：60秒 干燥时间：(外置2bar空气泵) 40摄氏度：40秒 100摄氏度：30秒 自动粘度指数测量： 依据ASTM D7042 ·方法：粘度指数 精度等级“精准” 粘度重复性偏差0.10% 密度重复性偏差 0.0002g/cm3 自动预湿：是的 干燥时间(内置空气泵)和单点测量相同 3.3校准 测量样品之前，推荐进行一次校准。如果必要的话，进行一次校准修正改善再现性。在你标油的粘度范围内使用一个或多个标准值。对于运动粘度值，这可以是认证的标准或内部标准。任何状态下在指定温度下你需要可靠的运动粘度值。 要进行校准的话，请查阅SVMTM 3001 手册。 3.4进样 注射器： 只使用注射器就足够了。永远不要使用有橡胶垫的注射器，橡胶不耐化学腐蚀，且容易吸附气泡。 样品体积： 手动填充SVMTM 3001： 常规5ml进样体积可以不同。 样品处理量： 约8个样品/小时 3.5清洁 3.5.1溶剂 溶剂质量： 任何使用过的溶剂在测量温度下都需要完全吹干。如果使用单一溶剂，溶剂质量应为”化学纯“或”分析纯“。如果使用两种溶剂，只有第二种溶剂需要达到此等级。 清洁石脑油： 所谓的清洁石脑油(一种不含芳烃类溶剂， 以C7、C8、C9的烷烃混合)和沸点范围为100°C至140°C的大多数油的最佳选择。这种普遍的溶剂可在SVMTM 3001 的整个温度范围内使用。 芳香族溶剂： 一些石油样品需要甲苯或二甲苯，因为它们不是(完全)溶于清洁剂的汽油。在这种情况下，清洁石脑油是推荐用于干燥测量池的第二溶剂。如果在你的国家不提供清洁石脑油，甲苯/二甲苯作为第一溶剂和正己烷/正庚烷或类似的碳氢化合物溶剂(混合物)作为第二溶剂。 乙醇，丙酮： 乙醇或丙酮作为第二溶剂不建议使用石油基础油，随后的表面润湿行为的油相比，使用烃类溶剂。乙醇或丙酮作为第二溶剂不建议使用 3.5.2推荐清洗程序更多细节查看SVM操作手册。 ·从测量池中排出样品，使用注射器(推掉或吸回样品) ·用注射器填充约2ml的预洗溶剂。 ·只在粘度测量池中启动转子并再次停止以提高清洗效率。 ·当转子处于旋转状态时，向前推进注射器，采用这种方式可提高密度震荡和粘度测量池的的清洗效率。 ·为避免泄漏，把液体从测量池中吸出。重复此步骤至少一次。 ·在清洗溶剂时重复此步骤直到测量池清洁。 ·用纯净的溶剂进行最后的清洗以去除任何残留。 ·需要足够长的干燥时间以确保溶剂完全吹干。 溶剂消耗： ·常规6ml根据油的粘度和种类用量不同 4结果 本次报告中，使用SVMTM 3001(ASTM D7042)在40和100摄氏度的机油测量数据和乌氏粘度计(ASTM D445)的机油测量数据进行对比。 机油，40摄氏度下测量结果： 表格1：40摄氏度的对比结果 样品 D445* D7042** 偏差 润滑机油 mm²/s mm²/s mm²/s % LU 1409 175.88 175.55 -0.325 -0.18 LU 1401 121.61 121.97 0.357 0.29 LU 1309 124.29 124.19 -0.102 -0，08 LU 1101 113.40 113.15 -0.250 -0.22 机油，100摄氏度下的测量结果： 表格2：100摄氏度下的结果对比 样品 D445* D7042** 偏差 润滑机油 mm²/s mm²/s mm²/s % LU 1409 19.845 19.788 -0.057 -0.29 LU 1401 16.135 16.083 -0.052 -0.32 LU 1309 15.287 15.296 0.009 0.06 LU 1101 15.143 15.113 -0.031 -0.20 *ASTM D445规定对于定制油在40和100摄氏度的再现性(R)为0.76% **/ASTM D7042规定对于定制油在40摄氏度的运动粘度再现性(R) 为0.1087E-01 (x + 10.6)%，在100摄氏度的运动粘度再现性(R)为0.1087E-01 (x + 10.6)%，X是由ASTMD7042测得的结果。 为了提高再现性，用适合的油在您常用的粘度范围进行校准修正是很有帮助的。 5应用文献 ASTM D7042：使用斯塔宾格粘度计测试液体动力粘度与密度的标准测量方法(计算得出粘运动度) EN ISO 3104：石油产品-禾明和不透明的液体-运动粘度的测量和动力粘度的计算。 ASTM D445：对透明和不透明液体运动粘度的标准测试方法(通过计算得出动力粘度) GOST 33-82： 石油产品-运动粘度的测量和动力粘度的计算。 · ASTM D2270：通过40摄氏度和100摄氏度计算粘度指数VI的标准实施规程。 6结论 SVMTM 3001 对于测量润滑油粘度可完全胜任，并可实现2."仪器配置"和3."润滑油的测量"。 常规粘度测定的比较 测量运动粘度的传统方法是玻璃粘度管粘度计。 这种测量可以是手动填充毛细管，手动计时，手动填充毛细管自动计时或是全自动系统。 T表格3：仪器对比 SVMTM 3001 传统玻璃粘度管 一个测量池针对各种样品类型和温度点 针对样品粘度和测量温度选择合适的粘度管 测量依照的标准 ASTM D7042 ASTM D445 进样量 ·手动进样 ·自动进样 大约 溶剂用量 ·手动进样： ·自动进样： 大约 样品处理量 ·手动进样： 大约10个样品/小时自动进样： 大约8个样品/小时 手动填充乌氏粘度管：大约2个样品/小时 安东帕公司联系方式： Tel： +43 316257-0Fax： +43 316257 257support-visco@anton-paar.comwww.anton-paar.com 润滑油一般都是合成油。它们包括矿物，半或全合成基础油(基料)加上不同类型和不同量的添加剂。润滑油的质量取决于基础油的性能和添加剂的性能。基础油不能作为润滑油，因为他们缺乏所需的性能。添加剂是必不可少的，以获得或改善的润滑油性能，例如：粘温性能，保护设备防止磨损和腐蚀，保持发动机的清洁，隔绝像灰尘或磨料的颗粒，在高强度下的屈服强度。添加剂也能抑制发泡和老化等基础油的负性特性。 用一种简单的方法来解释这件事，润滑油是由混合基础油与添加剂混合，直到达到最终油的预期性能为止。 A.1基础油 有六种基础油可作为混合润滑油。 ·组一容积改善基础油 ·组二加氢基础油(加氢油， HC) ·组三常规基础油 (UCBO)，多重加氢工序，高粘度指数(VI) ·组四石油基(PAO)，最基础的传统合成润滑油 ·组五所有不属于组1至IV的润滑油，如烷基萘、酯、聚亚烷基二醇、有机硅、聚丁烯、酯多元醇。他们主要用于制造石油添加剂。 ·组六聚内烯烃(PIO)，在欧洲的一个新的组分，类似于PAOs。 基础油的更多附加信息详见安东帕应用报告(基础油粘度)，见文档NO.C181A019EN。 A.2添加剂 各种添加剂可用于不同润滑条件的混合油。其中一个非常重要组成部分的是粘度调节剂，包括粘度指数VI改进剂和降凝剂。 根据需求，润滑油可包含以下添加剂： ·粘度指数改进剂(VI改进剂，VII) ·降凝剂(PPDS) ·摩擦改进剂 ·(极压添加剂)/ 抗磨损添加剂(AW) ●·耐腐蚀抑制剂 ·分散剂 ·洗涤剂 ·抗氧化剂 ·抗泡剂 ·密封调节器 附录B为什么测量粘度? B.1总览 对于润滑油，一定要测量不同的粘度，对于用过的油，粘度指数(VI)是国标。 B.1.1在100摄氏度下的运动粘度(低剪切速率) 发动机在工作温度时，油处于高温。对应SAE冬季等级的一个最小粘度，对应SAE夏季等级规定的一个粘度范围。通常低剪切运动粘度用依据ASTM D445/ISO3104用玻璃毛细管设备进行测量的。此外，也可依据ASTM D7042使用SVMTM 3001进行测量。 B.1.2粘度指数(VI) 粘度指数VI呈现了油的粘度受温度影响的程度。这是依据ASTM D2270通过40和100摄氏度的运动粘度进行计算的。ASTM D2270是粘度指数标准测量法的参考标准。低粘度指数VI表明随着温度的下改料变，油的粘度会产生很大变化。此种油在低温下粘度很高，但高温下变得很稀。高粘度指数VI正好相反，在温度变化很大时，油粘度的变化很小。 SVMTM 3001可完美的胜任粘度指数VI的测量。它提供了一种测定40和100摄氏度下运动粘度的方法或在不同温度点下并根据所得结果自动计算粘度指数(VI) 在使用过程中，最重要的一种添加剂，粘度指数改进剂(VI改进剂、VII)已在油的粘温特性中显著的影响并恶化其性能。粘度指数改进剂组成的聚合物分子，在寒冷时呈现小型螺旋状。在这种情况下，它们不会增加油的粘度。随着温度上升，分子展开。因此，它们减小了由较高温度引起的粘度下降。在高温下过度的剪切，破坏了降低 由于聚合物分子的行为，在升温或降温状态下粘度指数的测量总会有不同。在粘度指数扫描(从40至100摄氏度)和(从100至40摄氏度)的粘度读数和粘度指数VI结果存在差异。 因此我们建议您在一个温度顺序下做重复测量，最好是从低温至高温。 B.1.3润滑油的其他粘度测量 ·冷粘油 ·引擎启动后的泵油(边界泵界温度； BPT) ·高温高剪切粘度 (HTHSV) 这三个参数SVMTM 3001是无法测量的 B.2 粘度参数和常规粘度 发动机油的粘度参数是运动粘度，规定在100摄氏度下。以及40摄氏度下和粘度指数(VI)作为国标，他们同样也是重要的参数。 依据SAE J300的曲轴箱润滑油粘度规范见表4(摘自全粘度表格标准) 表格4：曲轴箱润滑油--粘度规范 (SAE J300) SAE粘度等级 100摄氏度下低剪 切速率运动粘度 [mm²/s，cSt]最小 100摄氏度下低剪切速率运动粘度 [mm²/s， cSt] 最大 0W 3.8 5W 3.8 10W 4.1 15W 5.6 20W 5.6 25W 9.3 8 4 6.1 12 5 7.1 16 6.1 8.2 20 5.6 9.3 30 9.3 12.5 40 12.5 16.3 40 12.5 16.3 50 16.3 21.9 60 21.9 26.1 对于齿轮箱和驱动轴润滑油， SAE J306规定了在100摄氏度下的低剪切速率运动粘度标准。见表格5(摘自全粘度表格标准) 表格5：齿轮箱润滑油-SAE J306的粘度规范 SAE粘度等级 100摄氏度下的低 剪切运动粘度 [mm²/s， cSt] 最小 100摄氏度下的低 剪切运动粘度 [mm²/s， cSt]最大 70W 4.1 75W 4.1 80W 7.0 85W 11.0 80 7.0 11.0 85 11.0 13.5 90 13.5 18.5 110 18.5 24.0 140 24.0 32.5 190 32.5 41.0 250 41.0 所有其它油都收录在在ISO3448的国际标准。这个标准收录了从2平方毫米/秒到1500平方毫米/秒的18种粘度等级(ISO VG)，每个粘度等级规定的中心粘度为40摄氏度，正负10%最大允差，这样，你将在40°C得到一个可接受的粘度范围.见表格6 ISO粘度等级(摘自全粘度规格表)。 表格6：依据ISO3448的油品粘度等级 ISO 粘度等级 40摄氏度下的中心点粘度 100摄氏度下的低剪 切速率运动粘度 [mm²/s，cSt]分钟为单位 [mm²/s；cSt] 最小 最大 ISO VG 2 ISO VG 3ISO VG 5 2.2 3.2 4.6 1.982.88 4.14 2.42 3.52 5.06 ISO VG7ISO VG 10ISOVG 15 6.8 1015 6.12 9.0 13.5 7.4811.0 16.5 ISO VG 22ISOVG 32ISOVG 46 22 3246 19.8 28.8 41.4 24.2 35.2 50.6 ISO VG 68ISO VG 100ISO VG 150 68 100150 61.2 90.0 135 74.8 110 165 ISO VG 220ISO VG 320 ISO VG 460 220 320460 198 288414 242 352 506 尽管有许多其它油的规格标准，粘度规格还是或多或少的分别涉及SAE J300/J306 或ISO3448。制造商标准(OEM标准)和军方标准有时比国家标准的规定更严格。 B.3润滑油规范标准 规范细节详见以下标准： ·SAE J300 汽车机油粘度 ·SAE J306 汽车齿轮油粘度 ·ISO3448工业润滑油 ISO粘度等级 ·SAE J2360-商用和军用汽车齿轮润滑油 · SAE J1423-新能源客车，货车发动机润滑油的分类、越野车和轻型卡车 ·ACE：AA(欧洲汽车制造商协会)欧洲油序列(2012年)：汽油发动机油，轻质柴油机发动机：以及工作过的设备和重负荷柴油机。 ·API(美国石油学会)发动机分类填充油为汽油、轻柴油机和重型柴油机。 ( ·Mil - L-2105D齿轮润滑油-军事规格、多用途；MIL - PRF -2105E齿轮润滑油性能规范、多用途 ) ·Mil-L- 2104F -军事规格润滑油、内燃机、战斗/服役；MIL - PRF - 2104H-性能规范润滑油，内燃机，战斗/服役 · ILSAC GF GF- 4/5载人车辆发动机油的性能标准(国际润滑剂规范咨询委员会) ·AGMA (美国齿轮油协会) d94/9005-E02工业齿轮润滑油 汽车制造商标准(OEM标准)，例如： MB229.51， MAN342， VW506.01， 雷诺RN 0710， 克莱斯勒MS - 11106， PSA B 712290 9.55535-s1，菲亚特，福特WSS M2C913-C和更多。 使用传统运动粘度计测量在用油(见图3；使用手动或自动操作)依据ASTM D445， ASTM D7279 或ISO3104. 运动粘度值是由流动时间乘以毛细管常数得出，若有必要还须将修正系数代入。 0 图2 玻璃粘度管式粘度计(乌氏型)) C.2 SVMTM 3001 的粘度测量 这种方法 (ASTM D7042)测定动力粘度，运动粘度和密度。在图4中粘度测定原理可见：填充样品的转子在铜腔中已所控速度转动。在转子中，存在一个磁体轻质转子，漂浮在样品中，不受摩擦力的影响。此低密度轻质转子是由流体的剪切力和离心力驱动的。转子受磁场中涡流的影响，使转子减速。最终形成了平衡转速。这就是动力粘度的测量原理。 1 用U型振荡管法测量流体密度，并自动计算运动粘度。 图3 SVMTM 3001 的粘度测量原理 11.测量管 2.液体样品 3.转子 4.磁子 5.外管(铜材质) 6.霍尔效应探头 7.预设的恒定转速 8.转子转速 AN-Awww.anton-paar.com 多参数测量SVM™ 为我们的客户提供市场上独一无二的特殊解决方案：不仅测量粘度，更可通过单次注射直接获得多个参数。从运动粘度、动力粘度再到密度测量以及更多—更多丰富的选择。SVM™ 3001 或 SVM™ 4001 测量的每一个参数均遵循以下业界标准。运动粘度 (NB/SH/T 0870-2013、ASTM D7042、EN16896、DIN 51659)密度 (GB/T 29617-2013、EN ISO 12185、ASTM D4052、IP 365)动力粘度 (NB/SH/T 0870-2013、ASTM D7042)粘度指数 (VI) (ISO 2909, ASTM D2270)API 度 (ISO 91, API 2540, ASTM D1250, IP 200)赛氏粘度 (ASTM D2161)操作极其简单SVM™ 系列提供无与伦比的操作便捷性，全中文操作大屏幕，从最初的仪器启动到仪器的维护，您都能轻松完成。这些设备均经过出厂校正，可立即投入使用。将样品从注射器注入后即可开始测量。在测量时，SVM™ 仪器可保证安全且简便的操作，不会出现任何泄漏或破损。此外，轻松使用洗涤瓶清洁，可提高工作效率。很少的样品和溶剂量SVM™ 系列的突出特点即为它仅需很少的样品和溶剂量就可获得精确的测量结果。这不仅简化了测量流程，而且还可以大大降低测量成本--仅需 1.5 ml 的样品量和非常少量的清洗溶剂。可大大减少清理成本。因此，SVM™ 仪器给人留下深刻印象的不只是它的卓越性能，还有它的可持续性。宽温度测量范围我们的 SVM™ 系列仪器可在较宽的温度范围内测量粘度和密度。在 -60 °C 到 +135 °C 的范围内，SVM™ 3001 可测量航空燃油、柴油、润滑油以及石蜡，无需更换测量系统。通过内置空气冷却（无外部冷却），温度可降低至 -20 °C。通过使用外部冷却（水/乙二醇混合物），温度可降低至 -60 °C，无需使用易燃液体。一个测量池——适用于各类样品SVM™ 系列提供一个测量池，适用于所有粘度、密度和温度范围，只需一个步骤即可完成样品测量。这意味着不同粘度的样品，如航煤，润滑油，重质燃料油和石蜡，都可以使用一个集成的测量池来搞定，特别是对于一些与此相关的测量实验室来说。此外，用户可使用 SVM™ 3001 进行温度扫描，并获取比如样品低温流动性等特性信息。SVM™ 如果和 71 位的自动进样器连用，这意味着您可以自由的去执行其它的重要任务了。