润滑油中黏度检测方案(粘度计)

：：：应用报告 更换机油的最佳时机? SVMTM 会告诉您答案 相矣行业：在用油分析实验室·油品运输公司，工业或建筑机械工程公司，风力公司，以及润滑油研发等.使用安东帕 SVMTM3001，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ASTMD2270计算粘度指数 (VI) 1 引言 粘度是评价润滑油质量的一个重要指标。同一种润滑油·使用过的相比未使用过的·VI(粘度指数)更低，且粘度产生变化。VI指数越低·油受到温度变化的影响就越明显· 因此·润滑油的粘度或粘度指数VI是相比使用润滑油的里程数或使用时间更可靠的指标。评价使用过的润滑油是很必要的。 .100°℃下的运动粘度f同时计算 ·40°℃下的运动粘度通过两个参数可以计算 。粘度指数(V·依据ASTM D2270)此外·在用油分析也可以测试各种其它参数。 安东帕提供斯塔宾塔粘度计TMSVMTM 3001 依据ASTM D7042 中的 DIN 51659-2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。 2.1仪器 对于在用油粘度测定，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· 图一 SVMTM 3001配置磁性颗粒清除器 磁性颗粒清除器(MPT) 推荐用此配置测量在用油。如果不配置磁性颗粒清除器·铁磁性颗粒会聚集在内转子颗粒内，会影响转子转速从而影响测量结果。大量的磁性颗粒还会将转子卡住。 磁性颗粒清除器采用电加热(约80摄氏度)。可在进样和优化功能：从样品中吸附磁性颗粒降低样品粘度·同时磁铁永远不会解除样品。设备的使用和维护都很简单。 图二磁性颗粒清除器 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。 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。此外·仪器还可计算其它参数·比如： 剪切速率和剪切应力 ·不同温度点下的API密度 ·不同温度点下的API比重 ·不同温度点下的API度 塞波特粘度 以及更多 2.3安装 参照SVMTM 3001指导手册安装和操作 SVMTM3001 参照 SVMTM 3001手册使用带有磁性颗粒清除器的仪器 在 SVMTM 3001的产品列表中找到所有可选配件 3 在用油的测量 3.1样品和仪器准备使用过的润滑油总需要进行一些样品处理。根据在用油的来源·需采用不同的处理方式进行测量。 在处理后·样品应马上进行测量以避免可能的分离。若样品中有铁磁性颗粒，需要用的磁性颗粒清除器器。 3.1.1均质样品 在用油往往很不稳定·如果取出它们后不马上测量的话·就需要均质化。 在原有溶液中搅拌样品·例如在磁力搅拌器上低速旋转约5至10分钟(去除气泡)。然后取出立即进行测试。 3.1.2样品含有大量碎屑和其它固体污染物 这些污染物包含金属碎屑和固体燃烧残留物。用合 适的筛网或过滤器去除较粗的颗粒·最大粒径不应超过直径200um·这样足以消除颗粒对样品产生的影响(ASTMD7042和D445 标准上建议为75um)。 只移除大于允许尺寸的粒径。过多的去除颗粒会影响测量结果 3.1.3冷却样品或燃料含量 在用油可包含冷却液或可被为燃尽的燃料稀释。大多数情况下在100摄氏度即使在低精度等级做水和油都会造成数据无效·这是由于水和油的气化造成的。但污染物也不能被清除(例如煮沸样品)·因为这会影响测量结果。 为了得到诸如此类样品的测试结果·建议实验条件低于100摄氏度。当选择方法是“粘度指数”时推荐这样做·因为两个温度是外推的。 3.2设置 缓慢的将样品通过 MPT 注入至测量池中。首次注入需要约2.5ml左右。缓慢注入会使 MPT更有效的捕集磁性颗粒。 单点测量模式： 依据DIN 551659-2 ·方法：标准 ·精度等级“快速" 粘度重复性偏差 0.50% ·密度重复性偏差 0.0005g/cm3 。5次测量 ·自动预湿：是的 。二干燥时间(内置空气泵) 40摄氏度：80 秒 100摄氏度：60秒 自动粘度指数测量： 依据 ASTM D7042 ·方法：粘度指数·精度等级“精确" ·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)：和单点测量一样 3.3交准 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。 你可在40和100摄氏度之间输入不同的温度。仪器在所选择的温度下进行测量，计算粘度和密度，以及依据 ASTM D341计算40和100摄氏度标准温度下的粘度·以及依据 ASTMD7042进行线性外推的密度。依据 ASTM D2270 通过40和100摄氏度计算粘度指数Ⅵ。尽可能贴近标准粘度指数的温度来选择温度点已达到最好的精度。两个温度点间的最小距离为20摄氏度。 3.4进样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。 确保磁性颗粒清除器已连接好且已达到工作温度。 将注射器注满样品通过鲁尔接头放置在磁性颗粒清除器上。 所需样品量： ·通常需要5ml样品体积可能不同。 3.5清洁 3.5.1溶剂 为了在在用油测量后清洁测量池·推荐使用两种溶剂颗粒物的预洗 使用一定粘度的洗液如 ·煤油或 ·低粘度油(约VG2的ISO粘度标准) 用来预清洗测量池。此液体对于固体污染物如灰尘和其它颗粒是一种载体物质·低粘度油移除油性组分并在测量表面留下灰尘颗粒和其它污染物 对于预洗溶剂的质量和清洁度是没有要求的，任何廉价油即可。 清洗并吹干： 所谓的清洁汽油(一种不含芳烃的溶剂·以C7·C8·C9烷烃混合物为主)沸程在100至140摄氏度为最佳。通常溶剂剂100摄氏度时使用。 或者也可使用混合甲苯·异丙醇(50：50)。 溶剂质量等级应为“化学纯”或“色谱纯” 不要使用乙醇或丙酮作为清洗液·因为与油不能很好的互溶·推荐使用烃类溶剂。 3.5.2合理的清洗步骤 详情参见SVMTM 3001手 册 。当把 MPT 管路从测量池上断开时避免样品泄露·使用注射器抽空气排出样品或将样品抽回使用过的注射器中。 清洗磁性颗粒清除器 MPT： 。从测量池上移除 MPT 管路并将其连接到废液缸中。 打开 MPT 后盖上的开矣，按住并注入预洗溶 剂至测量池·直到变得清洁(使用注射器)。。用清洗溶剂清洗 MPT。 开打空气泵开开并吹干 MPT。 清洗测量单元： 对于灰尘或相似颗粒物·使用预洗溶剂后用清洁溶剂清洗在吹干。要清洗掉无颗粒的油·推荐清洗程序，使用溶剂进行清洗和吹干。 。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· 溶剂用量： ·通常10ml (可根据不同油品的污染程度) 4结果 在此报告中，使用 SVMTM 3001 (ASTMD7042)在40和100摄氏度下的在用柴油机油的测量数据以及乌氏粘度管粘度计(ASTM D445)在40和100摄氏度下测量数据的对比。 在用柴油机油·在40摄氏度下的结果： ·用注射器填充约2ml的预洗溶剂。 表格1：ASTMD445· D7279 与 D7042在40度下的对比结果 样品 D7042 D445 D7279 R (D445) R(D7279) Idev D7042 toD445 dev D7042 toD7279 在用油 mm²/s mm²/s mm²/s % % % % ISDO 1307 124.03 124.70 125.25 0.960 5.216 -0.54 -0.98 ISDO 1407 65.433 65.590 65.261 1.044 1.263 -0.24 0.26 IDSO1211 98.041 97.640 98.212 1.587 2.313 0.41 -0.17 ISDO 1203 105.68 105.70 105.68 1.141 1.776 -0.02 -0.01 在用柴油机油·在100摄氏度下进行测试： 表2：AASTM ID445，D7279VSD7042 样品 D445* D7042 D7279 R(D445) R(D7279) dev D7042 toD445 dev D7042 toD7279 在用油 mm²/s mm²/s mm²/s % % % % ISDO 1307 14.740 14.699 14.742 0.285 0.435 -0.28 -0.29 ISDO 1407 10.439 10.446 10.535 0.130 0.416 0.06 -0.86 IDSO 1211 13.640 13.695 13.750 0.104 0.352 0.04 -0.40 ISDO 1203 12.250 12.215 14.276 0.180 0.485 -0.24 -0.36 ASTM D445的再现性(R)只针对新油而对于在用油没有值。可使用 ASTM 水平测试系统(PTP)作为一个替代结果。 在您的测定粘度范围内进行校准修正对提高再现性是有帮助的。 5应用文献 · DIN 52659-2：润滑油-测试方法-第2部分-吏用斯塔宾格粘度计测量润滑在用油的运动粘度。 ·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(计算得出运动粘度) ·ENISO3104：石油产品-透明和不透明的液体-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 30013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."在用油的测量” 以下表格是 SVMTM 3001和玻璃粘度管式粘度计的对比图· 表格3：仪器比较 SVMTM 3001 传统玻璃粘度管式粘度计 在一个测量池中完 成对不同温度和不 同样品类型的测量 针对测量温度和样品粘度需要选 用合适的粘度管 测量依据的标准 ASTM D7042 ASTM D445 样品用量 手动进样：通常5ml 约12至13ml 溶剂用量 约8至15ml 约50至60ml 样品测试能力 标准(单点)测量模式：快速：约10个样品/小时精确：约8个样品/小时粘度指数(扫描)：精确：约3个样品/小时 手动填充乌氏粘度管：约2个样品/小时 关于安东帕 安东帕公司作为密度、浓度、二氧化碳和流变测量的技术引领者，始终为全球工业和科研客户提供最合适的仪器。同时，依托仪器领域的百年经验，我们为食品饮料、石油石化、制药、高校科研、质检、商检、药检和出入境检验检疫等领域提供量身定制的检测解决方案。我们的产品及服务涵盖实验室与过程应用中的密度、浓度和温度测量技术、旋光及折光仪等高精密光学仪器、微波消解、萃取及合成等样品前处理技术、黏度计及流变仪、闪点、馏程分析等石油石化产品测试仪器、以及研究材料特性及表面力学性能的测试仪器等。 附录A-在用油分析 在使用中，润滑油将受到高温·燃料稀释，氧化·水含量·燃烧残留物·磨损，灰尘或更多。这种改变或破坏了润滑油的结构。 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、Ⅵ)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·破坏了降低粘度的分子。 此外·TBN(总碱值)减小·油不能中和酸性燃烧产物。这增加了 TAN(总酸值)·从而加剧了机械的腐蚀磨损。进一步保持颗粒悬浮液减少。污染物烟尘、灰或污泥降会堵塞油路。 在用油分析包括大量的测试，其中运动粘度是一个矣键参数。根据机械的类型(内燃机、齿轮、工业机械等)，进行不同的检查，可对机油和机械的情况进行分析。 附录B为什么测量粘度? 油在长期使用时会改变粘度。 烟尘、铅、水/冷却液·发动机的金属碎片·高温作业·灰尘·硅酸盐会使粘度增加。 燃油稀释·过速运行会使粘度降低。粘度的改变 成为机器可能出现问题的一个指标·粘度测量不能完全反映出问题，还需要进行更近一步的测试。但对干粘度监测·一方面可防止机械造成9 对于度监测，损坏，另一方面可以延长油的更换周期·这对于大型机械的维护成本影响很大。 B.1参数 对于在用油·运动粘度测定。超过国标中的粘度指数(Ⅵ) IC机油 对于内燃机在用油的粘度通常在100摄氏度下进行测量，所测结果与 SAE 夏季粘度值进行比较(见表格4)。对于发动机·在100摄氏度的运动粘度上下有相应的警告和临界限值。 上限： 警告限值+10%·运动粘度临界限值+20% 下限： 警告限值-5%·运动粘度临界限值-10% 工业油 与之相反·使用过的工业油的运动粘度(ISO等级油大多数都是在40摄氏度下测量·与ISO粘度表格进行对比并一定要处于最大和最小等级中(见表格5) 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.1.1粘度指数(ⅥI) 粘度指数ⅥI呈现了油的粘度受温度影响的程度。这是依据 ASTMD2270 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ⅥI表明随着温度的改变，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ⅥI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) B.2粘度表格 IC 机油 发动机在工作时，机油具有很高的温度。对于SAE (冬季等级)一个最小粘度·对于 SAE(夏季等级)一个指定粘度范围。表格4展示SAEJ300的粘度规格摘录： 表格4：曲轴箱润滑油-粘度规格(SAE J300) SAE粘度等级 100摄氏度下的低 剪切速率运动粘度最小 100摄氏度下低剪切速率的运动粘度 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 齿轮油的粘度可在 SAEJ306中找到。 工业油·液压油 在ISO3448标准中可查到所有其它发动机和变速箱油。此标准收录了从2 mm2/s 至1500mm2/s的18种粘度级别(ISO VG)。每个级别是在40度的核心粘度值·以及正负10%的最大允差。这样你可以得到40摄氏度时的可接受的粘度范围·查看表格 5--ISO粘度等级(全粘度规格表节选) 表格5：依据ISO3448 的油的不同粘度等级 ISO粘度等级 40摄氏度下的粘度中心点 率运动粘度 Min. 100摄氏度下的低剪切速 [mm²/s， cSt] 最小 Max. ISO VG 2ISO VG 3ISO VG 5 2.2 3.2 4.6 1.98 2.88 4.14 2.42 3.52 5.06 ISO VG 7ISOVG 10ISOVG15 6.8 10 15 6.12 9.0 13.5 7.48 11.0 16.5 ISO VG 22ISOVG 32ISO VG46 22 32 46 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 460 220 320 460 198 288414 242 352506 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· 附录：：： 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· 图四SVMTM 3001的粘度测量原理 1.测量管 2.液体样品 3.转子 4.磁子 5.外管(铜材质) 6.霍尔效应传感器 7.预设的恒定转速 8.转子转速 AN-Awww.anton-paar.com 更换机油的最佳时机？ SVM™ 会告诉您答案相关行业： 在用油分析实验室，油品运输公司，工业或建筑机械工程公 司，风力公司，以及润滑油研发等......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