Viskozitní index základových olejů a maziv s SVM 4001

Základní oleje jsou hlavní složkou pro vývoj maziv. Maziva se používají v různých průmyslových odvětvích a musí splňovat různé požadavky. Kinematická viskozita a viskozitní index jsou nejdůležitější parametry pro základové oleje i maziva. Viskozimetr Anton Paar SVM 4001 je ideálním řešením pro měření viskozity při dvou teplotách a výpočet viskozitního indexu.

1. Proč měřit viskozitu a určovat viskozitní index?

Kinematická viskozita při 40 a 100 °C je vstupním parametrem pro výpočet viskozitního indexu (VI) podle ASTM D2270.
VI ukazuje vliv teploty na viskozitu oleje a je důležitým parametrem určujícím vlastnosti maziv.
Nízký VI znamená, že viskozita se výrazně mění s teplotou. Tento olej je vysoce viskózní při nízkých teplotách a dosti kapalný při vysokých teplotách.
Vysoký VI znamená opak: viskozita se s teplotou v širokém teplotním rozsahu mění jen nepatrně.
Tato zpráva popisuje, jak měřit viskozitu základových olejů a maziv v jediném nástřiku vzorku současně při 40 a 100 °C. Z těchto údajů se automaticky vypočítá index viskozity.

2. Jaký nástroj byl použit?

Viskozimetr SVM 4001 je pro taková měření nejlepším řešením. SVM 4001 je vybaven dvěma páry kyvet pro měření viskozity a hustoty, které jsou plněny v jednom vstupu.
ochutnat. Teplota spodního páru článků je 40 °C, horního 100 °C. Kromě měření při těchto dvou teplotách lze v případě potřeby provádět měření viskozity také při jiných teplotách v rozsahu měření (např. 50 °C a 80 °C). Software přístroje vypočítá požadované hodnoty viskozity při 40 a 100 °C na základě výsledků získaných v souladu s ASTM D341 a automaticky vypočítá viskozitní index.
Vestavěné hustotní buňky SVM 4001 měří hustotu podle ASTM D4052 nebo ISO 12185 současně s měřením viskozity. Kromě toho jsou výpočty API gravitace jako funkce teploty integrovány do softwaru přístroje a lze je zobrazit.
Uživatelé si mohou vybrat ze čtyř tříd přesnosti v závislosti na vzorku a požadavcích na přesnost, což také ovlivňuje dobu měření.

3. Jaké vzorky měřit?

Testuje se pět základových olejů kvalifikovaných podle ASTM PTP a tři komerčně dostupné mazací oleje připravené k použití.
Tabulka 1: Testovací vzorky

4. Měření vzorků

4.1 Parametry zařízení

• Metoda: Výpočet viskozitního indexu
• Režimy měření: Opakovat
• Třída přesnosti: Přesná
• Chyba opakovaných měření viskozity: 0.10 %
• Chyba opakovaných měření hustoty: 0,0002 g/cm³
• Automatické předvlhčování: ano

4.2 Kalibrace

Používejte pouze kalibrované zařízení. Kalibrace by měla být prováděna pravidelně pomocí certifikovaných referenčních standardů. Podle ASTM D7042 musí být referenční normy certifikovány laboratoří, která je v souladu s ISO/IEC 17025 nebo příslušnou národní normou. Rozsah viskozitních standardů musí být v rozsahu měření viskozimetru. Přesnost standardů hustoty musí být alespoň 0,0001 g/cm3. Pro každou certifikovanou hodnotu musí být uvedena nejistota (k = 2; 95% interval spolehlivosti). Použijte jeden nebo více standardů v rozsahu viskozity vašeho vzorku. V případě potřeby použijte kalibrační úpravu pro zlepšení reprodukovatelnosti. Chcete-li provést kalibraci, přečtěte si prosím návod k použití SVM X001.

4.3 Příprava vzorku

Homogenizace vzorku pomůže zlepšit opakovatelnost měření. Postupujte následovně: Do skleněné kádinky odeberte přibližně 100 ml vzorku, zakryjte ji
laboratorní film, aby se zabránilo kontaminaci, a vzorek míchejte na magnetické míchačce při nízké rychlosti po dobu přibližně 5 min.

4.4 Plnění

K plnění vzorku se doporučuje použít jednorázové stříkačky o objemu 10 ml. Nikdy nepoužívejte stříkačky s pryžovým těsněním, protože pryž není chemicky
odolné a takové injekční stříkačky mají tendenci podporovat tvorbu plynových bublin. Ujistěte se, že měřicí cely jsou čisté, suché a utěsněné. Nejprve nalijte přibližně 2,5 ml vzorku. Po předvlhčení přidejte alespoň 1 ml nebo dokud vzorek v odpadní hadici nebude bez bublinek. Obvykle je vyžadováno 6 až 8 ml vzorku (včetně předvlhčení a doplnění), objem se může lišit v závislosti na vzorku.

4.5 Čištění

4.5.1 Rozpouštědla

Benzín 100/140 (alifatické uhlovodíkové rozpouštědlo, směs převážně C7, C8, C9 H-alkanů s rozsahem varu od 100 °C do 140 °C, resp. od 212 °F do 284 °F) je univerzální rozpouštědlo pro čištění v širokém rozsahu teplot. Ujistěte se, že bod varu rozpouštědla je vyšší než teplota měření. V opačném případě může nedostatečné čištění vysokoteplotní horní cely ovlivnit výsledky měření. Potřebný objem rozpouštědla je obvykle 9 až 12 ml na vzorek. V každém případě musí být použité rozpouštědlo při teplotě měření zcela suché. Je-li použito jediné rozpouštědlo, musí být „čistota pro činidlo“ nebo „čistota pro analýzu“. Pokud jsou použita dvě rozpouštědla, mělo by tento parametr splňovat pouze druhé. Některé vzorky oleje vyžadují použití aromatických rozpouštědel, jako je toluen nebo xylen, protože tyto vzorky nejsou (zcela) rozpustné v benzínu.
První použité rozpouštědlo je aromatické rozpouštědlo a druhé rozpouštědlo je alifatické uhlovodíkové rozpouštědlo. Vyhněte se použití acetonu a ethanolu, protože tato rozpouštědla začínají vřít při teplotách pod teplotou horní komory.

4.5.2 Proces čištění

• Stisknutím tlačítka čištění otevřete čistou obrazovku. Tuto obrazovku použijte během procesu čištění.
• Vyjměte vzorek z jamek (vytlačte jej vzduchem pomocí injekční stříkačky).
• Přidejte přibližně 3 ml rozpouštědla pomocí stříkačky a nechte stříkačku připojenou.
• Stiskněte tlačítko otáček motoru pro zlepšení čištění ve viskozitních buňkách. Čisticí obrazovka ukáže viskozitu směsi rozpouštědla a vzorku v kyvetách. Hodnota hustoty ukazuje, zda jsou buňky správně naplněny rozpouštědlem. Zastavte motor.
• Pohybujte pístem injekční stříkačky nahoru a dolů, abyste zlepšili účinnost čištění jak v buňkách s hustotou, tak s viskozitou.
• Zapněte na několik sekund vzduchové čerpadlo, abyste odstranili směs vzorku a rozpouštědla.
• Postup čištění opakujte, dokud hodnota viskozity zobrazená na obrazovce čištění nebude odpovídat hodnotě viskozity rozpouštědla.
• Proveďte závěrečné opláchnutí rychle schnoucím rozpouštědlem, abyste odstranili všechny zbytky.
• — Věnujte pozornost čisticí obrazovce. Vysušte měřicí cely, dokud se hodnota čištění nezbarví zeleně a zůstane trvale zelená pro oba páry článků.

5 Výsledky

Všechny vzorky byly podrobeny opakovaným měřením v souladu s ASTM D7042. Na základě spolehlivých výsledků (n = 11) se vypočte průměr a standardní odchylka a zobrazí se v tabulkách níže. Všechny vzorky vykazovaly dobrou opakovatelnost, o čemž svědčí hodnoty směrodatné odchylky.

5.1 Základní oleje

Získané výsledky byly porovnány s referenčními hodnotami ASTM PTP (Proficiency Testing Program) stanovenými v souladu s ASTM D445. Absolutní chyba mezi výsledky SVM 4001 a výsledky ASTM PTP je v rámci chyby měření SVM ±0.35 %.
40 °C:

Tabulka 2: Kinematická viskozita základových olejů při 40 °C

Tabulka 3: Kinematická viskozita základových olejů při 100 °C

Viskozitní index (ASTM D2270):

Tabulka 4: Viskozitní index základových olejů

Většina základových olejů má obvykle poměrně nízký index VI ve srovnání s konečnými produkty. Čím více se viskozita mění s rostoucí teplotou, tím nižší je VI. Existují také rozdíly v závislosti na skupině základových olejů, do které patří. Například BO1412 a BO1312 mají podobné hodnoty kinematické viskozity při 40 °C. Při 100 °C je kinematická viskozita BO1312 přibližně o 9 % vyšší než u BO1412. Oleje vykazují podobnou závislost na teplotě. Ale IV BO1312 je přibližně o 30 % vyšší než IV BO1412. Olej BO1412 může patřit do skupiny základních olejů I nebo II (VI od 80 do 120) a BO1312 do skupin III nebo IV (VI > 120).

Obrázek 2: Kinematická viskozita a VI základových olejů

5.2 Maziva

Výsledky jsou porovnány s údaji uvedenými v technickém listu produktu. Tyto hodnoty jsou deklarovány výrobcem a mohou se mírně lišit v závislosti na
dávky oleje. Hodnoty hodnocení se obvykle získávají měřením v souladu s ASTM D445.
40 °C:

Tabulka 5: Kinematická viskozita maziv při 40 °C

Tabulka 6: Kinematická viskozita maziv při 100 °C

Viskozitní index (ASTM D2270):

Tabulka 7: Viskozitní index maziv

Obrázek 3: Kinematická viskozita a VI maziv

Maziva připravená k použití obsahují různé přísady, které ideálně vyvažují vlastnosti materiálů pro jejich následné použití. aditiva,
Zlepšováky VI (jedná se především o polymery s různými teplotními vlastnostmi) jsou hlavní složkou maziv připravených k použití. Oni
udržovat změnu viskozity s teplotou tak nízkou, jak je to nutné, a proto posouvat index viskozity, jak je znázorněno na obr. 4.

Obrázek 4: Porovnání IV základních olejů a olejů připravených k použití

Specifikace SAE:
Automobilové motorové oleje měřené v souladu s ASTM D7042 splňují specifikace SAE J300, převodové oleje splňují specifikace SAE J306. Pro kapaliny pro automatické převodovky definuje SAE J311 několik parametrů, ale obecně musí parametry kapaliny splňovat specifikace výrobců (OEM).
Požadavky specifikace SAE při 100 °C:

Tabulka 8: Soulad kinematické viskozity maziv s požadavky specifikace SAE

6. Závěry

SVM 4001 je ideální pro stanovení kinematické viskozity a výpočet viskozitního indexu. Ujistěte se, že zařízení a nastavení jsou správné.
tuto zprávu (viz část 4 – „Vzorky měření“). Hodnoty viskozity jsou získány v souladu s ASTM D7042. Výsledky prokazují vynikající opakovatelnost a
jsou v souladu s požadavky ASTM D445.

Obrázek 5: SVM 4001 – Nejlepší řešení pro měření viskozitního indexu