在用油運(yùn)動(dòng)粘度不同測(cè)定方法的比較

引言

  粘度是流體粘滯性的一種量度，是流體流動(dòng)力對(duì)其內(nèi)部摩擦現(xiàn)象的一種表示，是油品特別是潤(rùn)滑油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)種的重要項(xiàng)目之一。粘度在油品生產(chǎn)過(guò)程中，工藝控制，輸送性能以及使用時(shí)的操作性有重要的指導(dǎo)價(jià)值。我們常用粘度來(lái)確定油品的性能、質(zhì)量和用度。

  目前運(yùn)動(dòng)粘度的測(cè)定常采用的方法是GB/T265-1988[1]（石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定法和動(dòng)力粘度計(jì)算法）和GB/T11137-1989[2]（深色石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定法（逆流法）和動(dòng)力粘度計(jì)算法），均采用手動(dòng)法進(jìn)行測(cè)定，取樣及清洗工作復(fù)雜，測(cè)定時(shí)間較長(zhǎng)，不適合大批量樣品的準(zhǔn)確快速的測(cè)定。而美國(guó)斯派超 SpectroVISC Q300自動(dòng)粘度儀采用的標(biāo)準(zhǔn)方法為ASTM D7279-14a（用自動(dòng)粘度計(jì)測(cè)定透明和不透明液體運(yùn)動(dòng)粘度的測(cè)試方法），操作簡(jiǎn)便、快速、測(cè)定結(jié)果精度高，用于實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)能極大提高檢測(cè)效率和檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

一、兩種不同的測(cè)試儀器

1、美國(guó)斯派超 Spectro Inc.自動(dòng)快速運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)Spectro-Visc

  SpectroVISC Q300 是一款臺(tái)式半自動(dòng)運(yùn)動(dòng)粘度分析儀，專門用于分析在用潤(rùn)滑油和新潤(rùn)滑油的粘度指標(biāo)。Q300粘度測(cè)試范圍內(nèi)：2-1500mm²/s，適用于透明及不透明液體運(yùn)動(dòng)粘度的測(cè)定。Q300粘度分析儀，油恒溫浴（帶循環(huán)加熱器）和控制柜組成。恒溫浴內(nèi)有4根折式粘度管（彼此獨(dú)立工作），內(nèi)置光學(xué)傳感器，用以檢測(cè)油液流經(jīng)粘度管的流速。通過(guò)控制面板上的LCD顯示屏，操作者可以實(shí)時(shí)了解儀器工作信息；安裝在控制面版上的LED燈，用以表征每根測(cè)試管的當(dāng)前工作狀態(tài)。Q300可選配外接計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，用以存儲(chǔ)及處理測(cè)量數(shù)據(jù)。

2、上海中田KV-5S運(yùn)動(dòng)粘度恒溫槽

  可根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)需求，使用不同粘度計(jì)，只需配用相應(yīng)粘度計(jì)夾座即可。（由用戶指定所需粘度計(jì)形式）溫度設(shè)定為20、40、50、80、100攝氏度5點(diǎn)隨意切換。圓形玻璃浴缸和控制箱一體化，四個(gè)粘度計(jì)試驗(yàn)孔。

二、工作原理

  在恒定溫度下，一定體積的液體在重力下流過(guò)一個(gè)標(biāo)定好的玻璃毛細(xì)管粘度計(jì)的時(shí)間，粘度計(jì)的毛細(xì)管常熟與流動(dòng)時(shí)間的乘積，即為該溫度下液體的運(yùn)動(dòng)粘度。

  在Q300自動(dòng)粘度測(cè)定中，運(yùn)動(dòng)粘度的計(jì)算基于以下公式：

  V=C*t

  式中：V--運(yùn)動(dòng)粘度，mm²/s；C--粘度系數(shù)，mm²/s²；t--試樣的流動(dòng)時(shí)間，s

  每根粘度管都需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（帶認(rèn)證的）進(jìn)行驗(yàn)證。測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度應(yīng)不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值±0.5%，如果超過(guò)，應(yīng)重新分析標(biāo)準(zhǔn)樣。如果該值仍然是超出范圍，應(yīng)檢查所有的控制該粘度管系統(tǒng)設(shè)置，并檢查程序中每一步，包括溫度測(cè)量裝置和粘度計(jì)標(biāo)定等溯源誤差來(lái)源。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1、自動(dòng)粘度儀檢測(cè)

  儀器自動(dòng)清洗完準(zhǔn)備就緒，用取樣槍吸取0.5Ml樣品注入粘度管中，儀器自動(dòng)計(jì)算樣品流動(dòng)時(shí)間，計(jì)算所得的樣品粘度自動(dòng)導(dǎo)入與儀器相連的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

2、手動(dòng)粘度儀檢測(cè)

  根據(jù)樣品粘度大小，選擇合適的粘度管（流動(dòng)時(shí)間不小于200s），在恒溫浴缸恒溫后，記錄樣品流動(dòng)時(shí)間，根據(jù)公式計(jì)算相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)粘度，并記錄在本子上。

四、結(jié)果與討論

  通過(guò)一些特殊樣品測(cè)定的對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)自動(dòng)粘度測(cè)定儀有一些限制：

  1、當(dāng)樣品不均勻時(shí)，自動(dòng)取樣量較少，數(shù)據(jù)的代表性不強(qiáng)。

  2、自動(dòng)粘度儀連接的是單溶劑清洗系統(tǒng)，有時(shí)粘度管會(huì)清洗不干凈，影響下一個(gè)樣品的測(cè)定。

  3、樣品渾濁，與恒溫浴缸的顏色接近，光學(xué)傳感器無(wú)法感應(yīng)樣品，導(dǎo)致檢測(cè)失敗。

  4、樣品含水或含氣，自動(dòng)無(wú)法檢測(cè)。

  5、樣品含有少量水或樣品較臟，自動(dòng)測(cè)定和手動(dòng)測(cè)定的結(jié)果會(huì)有一定的差異。

五、結(jié)論

  1、通過(guò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室中自動(dòng)粘度儀的精密度是符合ASTM D 7279方法對(duì)精密度的要求，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)結(jié)果測(cè)試符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。

  2、自動(dòng)ASTM7279測(cè)定結(jié)果均符合國(guó)際GB/T 265-1988和GB/T 11137-1988 規(guī)定的重復(fù)性和再現(xiàn)性要求，與手動(dòng)測(cè)定無(wú)明顯差異性。

  3、測(cè)定同樣的樣品，自動(dòng)測(cè)定比手動(dòng)測(cè)定的效率高，消耗的樣品量少。針對(duì)樣品量少的油品，優(yōu)勢(shì)明顯。

  4、根據(jù)ASTM D7279方法，粘度管測(cè)定的流動(dòng)時(shí)間范圍為30-200S，單管測(cè)定的范圍較廣。同一儀器四根管相對(duì)獨(dú)立，彼此不會(huì)相互影響。

  5、自動(dòng)粘度儀相對(duì)手動(dòng)粘度儀有很大的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于一些特殊樣品檢測(cè)有一定的限制。

  6、總的來(lái)說(shuō)，自動(dòng)粘度儀操作簡(jiǎn)便快速，重復(fù)性好，適合實(shí)驗(yàn)室常規(guī)樣品大批量的準(zhǔn)確快速的測(cè)定。