EN ISO 3104 منتجات البترول - السوائل الشفافة والمعتمة - تحديد اللزوجة الحركية وحساب اللزوجة الديناميكية

تُستخدم العديد من المنتجات البترولية وبعض المواد غير البترولية كمواد تشحيم. ويعتمد التشغيل السليم للمعدات على اللزوجة المناسبة للسائل المستخدم. علاوة على ذلك، تُعد لزوجة العديد من أنواع الوقود البترولي مهمة لتحديد ظروف التخزين والمناولة والتشغيل المثلى. لذا، يُعد قياس اللزوجة بدقة أمرًا ضروريًا للعديد من مواصفات المنتجات.

يصف المعيار "EN ISO 3104 منتجات البترول - السوائل الشفافة والمعتمة - تحديد اللزوجة الحركية وحساب اللزوجة الديناميكية"، والذي يستند إلى معيار أوروبي ونشرته لاحقًا المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO)، طريقتين للاختبار:

• الإجراء أ (يدوي): يتم تحديد اللزوجة الحركية لكل من المنتجات الشفافة والمعتمة باستخدام مقاييس اللزوجة الزجاجية اليدوية في إعداد آلي.
• الإجراء ب (تلقائي). يتم إجراؤه باستخدام مقاييس اللزوجة الشعرية الزجاجية.

الإجراء أ هو أسلوب اختبار تحكيمي (أو أسلوب اختبار مرجعي) لحل الشكوك أو النزاعات.

لأغراض هذا المعيار ، تنطبق التعريفات التالية:

• اللزوجة الحركية: تشير إلى مقاومة السائل للتدفق تحت تأثير الجاذبية. في التدفق بفعل الجاذبية تحت حمل هيدروستاتيكي معين، يتناسب حمل الضغط على السائل طرديًا مع كثافته. بالنسبة لأي مقياس لزوجة، يتناسب زمن تدفق السائل عند حجم ثابت تناسبًا طرديًا مع لزوجته الحركية.
• اللزوجة الديناميكية: هي النسبة بين إجهاد القص المطبق ومعدل القص في المائع. وهي مقياس لمقاومة المائع للتدفق أو التشوه. يُستخدم مصطلح اللزوجة الديناميكية أيضًا في سياق مختلف للدلالة على كمية تعتمد على التردد، حيث يكون لإجهاد القص ومعدل القص اعتماد جيبي على الزمن. ويمكن الإشارة إلى اللزوجة الديناميكية أيضًا بمعامل اللزوجة الديناميكية أو اللزوجة المطلقة.

يغطي معيار EN ISO 3104 منتجات البترول السائلة، وإسترات ميثيل الأحماض الدهنية، وديزل البارافين، والزيوت النباتية المهدرجة، ومخاليط الغاز بالسائل، ومخاليط ديزل الوقود الحيوي التي تحتوي على ما يصل إلى 50% من إستر ميثيل الأحماض الدهنية. تُحدد اللزوجة الحركية بقياس زمن تدفق حجم معين من السائل تحت تأثير الجاذبية باستخدام مقياس لزوجة شعيري زجاجي معاير. تُحسب اللزوجة الديناميكية بضرب اللزوجة الحركية المقاسة في كثافة السائل. يتراوح نطاق اللزوجة الحركية الذي يغطيه هذا الاختبار بين 0,2 مم²/ث و300.000 مم²/ث عند درجات حرارة تتراوح من -20 درجة مئوية إلى +150 درجة مئوية.

تعتمد النتائج المُستخلصة من هذه الإجراءات على سلوك العينة، وهي مُصممة أساسًا لتطبيقها على السوائل التي يتناسب فيها إجهاد القص مع معدل القص (سلوك التدفق النيوتوني). مع ذلك، إذا تغيرت اللزوجة بشكل ملحوظ مع معدل القص، فقد تُستخلص نتائج مختلفة من مقاييس اللزوجة ذات أقطار الأنابيب الشعرية المختلفة.

في عالم هندسة البترول والكيمياء، تُعدّ اللزوجة خاصية بالغة الأهمية تؤثر على كل شيء بدءًا من أداء الوقود وصولًا إلى كفاءة مواد التشحيم. يوفر معيار EN ISO 3104 طريقة دقيقة لتحديد اللزوجة الحركية للمنتجات البترولية السائلة. يضمن هذا المعيار الاتساق والموثوقية في الاختبارات الضرورية للصناعات التي تعتمد على بيانات ديناميكيات الموائع الدقيقة.

ينطبق معيار EN ISO 3104 على مجموعة واسعة من السوائل القائمة على البترول، بما في ذلك:

• أنواع الوقود (مثل البنزين والديزل)
• زيوت التشحيم
• البيتومين والأسفلت
• مشتقات النفط الخام

يغطي هذا المعيار كلاً من العينات الشفافة (الصافية) والمعتمة (الغائمة أو الداكنة) ويتناول التحديات في القياسات مثل الجسيمات العالقة أو تداخل الألوان.

يعتمد كل من الإجراء أ (يدوي) والإجراء ب (تلقائي)، المحددين في معيار EN ISO 3104، على مبدأ قياس الوقت اللازم لتدفق حجم ثابت من السائل تحت تأثير الجاذبية عبر أنبوب شعري زجاجي معاير:

• الإجراء أ - مقاييس اللزوجة الزجاجية اليدوية: تستخدم هذه الطريقة التقليدية مقاييس اللزوجة ذات التدفق المعاكس:
• تحضير العينة: يتم ترشيح السائل إذا لزم الأمر وتسخينه مسبقًا إلى درجة حرارة الاختبار (عادة 20 أو 40 أو 100 درجة).
• ملء مقياس اللزوجة: يتم سحب 10-20 مل من العينة بالضبط إلى حجرة مقياس اللزوجة باستخدام الفراغ.
• قياس التدفق: يتم إطلاق السائل، وتقوم ساعة الإيقاف بتسجيل وقت التدفق من العلامة العلوية إلى العلامة السفلية؛ وهذا يتطلب عادةً عدة عمليات تشغيل لأخذ المتوسط.
• الحساب: يتم حساب اللزوجة الحركية واللزوجة الديناميكية وفقًا للصيغ الواردة في المعيار.

يتم ضمان الدقة من خلال الحفاظ على درجة الحرارة المحيطة ضمن نطاق زائد/ناقص 0,01 درجة مئوية ومن خلال ضمان تعليق مقياس اللزوجة عموديًا في حمام عند درجة حرارة ثابتة.

• الإجراء ب - مقاييس اللزوجة الشعرية الزجاجية الآلية: تم تصميم هذه الطريقة للمختبرات ذات الإنتاجية العالية، وتستخدم إعدادات روبوتية مع أجهزة استشعار مدمجة.
• تقوم أنظمة التشغيل الآلي بعمليات التعبئة والتوقيت والتنظيف.
• تكشف أجهزة الاستشعار البصرية أو أجهزة استشعار الضغط عن مرور الغضروف الهلالي، مما يزيل أخطاء ساعة الإيقاف.
• إنه مثالي للسوائل المعتمة لأنه يقلل من مشاكل اختلاف المنظر البصري.

تحدد كلتا الطريقتين أبعاد مقياس اللزوجة وفقًا لنطاقات اللزوجة المتوقعة.

تؤثر اللزوجة بشكل مباشر على ما يلي:

• كفاءة استهلاك الوقود: في المحركات، تؤدي اللزوجة غير المناسبة إلى ضعف التذرية وزيادة الانبعاثات.
• التشحيم: يجب أن تتمتع الزيوت بسيولة كافية في درجات الحرارة المنخفضة ولكن تحافظ على سماكتها تحت الحرارة.
• النقل عبر خطوط الأنابيب: البيانات الدقيقة تمنع حدوث انسدادات في خطوط أنابيب النفط الخام.
• ضمان الجودة: في أوروبا، يعد الامتثال لمعيار EN ISO 3104 إلزاميًا للحصول على شهادات مثل ISO 9001 أو REACH.

على مدى سنوات عديدة، دأبت مؤسستنا، بفضل كوادرها المؤهلة وذات الخبرة، على فهم احتياجات عملائها، وتوفير خدمات الاختبار المتقدمة التي يحتاجونها، والمساعدة في إنشاء أنظمة الإدارة وتطبيقها وتحسينها. وفي هذا الإطار، نقدم أيضًا خدمات الاختبار للشركات وفقًا لمعيار "EN ISO 3104: المنتجات البترولية - السوائل الشفافة والمعتمة - تحديد اللزوجة الحركية وحساب اللزوجة الديناميكية".