Стандартен метод за изпитване на кинематичен вискозитет на прозрачни и непрозрачни течности ASTM D445 (включително изчисляване на динамичен вискозитет)

Стандартният метод за изпитване ASTM D445 за кинематичен вискозитет на бистри и непрозрачни течности (включително изчисляване на динамичен вискозитет), разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва метод за изпитване за определяне на кинематичния вискозитет както на бистри, така и на непрозрачни течни петролни продукти чрез измерване на времето, необходимо на обем течност да протече под действието на гравитацията през калибриран стъклен капилярен вискозиметър. Динамичният вискозитет може да се получи чрез умножаване на кинематичния вискозитет по плътността на течността.

Стандартите ASTM D2170 и ASTM D2171 също са приложими за измерване на кинематичния вискозитет на битум. Методът за изпитване, описан в ISO 3104 Петролни продукти - Прозрачни и непрозрачни течности - Определяне на кинематичен вискозитет и изчисляване на динамичен вискозитет, съответства на този стандарт.

Резултатите, получени от този метод на изпитване, зависят от поведението на пробата и са предназначени предимно за използване в течности, където напрежението на срязване и скоростите на срязване са пропорционални (Нютоново поведение на потока). Ако обаче вискозитетът варира значително със скоростта на срязване, могат да се получат различни резултати от вискозиметри с различни диаметри на капилярите. Включени са стойности на процедурата и чувствителността за остатъчни горивни масла, които проявяват ненютоново поведение при определени условия.

Диапазонът на кинематичен вискозитет, обхванат от този метод за изпитване, е от 0,2 mm2/s до 300 000 mm2/s при всички температури. Точността се определя само за материалите, диапазоните на кинематичен вискозитет и температурите, показани в бележките под линия към раздела за точност.

Живакът е определен от много регулаторни агенции като опасно вещество, което може да причини сериозни медицински проблеми. Доказано е, че живакът и неговите пари са вредни за здравето и корозивни за материалите. Необходимо е повишено внимание при работа с живак и продукти, съдържащи живак.

Много петролни продукти и някои непетролни материали се използват като смазочни материали, а правилната работа на оборудването зависи от подходящия вискозитет на използваната течност. Освен това, вискозитетът на много петролни горива е важен за прогнозиране на оптимални условия на съхранение, обработка и работа. Следователно, точното определяне на вискозитета е от решаващо значение за много продуктови спецификации.

Методът на измерване, описан в този стандарт, се основава на наблюдение на времето за протичане на прозрачни или непрозрачни течности през калибрирана стъклена капилярна тръба.

Кинематичният и динамичният вискозитет на нефтопродуктите се измерва по следните причини:

• Определяне на качеството на петролните продукти
• Определяне на приложимостта, оперативността и боравенето с петролни продукти
• Разработване на оптимални условия за съхранение

Времето на поток се определя чрез дублирани измервания, които включват стъпки на почистване между тях. За да се изчисли кинематичният вискозитет, времето на поток се умножава по капилярната константа, получена от измерването на сертифициран референтен материал за вискозитет. Това е индиректно определяне на вискозитета, тъй като кинематичният вискозитет се изчислява въз основа на времето на поток.

За изчисляване на динамичния вискозитет са необходими допълнителни измервания на плътността съгласно стандартите ASTM D1217, ASTM D1480, ASTM D1481 или ASTM D4052 .

Изискванията за измерване на вискозитета съгласно стандарта ASTM D445 са:

• Контрол на температурата: Температурата е един от най-важните фактори, влияещи върху измерването на вискозитета. За да се спазят изискванията за изпитване на стандарта, максималният температурен диапазон е от 15 до 100 градуса. плюс/минус Допуска се температурно отклонение от 0,02 градуса (извън този диапазон, плюс или минус 0,05 градуса). За да се изпълни това изискване, е необходима температурно контролирана баня с допълнителен външен термометър. За адекватна температурна компенсация, заредената капилярна течност трябва да се постави в температурната баня преди измерване. Препоръчва се време за уравновесяване от приблизително 30 минути. Оптималното време за уравновесяване обаче варира за всеки инструмент и при различни температури и кинематични вискозитети. Необходимо е то да се определи по-точно експериментално.
• Устройство за измерване на времето: Съгласно този стандарт трябва да се използват устройства за измерване на времето, осигуряващи точност плюс/минус 0,07 процента и разстояние между записите от 0,1 секунда.
• Пълнене и подготовка на пробата: Този метод за изпитване е приложим както за бистри, така и за непрозрачни течности. Бистрите течности трябва да бъдат хомогенизирани и дегазирани в ултразвукова вана. Ако течната проба съдържа влакна или частици, е необходима допълнителна стъпка на филтриране. Остатъчните горивни масла и непрозрачните течности се хомогенизират чрез няколко стъпки на нагряване и смесване, а частиците трябва да бъдат отстранени чрез предварително загрят филтър. За непрозрачни течности са необходими два капиляра с противоток, за да се определи кинематичният вискозитет.

Частиците са един от най-честите източници на грешки. Ако пробата съдържа влакна или твърди частици, е необходима филтрация. Необходимото филтриращо сито има размер на порите 75 µm, така че частици, по-големи от 75 µm, трябва да бъдат филтрирани. В допълнение към частиците в пробата, праховите частици вътре в капиляра също могат да причинят грешни измервания. Следователно, правилното съхранение и внимателното почистване на капилярите са от съществено значение.

По подразбиране, петролните проби могат да се измерват с ръчни или автоматични стъклени капилярни вискозиметри. Капилярите тип Oswald, с окачено ниво и с противоток, посочени в ASTM D445, могат да се използват за различни проби и диапазони на вискозитет. Тези вискозиметри включват стъклени капиляри, държачи за капиляри, устройство за контрол на температурата, вана с контролирана температура, термометър, течност за вана, подходяща за температурата на измерване, и устройство за измерване на време, което отговаря на изискваните спецификации на стандарта.

Съгласно стандарта ASTM, кинематичният вискозитет и динамичният вискозитет трябва да се посочват в милиметри на квадратна секунда (mm2/s) и милипаскали секунди (mPa·s).

Алтернативният стандарт за измерване на вискозитета е стандартът „ASTM D7042 Стандартен метод за изпитване на динамичен вискозитет и плътност на течности (и изчисляване на кинематичен вискозитет) чрез вискозиметър Stabinger“.

Нашата организация, която от години подкрепя бизнеса във всички сектори чрез широк спектър от дейности по тестване, измерване, анализ и оценка, разполага със силен екип от служители, които следят отблизо световните развития в науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенстват. В този контекст, ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със стандарта „ASTM D445 Стандартен метод за изпитване на кинематичен вискозитет на прозрачни и непрозрачни течности (включително изчисляване на динамичен вискозитет)“.