EN ISO 3104 فرآورده‌های نفتی - مایعات شفاف و مات - تعیین ویسکوزیته سینماتیک و محاسبه ویسکوزیته دینامیک

بسیاری از فرآورده‌های نفتی و برخی مواد غیرنفتی به عنوان روان‌کننده استفاده می‌شوند. عملکرد صحیح تجهیزات به ویسکوزیته مناسب سیال مورد استفاده بستگی دارد. علاوه بر این، ویسکوزیته بسیاری از سوخت‌های نفتی برای پیش‌بینی شرایط بهینه ذخیره‌سازی، جابجایی و کارکرد مهم است. بنابراین، اندازه‌گیری دقیق ویسکوزیته برای بسیاری از مشخصات محصول ضروری است.

استاندارد «EN ISO 3104 فرآورده‌های نفتی - مایعات شفاف و مات - تعیین ویسکوزیته سینماتیک و محاسبه ویسکوزیته دینامیک» که بر اساس یک استاندارد اروپایی است و بعداً توسط سازمان بین‌المللی استاندارد (ISO) منتشر شد، دو روش آزمایش را شرح می‌دهد:

• روش الف (دستی): ویسکوزیته سینماتیک محصولات شفاف و مات با استفاده از ویسکومترهای شیشه‌ای دستی در یک دستگاه خودکار تعیین می‌شود.
• روش B (اتوماتیک). با استفاده از ویسکومترهای مویین شیشه‌ای انجام می‌شود.

روش الف یک روش آزمون داوری (یا روش آزمون مرجع) برای حل و فصل شبهات یا اختلافات است.

برای اهداف این استاندارد، تعاریف زیر اعمال می شود:

• ویسکوزیته سینماتیک: این به مقاومت یک سیال در برابر جریان تحت نیروی جاذبه اشاره دارد. در جریان گرانشی تحت یک بار هیدرواستاتیک معین، بار فشار یک سیال متناسب با چگالی آن است. برای هر ویسکومتر، زمان جریان یک سیال در حجم ثابت مستقیماً با ویسکوزیته سینماتیک آن متناسب است.
• ویسکوزیته دینامیک: این به نسبت بین تنش برشی اعمال شده و نرخ برشی یک سیال اشاره دارد. این معیاری از مقاومت سیال در برابر جریان یا تغییر شکل است. اصطلاح ویسکوزیته دینامیک همچنین در زمینه دیگری برای نشان دادن یک کمیت وابسته به فرکانس استفاده می‌شود که در آن تنش برشی و نرخ برشی وابستگی سینوسی به زمان دارند. ویسکوزیته دینامیک همچنین ممکن است به عنوان ضریب ویسکوزیته دینامیک یا ویسکوزیته مطلق شناخته شود.

استاندارد EN ISO 3104 شامل فرآورده‌های نفتی مایع، متیل استرهای اسید چرب، دیزل پارافینی، روغن گیاهی هیدروژنه، مخلوط‌های گاز به مایع و مخلوط‌های دیزل سوخت زیستی حاوی تا 50٪ متیل استر اسید چرب می‌شود. ویسکوزیته سینماتیک با اندازه‌گیری زمان جریان یک حجم مایع تحت نیروی جاذبه با استفاده از یک ویسکومتر مویین شیشه‌ای کالیبره شده تعیین می‌شود. ویسکوزیته دینامیکی با ضرب ویسکوزیته سینماتیک اندازه‌گیری شده در چگالی مایع به دست می‌آید. محدوده ویسکوزیته سینماتیک تحت پوشش این روش آزمایش بین 0,2 میلی‌متر مربع بر ثانیه و 300.000 میلی‌متر مربع بر ثانیه در دماهای بین 20- درجه تا 150+ درجه سانتیگراد است.

نتایج به‌دست‌آمده از این روش‌ها به رفتار نمونه بستگی دارد و در درجه اول برای استفاده در سیالاتی طراحی شده‌اند که در آن‌ها تنش برشی و نرخ برش متناسب هستند (رفتار جریان نیوتنی). با این حال، اگر ویسکوزیته با نرخ برش به‌طور قابل‌توجهی تغییر کند، ممکن است نتایج متفاوتی از ویسکومترهایی با قطرهای مویینگی مختلف به‌دست آید.

در دنیای نفت و مهندسی شیمی، ویسکوزیته یک ویژگی حیاتی است که بر همه چیز، از عملکرد سوخت گرفته تا راندمان روان‌کننده، تأثیر می‌گذارد. استاندارد EN ISO 3104 روشی دقیق برای تعیین ویسکوزیته سینماتیکی فرآورده‌های نفتی مایع ارائه می‌دهد. این استاندارد، ثبات و قابلیت اطمینان را در آزمایش‌هایی که برای صنایعی که به داده‌های دقیق دینامیک سیالات متکی هستند، ضروری هستند، تضمین می‌کند.

استاندارد EN ISO 3104 برای طیف گسترده‌ای از مایعات مبتنی بر نفت، از جمله موارد زیر، اعمال می‌شود:

• سوخت‌ها (مثلاً بنزین، گازوئیل)
• روغن های روان کننده
• قیر و آسفالت
• مشتقات نفت خام

این استاندارد، نمونه‌های شفاف (شفاف) و کدر (اَبَر یا تیره) را پوشش می‌دهد و به چالش‌های موجود در اندازه‌گیری‌ها مانند ذرات معلق یا تداخل رنگ می‌پردازد.

روش الف (دستی) و روش ب (اتوماتیک)، که در استاندارد EN ISO 3104 تعریف شده‌اند، هر دو بر اساس اصل زمان‌بندی مدت زمانی هستند که طول می‌کشد تا حجم ثابتی از مایع تحت نیروی جاذبه از یک لوله مویین شیشه‌ای کالیبره شده جریان یابد:

• روش الف - ویسکومترهای شیشه‌ای دستی: این روش سنتی از ویسکومترهای جریان مخالف استفاده می‌کند:
• آماده‌سازی نمونه: در صورت لزوم، مایع فیلتر شده و تا دمای آزمایش (معمولاً 20، 40 یا 100 درجه) پیش‌گرم می‌شود.
• پر کردن ویسکومتر: دقیقاً 10 تا 20 میلی‌لیتر نمونه با استفاده از خلاء به داخل محفظه ویسکومتر کشیده می‌شود.
• زمان‌بندی جریان: مایع آزاد می‌شود و یک کرونومتر زمان جریان را از علامت بالا تا علامت پایین ثبت می‌کند؛ این کار معمولاً برای گرفتن میانگین به چندین بار تکرار نیاز دارد.
• محاسبه: ویسکوزیته سینماتیک و ویسکوزیته دینامیک طبق فرمول های ارائه شده در استاندارد محاسبه می شوند.

دقت با حفظ دمای محیط در محدوده مثبت/منفی 0,01 درجه و با اطمینان از اینکه ویسکومتر به صورت عمودی در حمامی با دمای ثابت معلق است، تضمین می‌شود.

• روش ب - ویسکومترهای مویرگی شیشه‌ای خودکار: این روش که برای آزمایشگاه‌های با توان عملیاتی بالا طراحی شده است، از تنظیمات رباتیک با حسگرهای یکپارچه استفاده می‌کند.
• اتوماسیون فرآیندهای پر کردن، زمان‌بندی و تمیز کردن را انجام می‌دهد.
• حسگرهای نوری یا فشاری، عبور منیسک را تشخیص می‌دهند و خطاهای کرونومتر را از بین می‌برند.
• برای مایعات مات ایده‌آل است زیرا مشکلات اختلاف منظر بصری را به حداقل می‌رساند.

هر دو روش، ابعاد ویسکومتر را بر اساس محدوده ویسکوزیته مورد انتظار مشخص می‌کنند.

ویسکوزیته مستقیماً بر موارد زیر تأثیر می‌گذارد:

• راندمان سوخت: در موتورها، ویسکوزیته نامناسب منجر به اتمیزه شدن ضعیف و افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شود.
• روانکاری: روغن‌ها باید در دماهای پایین سیالیت کافی داشته باشند اما غلظت خود را تحت حرارت حفظ کنند.
• حمل و نقل از طریق خط لوله: داده‌های دقیق از انسداد خطوط لوله نفت خام جلوگیری می‌کند.
• تضمین کیفیت: در اروپا، رعایت استاندارد EN ISO 3104 برای گواهینامه‌هایی مانند ISO 9001 یا REACH الزامی است.

سال‌هاست که سازمان ما با کادری متخصص و باتجربه، نیازهای مشتریان خود را درک کرده، خدمات آزمایش پیشرفته مورد نیاز آنها را ارائه می‌دهد و در ایجاد، پیاده‌سازی و بهبود سیستم‌های مدیریتی یاری می‌رساند. در این چارچوب، ما همچنین خدمات آزمایش را مطابق با استاندارد "EN ISO 3104 فرآورده‌های نفتی - مایعات شفاف و مات - تعیین ویسکوزیته سینماتیک و محاسبه ویسکوزیته دینامیک" به مشاغل ارائه می‌دهیم.