روش آزمون استاندارد ASTM D445 برای ویسکوزیته سینماتیک مایعات شفاف و مات (شامل محاسبه ویسکوزیته دینامیکی)

روش آزمایش استاندارد ASTM D445 برای ویسکوزیته سینماتیک مایعات شفاف و مات (شامل محاسبه ویسکوزیته دینامیک)، که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) تدوین شده است، روشی را برای تعیین ویسکوزیته سینماتیک فرآورده‌های نفتی مایع شفاف و مات با اندازه‌گیری مدت زمانی که طول می‌کشد تا حجمی از مایع تحت نیروی جاذبه از طریق یک ویسکومتر مویین شیشه‌ای کالیبره شده جریان یابد، توصیف می‌کند. ویسکوزیته دینامیک را می‌توان با ضرب ویسکوزیته سینماتیک در چگالی مایع بدست آورد.

استانداردهای ASTM D2170 و ASTM D2171 نیز برای اندازه‌گیری ویسکوزیته سینماتیک قیر قابل استفاده هستند. روش آزمایش شرح داده شده در استاندارد ISO 3104 فرآورده‌های نفتی - مایعات شفاف و مات - تعیین ویسکوزیته سینماتیک و محاسبه ویسکوزیته دینامیک با این استاندارد مطابقت دارد.

نتایج به‌دست‌آمده از این روش آزمایش به رفتار نمونه بستگی دارد و در درجه اول برای استفاده در سیالاتی در نظر گرفته شده است 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 مویین مختلف به‌دست آید. مقادیر رویه و حساسیت برای سوخت‌های باقیمانده که تحت شرایط خاصی رفتار غیر نیوتنی از خود نشان می‌دهند، گنجانده شده است.

محدوده ویسکوزیته سینماتیکی تحت پوشش این روش آزمایش از 0,2 میلی‌متر مربع بر ثانیه تا 300.000 میلی‌متر مربع بر ثانیه در تمام دماها است. دقت فقط برای مواد، محدوده‌های ویسکوزیته سینماتیکی و دماهای نشان داده شده در پاورقی‌های بخش دقت تعیین می‌شود.

جیوه توسط بسیاری از سازمان‌های نظارتی به عنوان ماده‌ای خطرناک که می‌تواند مشکلات جدی پزشکی ایجاد کند، تعیین شده است. جیوه و بخارات آن برای سلامتی مضر و برای مواد خورنده هستند. احتیاط هنگام کار با جیوه و محصولات حاوی جیوه ضروری است.

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

روش اندازه‌گیری شرح داده شده در این استاندارد مبتنی بر پایش زمان جریان مایعات شفاف یا مات از طریق یک لوله مویین شیشه‌ای کالیبره شده است.

ویسکوزیته سینماتیک و دینامیک فرآورده‌های نفتی به دلایل زیر اندازه‌گیری می‌شود:

• تعیین کیفیت فرآورده‌های نفتی
• تعیین کاربرد، قابلیت بهره‌برداری و نحوه‌ی جابجایی نفت
• ایجاد شرایط بهینه انبارداری

زمان جریان با اندازه‌گیری‌های تکراری که شامل مراحل تمیزکاری در بین آنها می‌شود، تعیین می‌شود. برای محاسبه ویسکوزیته سینماتیک، زمان جریان در ثابت مویینگی به‌دست‌آمده از اندازه‌گیری یک ماده مرجع ویسکوزیته تایید شده ضرب می‌شود. این یک تعیین ویسکوزیته غیرمستقیم است زیرا ویسکوزیته سینماتیک بر اساس زمان جریان محاسبه می‌شود.

برای محاسبه ویسکوزیته دینامیکی، اندازه‌گیری‌های چگالی اضافی طبق استانداردهای ASTM D1217، ASTM D1480، ASTM D1481 یا ASTM D4052 مورد نیاز است .

الزامات اندازه‌گیری ویسکوزیته طبق استاندارد ASTM D445 عبارتند از:

• کنترل دما: دما یکی از مهمترین عوامل مؤثر بر اندازه‌گیری ویسکوزیته است. برای برآورده کردن الزامات آزمایش استاندارد، حداکثر محدوده دما از ۱۵ درجه تا ۱۰۰ درجه است. مثبت/منفی انحراف دمایی 0,02 درجه مجاز است (خارج از این محدوده، مثبت یا منفی 0,05 درجه). برای برآورده کردن این نیاز، یک حمام با دمای کنترل‌شده به همراه یک دماسنج خارجی اضافی مورد نیاز است. برای جبران دمایی کافی، لوله مویین بارگذاری‌شده باید قبل از اندازه‌گیری در حمام دما قرار داده شود. زمان تعادل تقریباً 30 دقیقه توصیه می‌شود. با این حال، زمان تعادل بهینه برای هر دستگاه و با دماها و ویسکوزیته‌های سینماتیکی مختلف متفاوت است. این زمان باید به صورت تجربی دقیق‌تر تعیین شود.
• دستگاه زمان‌سنج: طبق این استاندارد، باید از دستگاه‌های زمان‌سنجی با دقت مثبت/منفی 0,07 درصد و تفکیک ثبت 0,1 ثانیه استفاده شود.
• پر کردن و آماده‌سازی نمونه: این روش آزمایش برای مایعات شفاف و مات قابل استفاده است. مایعات شفاف باید در حمام اولتراسونیک همگن و گاززدایی شوند. اگر مایع نمونه حاوی الیاف یا ذرات باشد، یک مرحله فیلتراسیون اضافی مورد نیاز است. روغن‌های سوختی باقیمانده و مایعات مات با چندین مرحله گرمایش و اختلاط همگن می‌شوند و ذرات باید توسط یک فیلتر از پیش گرم شده حذف شوند. برای مایعات مات، برای تعیین ویسکوزیته سینماتیک به دو لوله مویین با جریان مخالف نیاز است.

ذرات یکی از رایج‌ترین منابع خطا هستند. اگر نمونه حاوی الیاف یا ذرات جامد باشد، فیلتراسیون مورد نیاز است. صفحه فیلتراسیون مورد نیاز دارای اندازه منافذ 75 میکرومتر است، بنابراین ذرات بزرگتر از 75 میکرومتر باید فیلتر شوند. علاوه بر ذرات موجود در نمونه، ذرات گرد و غبار داخل لوله مویین نیز می‌توانند باعث اندازه‌گیری‌های اشتباه شوند. در نتیجه، نگهداری مناسب و تمیز کردن دقیق لوله‌های مویین ضروری است.

به طور پیش‌فرض، نمونه‌های نفتی را می‌توان با ویسکومترهای مویین شیشه‌ای دستی یا اتوماتیک اندازه‌گیری کرد. ویسکومترهای مویین نوع اسوالد، سطح معلق و جریان مخالف که در ASTM D445 مشخص شده‌اند، می‌توانند برای نمونه‌ها و محدوده‌های ویسکوزیته مختلف استفاده شوند. این ویسکومترها شامل مویین‌های شیشه‌ای، نگهدارنده‌های مویین، یک واحد کنترل دما، یک حمام با کنترل دما، یک دماسنج، یک مایع حمام مناسب برای دمای اندازه‌گیری و یک دستگاه اندازه‌گیری زمان هستند که مشخصات مورد نیاز استاندارد را برآورده می‌کند.

طبق استاندارد ASTM، ویسکوزیته سینماتیک و ویسکوزیته دینامیک باید بر حسب میلی‌متر بر مجذور ثانیه (mm2/s) و میلی‌پاسکال ثانیه (mPa·s) بیان شوند.

استاندارد جایگزین برای اندازه‌گیری ویسکوزیته، استاندارد «ASTM D7042 روش آزمون استاندارد برای ویسکوزیته دینامیکی و چگالی مایعات (و محاسبه ویسکوزیته سینماتیک) با ویسکومتر استابینگر» است.

سازمان ما که سال‌هاست از طریق طیف گسترده‌ای از فعالیت‌های آزمایش، اندازه‌گیری، تجزیه و تحلیل و ارزیابی، از کسب‌وکارها در تمام بخش‌ها پشتیبانی می‌کند، دارای تیمی قوی از کارکنان است که از نزدیک پیشرفت‌های جهانی در علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً در حال بهبود خود هستند. در این زمینه، ما همچنین خدمات آزمایش را مطابق با استاندارد "ASTM D445 Standard Test Method for Kinematic Viscosity of Transparent and Mater Liquids (Including of Dynamic Viscosity)" ارائه می‌دهیم.