Metoda badania właściwości pieniących olejów smarowych zgodna z normą ASTM D892

Norma „ASTM D892 Standardowa metoda badania właściwości pieniących olejów smarowych”, opublikowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM), opisuje metodę badania właściwości pieniących olejów smarowych w temperaturach 24°C i 93,5°C. Testy te służą eksperymentalnej ocenie tendencji do pienienia i stabilności piany.

Rtęć jest uznawana przez wiele agencji regulacyjnych za substancję niebezpieczną, która może powodować uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego, nerek i wątroby. Rtęć lub jej opary mogą być szkodliwe dla zdrowia i powodować korozję materiałów.

Skłonność olejów do pienienia może stanowić poważny problem w układach takich jak przekładnie wysokoobrotowe, pompy wysokowydajne i smarowanie rozbryzgowe. Niedostateczne smarowanie, kawitacja i przelanie się środka smarnego mogą prowadzić do uszkodzeń mechanicznych. Niniejsza metoda testowa służy do oceny olejów w tych warunkach pracy.

Na potrzeby niniejszego standardu mają zastosowanie następujące terminy i definicje:

• Dyfuzor: Urządzenie służące do rozpraszania gazu w cieczy. W tej metodzie badawczej dyfuzor może być wykonany z materiałów metalowych lub niemetalowych.
• Powietrze (lub gaz) unoszone: W cieczach dwufazowa mieszanina powietrza (lub gazu) rozproszona w cieczy, w której ciecz stanowi główny składnik objętościowy. Powietrze (lub gaz) unoszone może tworzyć mikropęcherzyki, które nie są równomiernie rozmieszczone w cieczach i mogą pękać lub pienić się, łącząc się i tworząc większe pęcherzyki na powierzchni lub pod nią.
• Piana: Zbiór pęcherzyków uformowanych w lub na powierzchni cieczy, w której głównym składnikiem objętościowym jest powietrze lub gaz.
• Smar: Dowolny materiał umieszczony między dwiema powierzchniami, który zmniejsza tarcie lub zużycie między nimi. W tej metodzie badawczej smarem jest olej, który może, ale nie musi, zawierać dodatki, takie jak inhibitory pienienia.
• Maksymalna średnica porów: W dyfuzji gazowej jest to średnica przekroju kołowego rurki kapilarnej. Jest ona równa największemu średnicowi poru danego dyfuzora.
• Dynamiczny pęcherzyk: W teście maksymalnej średnicy porów jest to pierwszy pęcherzyk, który przechodzi przez dyfuzor, a następnie ciągły ciąg pęcherzyków. Gdy dyfuzor jest zanurzony w cieczy, powietrze może zostać uwięzione w porach. Powietrze to może ostatecznie uciec, gdy dyfuzor jest pod ciśnieniem. W teście maksymalnej średnicy porów ucieczkę takiego pęcherzyka należy zignorować.
• Stabilność piany: W badaniu piany, ilość piany pozostająca w określonym czasie po odcięciu dopływu powietrza. W tej metodzie badawczej stabilność piany określa się poprzez pomiary wykonane 10 minut plus/minus 10 sekund po odcięciu dopływu powietrza. Jeśli objętość piany opadnie do 0 ml przed upływem 10 minut od odcięcia dopływu powietrza, badanie można przerwać, a wynik badania stabilności piany zapisać jako 0 ml.
• Skłonność do pienienia: W badaniu pienienia jest to ilość piany określona na podstawie pomiarów wykonanych bezpośrednio po odcięciu dopływu powietrza.

Podczas testu dwie porcje próbki są utrzymywane w dyfuzorze w dwóch ustalonych temperaturach (24°C plus/minus 5°C i 93,5°C plus/minus 0,5°C). Przez 5 minut do próbki przykładany jest kontrolowany i stały przepływ powietrza o temperaturze 94°C plus/minus 5 ml/min, a następnie próbka jest pozostawiana do opadnięcia na 10 minut. Po każdym okresie pomiaru mierzona jest wysokość i objętość piany. Odnotowywana jest tendencja do pienienia i stabilność.

Zanieczyszczenia o wysokim napięciu powierzchniowym w środkach smarnych oraz powietrze zawarte w olejach eksploatacyjnych tworzą pęcherzyki powietrza i pianę. Piana tworzy niepełny film olejowy, prowadzi do niskiego ciśnienia oleju i przyspiesza degradację oleju, w tym wyczerpywanie się dodatków. Skutki tego obejmują niedostateczne smarowanie, awarie części metalowych, kawitację w pompach i ogólne uszkodzenia mechaniczne. Niezbędnym krokiem w celu zminimalizowania tych skutków jest precyzyjne i obiektywne określenie właściwości pieniących preparatów smarnych. Może to być wykorzystane jako narzędzie diagnostyczne do kontroli zużycia i optymalizacji programów konserwacji zapobiegawczej silników i maszyn, co pozwala na redukcję kosztów eksploatacji i skrócenie przestojów.

Norma ASTM D892 to krytyczna procedura stosowana do oceny skłonności olejów smarowych do pienienia i stabilności w określonych warunkach. Pienienie olejów smarowych może powodować poważne problemy eksploatacyjne w układach, takich jak przekładnie wysokoobrotowe, pompowanie wysokowydajne i smarowanie rozbryzgowe, a także prowadzić do awarii mechanicznych poprzez niedostateczne smarowanie, kawitację i zalewanie. Oleje smarowe są niezbędne do zmniejszenia tarcia i zużycia w układach mechanicznych. Jednak skłonność olejów do pienienia może negatywnie wpływać na ich działanie, prowadząc do:

• Niedostateczne smarowanie: Piana ogranicza zdolność oleju do tworzenia spójnej warstwy smarującej, co zwiększa zużycie.
• Kawitacja: Pęcherzyki powietrza w oleju mogą zapadać się pod wpływem ciśnienia, uszkadzając podzespoły.
• Strata z powodu przepełnienia: Nadmierna ilość piany może prowadzić do utraty środka smarującego, co zmniejsza wydajność układu.

Metoda badawcza ASTM D892 jest powszechnie stosowana do oceny olejów w zastosowaniach, w których kontrola pienienia ma kluczowe znaczenie, a także do zapewnienia niezawodności i wydajności w układach przemysłowych i motoryzacyjnych.

Norma ASTM D892 zawiera metodę określania skłonności do pienienia i stabilności piany olejów smarowych. Badanie obejmuje:

• Skłonność do pienienia: Objętość piany powstającej, gdy przez próbkę oleju przechodzą pęcherzyki powietrza.
• Stabilność piany: czas potrzebny do zapadnięcia się piany po zaprzestaniu wtryskiwania powietrza.

Metoda badawcza ASTM D892 obejmuje następujące podstawowe kroki:

• Przygotowanie próbki: Próbkę oleju smarowego umieszcza się w cylindrze miarowym.
• Wtrysk powietrza: Powietrze jest przepuszczane przez olej z kontrolowaną szybkością, zazwyczaj 24 stopni dla rzędu I i 93,5 stopnia dla rzędu II, przy użyciu dyfuzora wykonanego z materiału metalowego lub niemetalowego.
• Pomiar tendencji do pienienia: mierzy się objętość piany powstającej bezpośrednio po wstrzyknięciu powietrza.
• Pomiar stabilności piany: Po zatrzymaniu przepływu powietrza mierzony jest czas potrzebny do zapadnięcia się piany lub objętość piany pozostała po upływie określonego czasu.
• Wiersze III i IV (opcjonalnie): Można przeprowadzić dodatkowe testy w celu oceny właściwości pianki po schłodzeniu lub w wyższych temperaturach (np. 150 stopni zgodnie z normą ASTM D6082).

Aparatura testowa zazwyczaj obejmuje wannę testową, cylindry miarowe oraz dyfuzor gazu, zgodnie z normą. Wyniki podawane są jako objętość piany dla określenia trendu i stabilności, co stanowi ilościową miarę wydajności oleju.

Metoda badawcza ASTM D892 ma kluczowe znaczenie dla branż zajmujących się produkcją i użytkowaniem olejów smarowych. Należą do nich:

• Motoryzacja: Ocena olejów silnikowych i płynów przekładniowych.
• Przemysłowe: Ocena olejów do przekładni szybkoobrotowych, układów hydraulicznych i turbin.
• Lotnictwo i żegluga morska: zapewnienie, że środki smarne spełniają normy wydajności w trudnych warunkach.

Ostatecznie, metoda badawcza zgodna z normą ASTM D892 zapewnia solidne ramy do oceny właściwości pieniących olejów smarowych, pomagając zapewnić ich przydatność do wymagających zastosowań. Pomiar tendencji do pienienia i stabilności w określonych temperaturach pomaga zapobiegać uszkodzeniom mechanicznym spowodowanym problemami związanymi z pienieniem. Pomimo pewnych ograniczeń w zakresie powtarzalności, norma ta pozostaje podstawą badań środków smarnych ze względu na jej zgodność z międzynarodowymi zasadami normalizacji i możliwość zastosowania w wielu branżach.

Nasza organizacja, działająca od wielu lat i skrupulatnie śledząca globalny rozwój nauki i technologii, zatrudnia wykwalifikowany zespół i dysponuje rozbudowaną infrastrukturą do przeprowadzania testów, pomiarów i analiz w szerokim zakresie dziedzin dla firm ze wszystkich sektorów. W tym kontekście świadczymy również usługi testowania zgodnie z normą ASTM D892, Standardową Metodą Badania Własności Pieniących Olejów Smarowych.