Štandardná skúšobná metóda ASTM D445 pre kinematickú viskozitu transparentných a nepriehľadných kvapalín (vrátane výpočtu dynamickej viskozity)

Štandardná testovacia metóda ASTM D445 pre kinematickú viskozitu čírych a nepriehľadných kvapalín (vrátane výpočtu dynamickej viskozity), ktorú vyvinula Americká spoločnosť pre testovanie a materiály (ASTM), opisuje testovaciu metódu na stanovenie kinematickej viskozity čírych aj nepriehľadných kvapalín z ropných produktov meraním času, ktorý je potrebný na to, aby objem kvapaliny pretekal vplyvom gravitácie cez kalibrovaný sklenený kapilárny viskozimeter. Dynamickú viskozitu možno získať vynásobením kinematickej viskozity hustotou kvapaliny.

Na meranie kinematickej viskozity bitúmenov sa používajú aj normy ASTM D2170 a ASTM D2171. Skúšobná metóda opísaná v norme „ISO 3104 Ropné produkty – Číre a nepriehľadné kvapaliny – Stanovenie kinematickej viskozity a výpočet dynamickej viskozity“ zodpovedá tejto norme.

Výsledky získané touto testovacou metódou závisia od správania sa vzorky a sú primárne určené na použitie v kvapalinách, kde sú šmykové napätie a šmykové rýchlosti úmerné (Newtonovské správanie sa prúdenia). Ak sa však viskozita výrazne mení so šmykovou rýchlosťou, z viskozimetrov s rôznym priemerom kapilár sa môžu získať odlišné výsledky. Hodnoty postupu a citlivosti sú zahrnuté pre zvyškové vykurovacie oleje, ktoré za určitých podmienok vykazujú nenewtonovské správanie.

Rozsah kinematickej viskozity, na ktorý sa vzťahuje táto testovacia metóda, je medzi 0,2 mm²/s a 300 000 mm²/s pri všetkých teplotách. Presnosť je špecifikovaná iba pre materiály, rozsahy kinematickej viskozity a teploty uvedené v poznámkach pod čiarou v časti o presnosti.

Mnohé regulačné orgány označili ortuť za nebezpečnú látku, ktorá môže spôsobiť vážne zdravotné problémy. Ortuť alebo jej pary sa preukázali ako škodlivé pre zdravie a korozívne pre materiály. Pri manipulácii s ortuťou a výrobkami obsahujúcimi ortuť je potrebná opatrnosť.

Mnohé ropné produkty a niektoré neropné materiály sa používajú ako mazivá a správna prevádzka zariadení závisí od vhodnej viskozity použitej kvapaliny. Okrem toho je viskozita mnohých ropných palív dôležitá pre predpovedanie optimálnych podmienok skladovania, manipulácie a prevádzky. Preto je presné určenie viskozity kľúčové pre špecifikácie mnohých produktov.

Metóda merania opísaná v tejto norme je založená na monitorovaní času prietoku priehľadných alebo nepriehľadných kvapalín cez kalibrovanú sklenenú kapiláru.

Kinematická a dynamická viskozita ropných produktov sa meria z nasledujúcich dôvodov:

• Určovanie kvality ropných produktov.
• Určiť uskutočniteľnosť, využiteľnosť a manipuláciu s ropou.
• Vytvorenie optimálnych skladovacích podmienok

Čas prúdenia sa určuje párovými meraniami, ktoré zahŕňajú medziľahlé kroky čistenia. Na výpočet kinematickej viskozity sa čas prúdenia vynásobí kapilárnou konštantou získanou meraním certifikovaného referenčného materiálu na stanovenie viskozity. Ide o nepriame stanovenie viskozity, pretože kinematická viskozita sa vypočítava vzhľadom na čas prúdenia.

Na výpočet dynamickej viskozity sú potrebné ďalšie merania hustoty podľa noriem ASTM D1217, ASTM D1480, ASTM D1481 alebo ASTM D4052 .

Podľa normy ASTM D445 sú požiadavky na meranie viskozity nasledovné:

• Regulácia teploty: Teplota je jedným z najdôležitejších faktorov ovplyvňujúcich meranie viskozity. Na splnenie skúšobných požiadaviek normy je potrebný maximálny teplotný rozsah od 15 do 100 stupňov Celzia. plus/mínus Povolená je teplotná odchýlka 0,02 stupňa (mimo tohto rozsahu plus/mínus 0,05 stupňa). Na splnenie tejto požiadavky je potrebný teplotne riadený kúpeľ s dodatočným externým teplomerom. Pre adekvátne vyrovnanie teploty musí byť nabitá kapilára pred meraním umiestnená do teplotného kúpeľa. Odporúča sa čas vyrovnania približne 30 minút. Optimálny čas vyrovnania sa však líši pre každý prístroj a v závislosti od teploty a kinematickej viskozity. Je potrebné ho presnejšie určiť experimentálne.
• Časovacie zariadenie: Mali by sa používať časovacie zariadenia, ktoré poskytujú presnosť plus/mínus 0,07 percenta a odstup záznamu 0,1 sekundy podľa tejto normy.
• Plnenie a príprava vzorky: Táto testovacia metóda je použiteľná pre číre aj nepriehľadné kvapaliny. Číre kvapaliny je potrebné homogenizovať a odplyniť v ultrazvukovom kúpeli. Ak vzorka kvapaliny obsahuje vlákna alebo častice, je potrebný ďalší krok filtrácie. Zvyškové vykurovacie oleje a nepriehľadné kvapaliny sa homogenizujú rôznymi krokmi zahrievania a miešania a častice by sa mali odstrániť pomocou predhriateho filtra. Pre nepriehľadné kvapaliny sú na stanovenie kinematickej viskozity potrebné dve protiprúdové kapiláry.

Častice sú jedným z najčastejších zdrojov chýb. Filtrácia je nevyhnutná, ak vzorka obsahuje vláknité alebo pevné častice. Požadované filtračné sito má veľkosť pórov 75 µm, preto sa musia odfiltrovať častice väčšie ako 75 µm. Okrem častíc vo vzorke môžu nepresné merania spôsobiť aj prachové častice vo vnútri kapiláry. Preto je nevyhnutné správne skladovanie a starostlivé čistenie kapilár.

Vzorky ropy sa štandardne môžu merať manuálnymi alebo automatickými sklenenými kapilárnymi viskozimetrami. Pre rôzne vzorky a rozsahy viskozity sa môžu použiť definované kapiláry typu Oswald, závesného typu a protiprúdové kapiláry špecifikované v norme ASTM D445. Tieto viskozimetre zahŕňajú sklenené kapiláry, držiaky kapilár, jednotku na reguláciu teploty, kúpeľ s reguláciou teploty, teplomer, kvapalinu v kúpeli vhodnú pre meranú teplotu a zariadenie na meranie času, ktoré spĺňa požadované špecifikácie normy.

Podľa normy ASTM by sa kinematická viskozita a dynamická viskozita mala špecifikovať v milimetroch za sekundu (mm²/s) a milipascaloch za sekundu (mPa·s).

Alternatívnou normou pre meranie viskozity je „ASTM D7042 Štandardná skúšobná metóda pre dynamickú viskozitu a hustotu kvapalín pomocou Stabingerovho viskozimetra (a výpočet kinematickej viskozity)“.

Naša organizácia už mnoho rokov podporuje podniky zo všetkých sektorov širokou škálou služieb v oblasti testovania, merania, analýzy a hodnotenia. Máme silný tím zamestnancov, ktorí pozorne sledujú globálny vývoj vo vede a technike a neustále sa zlepšujú. V tomto rámci poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou „ASTM D445 Štandardná testovacia metóda pre kinematickú viskozitu čírych a nepriehľadných kvapalín (vrátane výpočtu dynamickej viskozity)“.