EN ISO 3104 Petrol Ürünleri - Şeffaf ve Opak Sıvılar - Kinematik Viskozitenin Belirlenmesi ve Dinamik Viskozitenin Hesaplanması

Birçok petrol ürünü ve bazı petrol dışı malzemeler yağlayıcı olarak kullanılır. Ekipmanın doğru çalışması, kullanılan sıvının uygun viskozitesine bağlıdır. Ayrıca, birçok petrol yakıtının viskozitesi, optimum depolama, taşıma ve çalışma koşullarının tahmini için önemlidir. Bu nedenle, viskozitenin doğru ölçümü birçok ürün spesifikasyonu için gereklidir.

Temeli bir Avrupa standardı olan, daha sonra Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO) tarafından yayınlanan “EN ISO 3104 Petrol ürünleri - Şeffaf ve opak sıvılar - Kinematik viskozitenin belirlenmesi ve dinamik viskozitenin hesaplanması“ standardında, iki test yöntemi açıklanmaktadır:

• Prosedür A (manuel): Hem şeffaf hem de opak ürünlerin kinematik viskozitesi, otomatik bir düzenekte manuel cam viskozimetreler kullanılarak belirlenir.
• Prosedür B (otomatik). Cam kılcal viskozimetreler kullanılarak gerçekleştirilir.

Prosedür A, şüpheleri veya anlaşmazlıkları çözmek için hakem test yöntemidir (veya referans test yöntemidir).

Bu standardın amaçları doğrultusunda şu tanımlar geçerlidir:

• Kinematik viskozite: Yerçekimi altındaki bir sıvının akışına gösterdiği direnci ifade eder. Belirli bir hidrostatik yük altında yerçekimi akışında, bir sıvının basınç yükü, yoğunluğu ile orantılıdır. Herhangi bir viskozimetre için, sabit hacimli bir sıvının akış süresi, kinematik viskozitesi ile doğru orantılıdır.
• Dinamik viskozite: Uygulanan kayma gerilimi ile sıvının kayma hızı arasındaki oranı ifade eder. Bir sıvının akışa veya deformasyona direncinin bir ölçüsüdür. Dinamik viskozite terimi, kayma gerilimi ve kayma hızının sinüzoidal bir zaman bağımlılığına sahip olduğu frekansa bağlı bir niceliği belirtmek için farklı bir bağlamda da kullanılır. Dinamik viskozite, dinamik viskozite katsayısı veya mutlak viskozite olarak da adlandırılabilir.

EN ISO 3104 standardı, sıvı petrol ürünleri, yağ asidi metil esteri, parafinik dizel, hidrojenle işlem görmüş bitkisel yağ, gazdan sıvıya ve yüzde 50’ye kadar yağ asidi metil esteri içeren biyoyakıt dizel karışımlarını kapsamaktadır. Kinematik viskozite, kalibre edilmiş bir cam kılcal viskozimetreden bir sıvı hacminin yerçekimi altında akma süresinin ölçülmesiyle belirlenir. Dinamik viskozite, ölçülen kinematik viskozitenin sıvının yoğunluğu ile çarpılmasıyla elde edilir. Bu test yönteminde kapsanan kinematik viskozite aralığı, eksi 20 derece ile artı 150 derece sıcaklık aralığında 0,2 mm2/s ile 300.000 mm2/s arasındadır.

Bu prosedürlerden elde edilen sonuç, numunenin davranışına bağlıdır ve esas olarak kayma gerilimi ve kayma hızlarının orantılı olduğu (Newton akış davranışı) sıvılara uygulanmak üzere tasarlanmıştır. Ancak, viskozite kayma hızıyla önemli ölçüde değişiyorsa, farklı kılcal çaplara sahip viskozimetrelerden farklı sonuçlar elde edilebilir.

Petrol ve kimya mühendisliği dünyasında viskozite, yakıt performansından yağlayıcı verimliliğine kadar her şeyi etkileyen kritik bir özelliktir. EN ISO 3104 standardı, sıvı petrol ürünlerinin kinematik viskozitesini belirlemek için kesin bir yöntem sunar. Bu standart, doğru akışkan dinamiği verilerine dayanan endüstriler için olmazsa olmaz olan testlerde tutarlılık ve güvenilirliği garanti eder.

EN ISO 3104 standardı, şunlar dahil olmak üzere çok çeşitli petrol bazlı sıvılar için geçerlidir:

• Yakıtlar (örneğin benzin, dizel)
• Yağlama yağları
• Bitüm ve asfalt
• Ham petrol türevleri

Bu standart hem şeffaf (berrak) hem de opak (bulanık veya koyu) numuneleri kapsar ve ölçümlerde askıda parçacıklar veya renk karışması gibi zorlukları ele alır.

EN ISO 3104 standardında tanımlan Prosedür A (manuel) ve Prosedür B (otomatik), her ikisi de sabit hacimli bir sıvının kalibre edilmiş bir cam kılcal tüpten yerçekimi altında akmasının ne kadar sürdüğünü zamanlama prensibine dayanır:

• Prosedür A - Manuel cam viskozimetreler: Bu geleneksel yöntemde ters akışlı viskozimetreler kullanılır:
• Numune hazırlama: Sıvı, gerekirse filtrelenir ve test sıcaklığına (genellikle 20, 40 veya 100 derece) önceden ısıtılır.
• Viskozimetrenin doldurulması: Tam olarak 10-20 mL numune, vakum kullanılarak viskozimetre haznesine çekilir.
• Akış zamanlaması: Sıvı serbest bırakılır ve bir kronometre, üst işaretten alt işarete doğru akış süresini kaydeder, bu, genellikle ortalamanın alınması için birden fazla çalıştırma gerektirir.
• Hesaplama: Kinematik viskozite ve dinamik viskozite, standart içinde verilen formüllere uygun olarak hesaplanır.

Ortam sıcaklığının artı/eksi 0,01 derece aralığında tutulması ve viskozimetrenin sabit sıcaklıktaki bir banyoda dikey olarak asılı kalmasının sağlanmasıyla hassasiyet sağlanır.

• Prosedür B - Otomatik cam kılcal viskozimetreler: Yüksek verimli laboratuvarlar için tasarlanan bu yöntem, entegre sensörlü robotik düzenekler kullanır:
• Otomasyon, dolum, zamanlama ve temizleme işlemlerini gerçekleştirir.
• Optik veya basınç sensörleri, menisküs geçişini algılayarak kronometre hatalarını ortadan kaldırır.
• Görsel paralaks sorunlarını en aza indirdiği için opak sıvılar için idealdir.

Her iki prosedür de beklenen viskozite aralıklarına göre viskozimetre boyutlarını belirtir.

Viskozite doğrudan şunları etkiler:

• Yakıt verimliliği: Motorlarda, uygun olmayan viskozite zayıf atomizasyona ve artan emisyonlara yol açar.
• Yağlama: Yağlar düşük sıcaklıklarda yeterli akışkanlığa sahip olmalı, ancak ısı altında kalınlığını korumalıdır.
• Boru hattı taşımacılığı: Doğru veriler, ham petrol hatlarında tıkanmaları önler.
• Kalite güvencesi: Avrupa’da ISO 9001 standardı veya REACH gibi sertifikalar için EN ISO 3104 standardına uygunluk zorunludur.

Kuruluşumuz, yıllardır yetkin ve deneyimli bir kadro ile müşterilerinin ihtiyaçlarını anlamakta, ihtiyaç duydukları ileri test hizmetlerini vermekte ve yönetim sistemlerinin kurulması, uygulanması ve iyileştirilmesi konusunda yardımcı olmaktadır. Bu çerçevede işletmelere “EN ISO 3104 Petrol ürünleri - Şeffaf ve opak sıvılar - Kinematik viskozitenin belirlenmesi ve dinamik viskozitenin hesaplanması“ standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.