ASTM D445 Şeffaf ve Opak Sıvıların Kinematik Viskozitesi için Standart Test Yöntemi (Dinamik Viskozitenin Hesaplanması Dahil)

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM D445 Şeffaf ve opak sıvıların kinematik viskozitesi için standart test yöntemi (dinamik viskozitenin hesaplanması dahil)” standardında hem şeffaf hem de opak sıvı petrol ürünlerinin kinematik viskozitesinin, kalibre edilmiş bir cam kılcal viskozimetreden yerçekimi altında bir sıvı hacminin akması için geçen süreyi ölçerek belirlenmesine yönelik bir test yöntemi açıklanmaktadır. Dinamik viskozite, kinematik viskozite, sıvının yoğunluğu ile çarpılarak elde edilebilir.

Bitümlerin kinematik viskozitesinin ölçümü için ayrıca ASTM D2170 ve ASTM D2171 standartları geçerlidir. “ISO 3104 Petrol ürünleri - Şeffaf ve opak sıvılar - Kinematik viskozitenin belirlenmesi ve dinamik viskozitenin hesaplanması” standardında açıklanan test yöntemi bu standarda karşılık gelir.

Bu test yönteminden elde edilen sonuç, numunenin davranışına bağlıdır ve öncelikle kayma gerilimi ve kayma hızlarının orantılı olduğu sıvılara (Newton akış davranışı) uygulanmak üzere tasarlanmıştır. Ancak viskozite kayma hızına göre önemli ölçüde değişirse, farklı kılcal çaplara sahip viskozimetrelerden farklı sonuçlar elde edilebilir. Bazı koşullar altında Newtonyen olmayan davranış gösteren artık yakıt yağları için prosedür ve hassasiyet değerleri dahil edilmiştir.

Bu test yönteminin kapsadığı kinematik viskozite aralığı, tüm sıcaklıklarda 0,2 mm2/s ile 300.000 mm2/s arasındadır. Hassasiyet sadece hassasiyet bölümünün dipnotlarında gösterilen malzemeler, kinematik viskozite aralıkları ve sıcaklıklar için belirlenmiştir.

Cıva, birçok düzenleyici kurum tarafından ciddi tıbbi sorunlara neden olabilen tehlikeli bir madde olarak belirlenmiştir. Cıva veya buharının sağlığa zararlı ve malzemeler için aşındırıcı olduğu gösterilmiştir. Cıva ve cıva içeren ürünleri kullanırken dikkatli olmak gerekir.

Birçok petrol ürünü ve bazı petrol dışı malzemeler yağlayıcı olarak kullanılır ve ekipmanın doğru çalışması kullanılan sıvının uygun viskozitesine bağlıdır. Ayrıca, birçok petrol yakıtının viskozitesi optimum depolama, elleçleme ve çalışma koşullarının tahmini için önemlidir. Bu nedenle, viskozitenin doğru bir şekilde belirlenmesi birçok ürün spesifikasyonu için önemlidir.

Bu standartta açıklanan ölçüm yöntemi, kalibre edilmiş bir cam kapiler aracılığı ile şeffaf veya opak sıvıların akış süresinin izlenmesine dayanır.

Petrol ürünlerinin kinematik ve dinamik viskozitesi şu nedenlerle ölçülür:

• Petrol ürünlerinin kalitesini belirlemek
• Petrolün uygulanabilirliğini, işletilebilirliğini ve elleçlenmesini belirlemek
• Optimum depolama koşullarını geliştirmek

Akış süresi, aradaki temizleme adımlarını içeren çift ölçümlerle belirlenir. Kinematik viskoziteyi hesaplamak için akış süresi, sertifikalı viskozite referans malzemesinin ölçümü ile elde edilen kılcal sabitle çarpılır. Bu, kinematik viskozite akış süresine göre hesaplandığı için dolaylı bir viskozite belirlemesidir.

Dinamik viskozitenin hesaplanması için ASTM D1217, ASTM D1480, ASTM D1481 veya ASTM D4052 standartlarına göre ek yoğunluk ölçümleri gereklidir.

ASTM D445 standardına göre viskozite ölçümü için gereklilikler şunlardır:

• Sıcaklık kontrolü: Sıcaklık, viskozite ölçümünü etkileyen en önemli faktörlerden biridir. Standardın test gerekliliklerini karşılamak için, 15 derece ile 100 derece arasındaki bir sıcaklık aralığı için maksimum artı/eksi 0,02 derecelik bir sıcaklık sapmasına izin verilir (bu aralığın dışında, artı/eksi 0,05 derecedir). Bu gereksinimi karşılamak için, ek bir harici termometreye sahip sıcaklık kontrollü bir banyoya ihtiyaç vardır. Yeterli sıcaklık dengelemesi için, yüklü kılcal, ölçümden önce sıcaklık banyosuna yerleştirilmelidir. Yaklaşık 30 dakikalık bir dengelenme süresi önerilir. Ancak, optimum dengelenme süresi her cihaz için ve farklı sıcaklıklar ve kinematik viskozitelerle değişir. Deneysel bir temelde daha kesin olarak belirlenmesi gerekir.
• Zamanlama cihazı: Bu standarda göre artı/eksi yüzde 0,07 doğruluk ve 0,1 sn kayıt ayrımı sağlayan zamanlama cihazları kullanılmalıdır.
• Numune doldurma ve hazırlama: Bu test yöntemi hem şeffaf hem de opak sıvılara uygulanabilir. Şeffaf sıvıların ultrasonik bir banyoda homojenleştirilmesi ve gazının alınması gerekir. Örnek sıvısı lif veya parçacık içeriyorsa, ek bir filtreleme adımı gerekir. Artık yakıt yağları ve opak sıvılar çeşitli ısıtma ve karıştırma adımlarıyla homojenleştirilir ve parçacıklar önceden ısıtılmış bir filtre yardımıyla uzaklaştırılmalıdır. Opak sıvılar için, kinematik viskoziteyi belirlemek için iki ters akışlı kılcal damar gerekir.

Parçacıklar en yaygın hata kaynaklarından biridir. Örnek lif veya katı parçacıklar içeriyorsa filtreleme gerekir. Gerekli filtreleme ekranının gözenek boyutu 75 µm’dir, bu nedenle 75 µm’den büyük parçacıkların filtrelenmesi gerekir. Örnekteki parçacıkların yanı sıra, kılcal damarın içindeki toz parçacıkları da hatalı ölçümlere neden olabilir. Sonuç olarak, kılcal damarların doğru şekilde depolanması ve dikkatli bir şekilde temizlenmesi esastır.

Varsayılan olarak, petrol numuneleri manuel veya otomatik cam kılcal viskozimetrelerle ölçülebilir. ASTM D445 standardında belirtilen tanımlanmış Oswald tipi, askılı seviye tipi ve ters akışlı kılcallar farklı numuneler ve viskozite aralıkları için kullanılabilir. Bu viskozimetreler arasında cam kılcallar, kılcal tutucular, bir sıcaklık kontrol ünitesi, sıcaklık kontrollü bir banyo, bir termometre, ölçüm sıcaklığına uygun bir banyo sıvısı ve standardın gerekli özelliklerini karşılayan bir zaman ölçüm cihazı bulunur.

ASTM standardına göre, kinematik viskozite ve dinamik viskozite milimetre kare/saniye (mm2/s) ve milipaskal saniye (mPa·s) olarak belirtilmelidir.

Viskozite ölçümleri için alternatif standart, “ASTM D7042 Stabinger viskozimetresi ile sıvıların dinamik viskozitesi ve yoğunluğu için standart test yöntemi (ve kinematik viskozitenin hesaplanması)” standardıdır.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “ASTM D445 Şeffaf ve opak sıvıların kinematik viskozitesi için standart test yöntemi (dinamik viskozitenin hesaplanması dahil)” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.