Tiêu chuẩn EN ISO 3104 Sản phẩm dầu mỏ - Chất lỏng trong suốt và đục - Xác định độ nhớt động học và tính toán độ nhớt động lực học

Nhiều sản phẩm dầu mỏ và một số vật liệu phi dầu mỏ được sử dụng làm chất bôi trơn. Hoạt động đúng đắn của thiết bị phụ thuộc vào độ nhớt thích hợp của chất lỏng được sử dụng. Hơn nữa, độ nhớt của nhiều loại nhiên liệu dầu mỏ rất quan trọng để dự đoán các điều kiện bảo quản, xử lý và vận hành tối ưu. Do đó, việc đo độ nhớt chính xác là cần thiết cho nhiều thông số kỹ thuật sản phẩm.

Tiêu chuẩn “EN ISO 3104 Sản phẩm dầu mỏ - Chất lỏng trong suốt và đục - Xác định độ nhớt động học và tính toán độ nhớt động lực học”, dựa trên một tiêu chuẩn châu Âu và sau đó được Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) công bố, mô tả hai phương pháp thử nghiệm:

• Quy trình A (thủ công): Độ nhớt động học của cả sản phẩm trong suốt và không trong suốt được xác định bằng cách sử dụng nhớt kế thủy tinh thủ công trong một hệ thống tự động.
• Quy trình B (tự động). Thực hiện bằng cách sử dụng nhớt kế mao dẫn thủy tinh.

Quy trình A là một phương pháp kiểm tra trọng tài (hoặc phương pháp kiểm tra tham chiếu) để giải quyết các nghi ngờ hoặc tranh chấp.

Đối với mục đích của tiêu chuẩn này, các định nghĩa sau được áp dụng:

• Độ nhớt động học: Đây là thuật ngữ chỉ sức cản của chất lỏng đối với dòng chảy dưới tác dụng của trọng lực. Trong dòng chảy trọng lực dưới tải trọng thủy tĩnh nhất định, tải trọng áp suất của chất lỏng tỷ lệ thuận với mật độ của nó. Đối với bất kỳ nhớt kế nào, thời gian chảy của chất lỏng ở thể tích không đổi tỷ lệ thuận với độ nhớt động học của nó.
• Độ nhớt động: Đây là tỷ lệ giữa ứng suất cắt tác dụng và tốc độ cắt của chất lỏng. Nó là thước đo khả năng chống lại sự chảy hoặc biến dạng của chất lỏng. Thuật ngữ độ nhớt động cũng được sử dụng trong một ngữ cảnh khác để chỉ một đại lượng phụ thuộc vào tần số, trong đó ứng suất cắt và tốc độ cắt có sự phụ thuộc theo thời gian dạng hình sin. Độ nhớt động cũng có thể được gọi là hệ số độ nhớt động hoặc độ nhớt tuyệt đối.

Tiêu chuẩn EN ISO 3104 bao gồm các sản phẩm dầu mỏ dạng lỏng, este metyl axit béo, dầu diesel parafin, dầu thực vật hydro hóa, hỗn hợp khí-lỏng và hỗn hợp dầu diesel sinh học chứa đến 50% este metyl axit béo. Độ nhớt động được xác định bằng cách đo thời gian chảy của một thể tích chất lỏng dưới tác dụng của trọng lực bằng cách sử dụng nhớt kế mao dẫn thủy tinh đã hiệu chuẩn. Độ nhớt động lực học được tính bằng cách nhân độ nhớt động đo được với mật độ của chất lỏng. Phạm vi độ nhớt động được bao phủ bởi phương pháp thử nghiệm này nằm trong khoảng từ 0,2 mm²/s đến 300.000 mm²/s ở nhiệt độ từ -20 độ đến +150 độ C.

Kết quả thu được từ các quy trình này phụ thuộc vào đặc tính của mẫu và chủ yếu được thiết kế để áp dụng cho các chất lỏng mà ứng suất cắt và tốc độ cắt tỷ lệ thuận với nhau (đặc tính dòng chảy Newton). Tuy nhiên, nếu độ nhớt thay đổi đáng kể theo tốc độ cắt, các nhớt kế có đường kính mao dẫn khác nhau có thể cho kết quả khác nhau.

Trong lĩnh vực kỹ thuật dầu khí và hóa chất, độ nhớt là một đặc tính quan trọng ảnh hưởng đến mọi thứ, từ hiệu suất nhiên liệu đến hiệu quả bôi trơn. Tiêu chuẩn EN ISO 3104 cung cấp phương pháp chính xác để xác định độ nhớt động học của các sản phẩm dầu mỏ dạng lỏng. Tiêu chuẩn này đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy trong các thử nghiệm, vốn rất cần thiết cho các ngành công nghiệp dựa vào dữ liệu động lực học chất lỏng chính xác.

Tiêu chuẩn EN ISO 3104 áp dụng cho nhiều loại chất lỏng gốc dầu mỏ, bao gồm:

• Nhiên liệu (ví dụ: xăng, dầu diesel)
• Dầu bôi trơn
• Nhựa đường và hắc ín
• Các sản phẩm phái sinh từ dầu thô

Tiêu chuẩn này bao gồm cả các mẫu trong suốt (không màu) và mờ đục (mờ hoặc tối màu) và giải quyết các thách thức trong phép đo như các hạt lơ lửng hoặc nhiễu màu.

Quy trình A (thủ công) và Quy trình B (tự động), được định nghĩa trong tiêu chuẩn EN ISO 3104, đều dựa trên nguyên tắc đo thời gian cần thiết để một thể tích chất lỏng cố định chảy dưới tác dụng của trọng lực qua một ống mao dẫn thủy tinh đã được hiệu chuẩn:

• Phương pháp A - Sử dụng nhớt kế thủy tinh thủ công: Phương pháp truyền thống này sử dụng nhớt kế dòng chảy ngược:
• Chuẩn bị mẫu: Nếu cần, chất lỏng được lọc và làm nóng trước đến nhiệt độ thử nghiệm (thường là 20, 40 hoặc 100 độ).
• Cách nạp mẫu vào nhớt kế: Hút chính xác 10-20 mL mẫu vào buồng nhớt kế bằng phương pháp hút chân không.
• Đo thời gian chảy: Chất lỏng được thả vào và đồng hồ bấm giờ ghi lại thời gian chảy từ vạch trên cùng đến vạch dưới cùng; việc này thường cần thực hiện nhiều lần để lấy giá trị trung bình.
• Cách tính: Độ nhớt động học và độ nhớt tĩnh được tính theo các công thức được nêu trong tiêu chuẩn.

Độ chính xác được đảm bảo bằng cách duy trì nhiệt độ môi trường trong phạm vi cộng/trừ 0,01 độ và bằng cách đảm bảo rằng nhớt kế được treo thẳng đứng trong một bể có nhiệt độ không đổi.

• Quy trình B - Máy đo độ nhớt mao dẫn thủy tinh tự động: Được thiết kế cho các phòng thí nghiệm có năng suất cao, phương pháp này sử dụng hệ thống robot với các cảm biến tích hợp.
• Hệ thống tự động thực hiện các quy trình chiết rót, định thời gian và làm sạch.
• Cảm biến quang học hoặc cảm biến áp suất phát hiện sự đi qua của mặt thoáng chất lỏng, loại bỏ sai sót do sử dụng đồng hồ bấm giờ.
• Nó lý tưởng cho các chất lỏng đục vì giúp giảm thiểu các vấn đề về thị sai.

Cả hai quy trình đều chỉ định kích thước của nhớt kế theo phạm vi độ nhớt dự kiến.

Độ nhớt ảnh hưởng trực tiếp đến các yếu tố sau:

• Hiệu suất nhiên liệu: Trong động cơ, độ nhớt không phù hợp dẫn đến quá trình phun nhiên liệu kém và tăng lượng khí thải.
• Bôi trơn: Dầu phải có độ lỏng vừa đủ ở nhiệt độ thấp nhưng vẫn duy trì độ đặc khi nhiệt độ cao.
• Vận chuyển bằng đường ống: Dữ liệu chính xác giúp ngăn ngừa tắc nghẽn trong các đường ống dẫn dầu thô.
• Đảm bảo chất lượng: Tại châu Âu, việc tuân thủ tiêu chuẩn EN ISO 3104 là bắt buộc đối với các chứng nhận như ISO 9001 hoặc REACH.

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên có năng lực và kinh nghiệm, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ thử nghiệm tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp các dịch vụ thử nghiệm cho các doanh nghiệp theo tiêu chuẩn "EN ISO 3104 Sản phẩm dầu mỏ - Chất lỏng trong suốt và đục - Xác định độ nhớt động học và tính toán độ nhớt động lực học".