石油产品运动粘度测定的影响因素
摘要: 运动粘度是评价石油产品流动性,是液体石油的一项重要指标,是判断油品在运输和使用过程中质量变化情况的一大指标。由此可见,准确测量油品的运动粘度,能够严密控制油品质量。本文主要讨论了影响运动粘度测试结果的各种因素,并对此逐一分析了应对措施,以提高试验结果的准确性和重复性,为油品运动粘度测定的注意事项提供参考。

运动粘度是流体内部阻碍其相对流动的一种特性,在流程状态下反应液体流动性能,是衡量油品性能的一项重要指标。粘度太低,无法形成完全润滑的油膜;粘度太高,增加了零件之间的摩擦,起不到润滑作用。因此,润滑油的粘度是评价其品质好坏的重要项目之一。目前,国内一般采用GB/T265的方法测定液体石油产品运动粘度。由于运动粘度是一种条件粘度,它的影响因素有很多。

一、粘度计的选择

1. 在根据样品的粘度和试验温度确定运动粘度之前,必须选择合适的粘度计,对于毛细管直径为0.4mm的粘度计,样品的流动时间至少为350s,直径大于0.4mm的粘度计,样品的流动时间要超过200s。这种要求的目的是为了控制毛细管内样品流动的状态。这是由于此粘度计算公式适用于层流状态的牛顿定律。当流动的液体超过一定的速度,就会变成湍流,不符合层流状态,系数小的毛细管粘度计,使液体与粘度计内壁之间的摩擦力增大,拉长液体在粘度计中流动速度,会使测量的运动粘度值偏大。内部直径大的粘度计,流体与粘度计内壁之间的摩擦力小,流体在粘度计中运动的时间短,测得的运动粘度结果偏小,并且很容易出现湍流现象,增大粘度测量误差。

2. 由于重复的热膨胀变形会轻微改变系数,因此需要定期检定毛细管粘度计的检定系数,否则会出现严重误差,影响测试结果。试样在粘度计中的流动时间,必须在规定的时间内。

二、秒表

由于试验过程中需要使用秒表进行计时,秒表属于测量用具,需要对其定期校验。由于秒表存在的误差和试验人员本身的视觉误差,将会导致试验过程中的计时误差,从而导致粘度试验结果的误差。为了最大限度的减少误差,首先选择的秒表能读至0.1s,并确定其是否在合格检定周期内。在试验过程中,眼睛应该与粘度计上的标线相平行时,启动和停止秒表。

三、温度

油品的状态与其内部所含有的不饱和脂肪酸含量有关,不饱和酸含量越低,油品的凝结度越低。确定油品运动粘度的主要条件之一是温度。在GB265中,对温度的精度要求为±0.1℃。油品的粘度随温度的升高而降低,因此在测定粘度时一定要注明测定时的温度,按照标准规定的温度和时间进行恒温,如果温度不稳定,也会对测量结果有影响。

四、清洁粘度计内表面

不清洁粘度计毛细管内壁对液体产生的额外内部阻力,直接影响流动时间的确定。因此,测定前要严格执行清洗程序,仔细处理每道工序,检查粘度计是否透明,壁面是否清洁。此外,粘度计内表面必须干燥,如果粘度计不能完全烘干,液体流动时的阻力改变,也会影响流动时间的测量,从而导致粘度结果的误差。因此,保证粘度计清洁时非常重要的。推荐使用60℃~90℃的石油醚清洗,在80℃~90℃温度为下烘干。

五、油品的洁净度

测定样品的粘度时,样品必须是干净的,没有杂质和水。杂质的存在阻碍了样品通过毛细管的流动,影响了测试结果,降低了试验数据的可重复性。有关资料表明:高温度时,水分会气化,从而影响运动粘度的结果;而低温度下水分会凝结,从而结影响运动粘度的结果。因此,测量运动粘度时,保持样品的清洁是很重要的,可以在测试前,用滤纸去除样品中水分的干扰。

六、装样量

运动粘度是测定一定体积的液体,在重力作用下流过粘度计的时间,试样量过多或过少,都会影响到试样所受的重力作用,是测定结果有偏差,所以必须严格限制试样装入量,不能过多或过少;并且毛细管内的液体中不能有气泡,气泡不但会影响装油体积,而且进入毛细管后还能形成气塞,增大流体流动阻力,使流动时间增长,测定结果偏高。

七、粘度计的安装

根据粘度计使用规则,在测定液体的运动粘度时,一定要使粘度计处于垂直状态,所以在安装毛细管粘度计时一定要使用铅垂线校正毛细管的安装位置,使其处于垂直状态。当粘度计倾斜时,会使液体与粘度计之间的接触面积增大,摩擦力增大,使测定结果不准确:粘度计倾斜时,如果观察者所处的位置不同,其流动时间的读数可大可小,也会使测定结果不准确。经验表明:如果向粗管方向倾斜,测得的结果偏小;向细管方向倾斜,结果偏大。另外,粘度计安装在恒温浴中时,两个标线必须全部浸没在浴中。

综上所述,粘度测量过程非常严格,测量结果取决于许多因素。特别是选择粘度计、油温、测量设备等,稍有不慎将会导致人为因素的不确定性。石油产品的运动粘度测试是一个非常复杂的过程,对操作人员、样品、设备和操作都提出了很高的要求,尤其是手动仪器的操作一定要在技术人员和测量娴熟的人员指导下进行,避免人为造成误差,使试验结果不准确。只有在试验过程中,满足规范、细节精度的要求,才能减少试验误差,使试验数据更加准确可靠。

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