影響油品運動粘度主要因素的分析

(中國石油化工股份有限公司濟南分公司質量中心 山東 濟南 250000)

影響油品運動粘度主要因素的分析

劉璐

(中國石油化工股份有限公司濟南分公司質量中心山東濟南250000)

在選擇正確的試驗方法的前提下，分析了試驗溫度、粘度計系數、流動時間、粘度計清潔程度及安裝狀態、試樣的清潔程度、試樣安裝時是否有氣泡等因素對油品運動粘度測定的影響。實驗結果表明只有選擇正確的方法進行試驗，準確分析各種影響因素，才能保證試驗結果的準確性。

運動粘度；影響因素；實驗分析

一、選擇正確的分析方法對油品運動粘度的影響

(一)方法概要

1.粘度的概念

衡量流體粘滯性大小的物理單位成為粘度。粘度分為動力粘度、運動粘度和條件粘度。

某流體的動力粘度與該流體在同一溫度和壓力下的密度之比，稱為該流體的運動粘度。

2.運動粘度的測定方法

液體石油產品運動粘度的測定按GB/T265《石油產品運動粘度測定法和動力粘度計算法》標準試驗方法進行。

該方法是在某一恒定的溫度下，測定一定體積的液體在重力下流過一個標定好的玻璃毛細管粘度計的時間，粘度計的毛細管常數與流動時間的乘積，即為該溫度下測定液體的運動粘度。

(二)準確測定運動粘度的意義

1.粘度對生產的意義

粘度是工藝計算的重要參考數據之一。在生產上可以從年度的變化判斷潤滑油的精制程度。

2.粘度對潤滑油的意義

運動粘度是潤滑油的重要質量指標，正確選擇一定粘度的潤滑油，可保證發動機穩定可靠的工作狀態。

3.粘度對噴氣燃料的意義

燃料霧化的好壞是噴氣式發動機正常工作的最重要條件之一。

4.粘度對柴油的意義

粘度是柴油的重要性質之一，它可以決定柴油在內燃機內霧化及燃燒的情況。

二、試驗溫度對油品運動粘度的影響

測定運動粘度時，試樣在擴張部分流動的過程中，恒溫浴應不停攪拌確保溫度恒定。溫度必須嚴格保證恒定在要求溫度的±0.1℃以內。

表1 粘度計在恒溫浴中的恒溫時間

原因：液體石油產品的粘度隨溫度的升高而減小，隨溫度的下降而增大，故在測定時必須嚴格按規定恒溫。否則，哪怕是極微小的溫度波動(超過±0.1)，也會使粘度測定結果產生較大的誤差。

三、正確選擇粘度計對油品運動粘度的影響

(一)運動粘度計算方法

液體石油產品運動粘度的測定按GB/T 265《石油產品運動粘度測定法和動力粘度計算法》標準試驗方法進行。該方法是在某一恒定的溫度下，測定一定體積的液體在重力下流過一個標定好的玻璃毛細管粘度計的時間，粘度計的毛細管粘度計的時間，粘度計的毛細管常數與流動時間的乘積，即為該溫度下測定液體的運動粘度。

1.計算

在溫度t時，試樣的運動粘度vt(mm2/s)：

Vt=c*

式中：c——粘度計常數，mm2/s2；

——試樣的平均流動時間，s。

下表為我單位控制分析崗位粘度崗分析試驗工作原始記錄表：

如上表所示：試樣運動粘度測定結果為：

V100=c*=0.06339*202.7=12.85mm2/s

注意：用秒表記錄下來的流動時間，應重復測定至少四次，其中各次流動時間與其算數平均值的差數應符合如下要求；在溫度100～15℃測定粘度時，這個差數不應超過算術平均值的±0.5%；在低于15～-30℃測定粘度時，這個差數不應超過算術平均值的±1.5%；在低于-30℃測定粘度時，這個差數不應超過算術平均值的±2.5%。

然后，取不少于三次的流動時間所得的算術平均值，作為試樣的平均流動時間。

(二)如何選擇合適的玻璃毛細管粘度計

玻璃毛細管粘度計應符合SH/T 0173《玻璃毛細管粘度計技術條件》的要求。目前我單位常用毛細管粘度計內徑為0.8、1.0、1.2、1.5mm。

測定試樣的運動粘度時，應根據實驗的溫度選用適當的粘度計，務使試樣的流動時間不少于200s，內徑0.4mm的粘度計流動時間不少于350s。

四、流動時間對油品運動粘度的影響

試油通過毛細管粘度計的時間要控制在規定范圍內，以保證試油在毛細管中的流動處處于層流狀態，符合泊塞耳方程的使用條件。

通過的時間過短，易產生湍流，會使計時誤差增大；時間過長則不易保持溫度恒定。因此，要根據試油的粘度大小來選擇合適的粘度計，務使試樣的流動時間不少于200s，內徑0.4mm的粘度計流動時間不少于350s。

注：泊塞耳方程式，即

r——毛細管的半徑，cm；

L——毛細管的長度，cm；

V——在時間τ內液體流出的體積，cm3；

τ——液體流出V體積所需要的時間，s；

P——液體流動所受的壓力。

五、粘度計的清潔程度及安裝對油品運動粘度的影響

(一)粘度計的清潔

在測定試樣的粘度之前，必須將粘度計用溶劑油或石油醚洗滌，如果粘度計沾有污垢，就用鉻酸洗液、水、蒸餾水或95%乙醇依次洗滌。然后放入烘箱中烘干或用通過棉花濾過的熱空氣吹干。

測定運動粘度時，在內徑符合要求且清潔、干燥的毛細管粘度計內裝入試樣。

(二)粘度計的安裝

①測定時，要求將粘度計安裝成垂直狀態，因為若粘度計的毛細管傾斜，則會改變液柱高度，從而改變靜壓力大小，使測定結果產生誤差。粘度計向前傾斜時，液面壓差增大，流動時間縮短，測定結果偏低。粘度計向其他方向傾斜時，都會使測定結果偏高。故測定時必須用鉛垂線從兩個互相垂直的方向去檢查毛細管的垂直情況。

②將恒溫浴調整到規定的溫度，把安裝好試樣的粘度計浸在恒溫浴內，經恒溫如表1規定時間。

③試驗的溫度必須保持恒定到±0.1℃。

六、試樣的清潔程度及安裝

(一)雜質和水

測定運動粘度的試樣必須脫水和除去機械雜質。因為有雜質存在，會影響液體石油產品在粘度計中正常流動，它黏附于毛細管內壁會使流動時間增長，測定結果偏高，并使平行測定結果重現性差。有水分時，在較高測定溫度下它會氣化，低溫時則凝結，均影響液體石油產品在粘度計中的正常流動，使測出的結果不是偏低，就是偏高。

(二)氣泡

裝入粘度計中的試樣不許存有氣泡，因為試油中存有氣泡會影響裝油體積，而且進入毛細管后可能形成氣塞，增大了液體流動的阻力，使流動時間拖長，測定結果偏高。

試驗過程中，試樣的液面在粘度計擴張部分3中(圖1)流動時，注意恒溫浴中正在攪拌的液體要保持恒定溫度，而且擴張部分中不應出現氣泡。

七、其他因素對油品運動粘度的影響

(一)恒溫浴

帶有透明壁或裝有觀察孔的恒溫浴，其高度不小于180mm，容積不小于2L，并且附設著自動攪拌裝置和一種能夠準確地調節溫度的電熱裝置。

根據測定的條件，要在恒溫浴中注入如表2中列舉的一種液體。

表2 在不同溫度使用的恒溫浴液體

注：恒溫浴中的礦物油最好加有抗氧化添加劑，延緩氧化，延長使用時間。運動粘度測定所用恒溫浴的溶液應依據測定油品的性質選擇，應保持浴液潔凈，根據需要隨時更換浴液。

(二)精密度

1.重復性

同一操作者，用同一試樣重復測定的兩個結果之差，不應超過下列數值：

因此，試驗員在試驗的過程中，必須嚴格遵守試驗標準，根據操作規程進行試驗操作，必要時進行自查、自檢。

我單位在實驗結果報出時，實行“三級”檢查制度，即一級檢查—試驗員自檢、二級檢查—崗位其他人員互查、三級檢查—班組長檢查。

2.再現性

由不同操作者，在兩個實驗室提出的兩個結果之差，不應超過下列數值：

注：粘度測定結果的數值，取四位有效數字。

取重復測定兩個結果的算術平均值，作為試樣的運動粘度。

[1]龐荔元主編.油品分析員讀本.中國石化出版社，2007

[2]劉珍.化驗員讀本.第四版.化學工業出版社，2003

[3]國家標準GB/T 265-88.石油產品運動粘度測定法和動力粘度計算法

[4]JJG155.工作毛細管粘度計檢定規程

[5]國家標準GB/T 514.石油產品試驗用液體溫度計技術條件