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09 2026.04
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不同自動粘度儀在油品分析中的應用研究
運動粘度是(shi)評价润滑油產品質量的(de)一項重要指標,是(shi)區(qu)分润滑油粘度牌號的重要參数,目前國標檢測方法中規定是在(zai)恒温浴中使用(yong)毛細管粘度計進行測試,在日常的(de)檢測過程中,使用毛細管粘度計(ji)測試润滑油產(chan)品運動粘度時,有诸多(duo)因素會影響(xiang)到試驗結果,而且檢測效率低,不(bu)能满足润滑油實际生產中產品中(zhong)控、成品(pin)檢及(ji)灌裝首件檢等過程對效率的要求。本實驗(yan)室對(dui)ISL VH2、SVM 3001和HVM 472三種自動粘度儀的測試精度和(he)檢測效(xiao)率進行了比较,可為润滑油生產(chan)企業在(zai)選擇自動粘度儀時提供參考。
1 實驗部分
1.1 儀 器
ISL VH2型(xing)自動(dong)運動粘度測定儀,法國ISL公司生產。该儀器是在一定温(wen)度的硅油浴槽内將(jiang)樣品加入HOUILLON粘度毛細管(guan)。樣品流入上點時(shi),光學檢(jian)測器(qi)開始測量,同時(shi)計時器打開;樣品到達下點時,計時(shi)器關闭,測得的数據被存(cun)储並傳給工作站,工作站根據相關粘度管系数,算出樣品粘度。
SVM3001自動粘度儀,奥地利安东帕公司生產。可在 0.2~20000 mm2/s全量程大範围(wei)连續測量,只需一根(gen)測(ce)量管。其内(nei)置U型(xing)振荡管與(yu)粘度測量管相连,只需一次進(jin)樣即可同時測(ce)出運動粘度、密度(精度可達1×10-4g/cm3)、動力(li)粘度、温度和粘度(du)指数(shu)等。測量温度範(fan)围(wei)在-56~105 ℃,采用(yong)铂爾贴控温(wen)系統,測量速度與傳統方法相比大(da)大提(ti)高,大於20個樣品/h。結構簡單,基本无消耗品,材(cai)料(liao)耐用,基本无需維護(hu),儀器外型小巧,可大大節省實驗室使用面积。
HVM 472型自動粘度儀,德國Wlter-Herzog公司生產。它是一種具(ju)有(you)宽粘度測量範围、雙樣品、雙温度浴(可分別独立進(jin)行)的粘度測(ce)量儀器,其測量油(you)品的粘度範围為:0.5~5000 Cst/40 ℃,0.5~2000 Cst/100 ℃,適用於透明(ming)和不透明液體運(yun)動粘度的測定。與目前國標方法采用(yong)的手動粘(zhan)度儀相比较,它能够(gou)自行選擇毛細管(guan)的測量範围,减少了操作(zuo)人員反复選管(guan)的麻烦;配置的自動多(duo)溶(rong)剂清洗站,能带壓自動连續清洗和烘干粘度管;能够一次進(jin)樣(yang)26個樣品進行连(lian)續(xu)測量。
1.2 工作原理
ISLVH2型自動粘度儀由(you)進樣口,弯头,橫臂,毛細管,檢測泡几(ji)部(bu)分組成[2]。樣品經弯头流入小坡(po)度的橫臂(bi),然后進入毛細管,由於毛細管内径小,流(liu)速慢,樣品與毛細管接触充分,樣品很快達到恒温要(yao)求(qiu)。当樣(yang)品流經(jing)上檢測器時,開始計時(shi),到達下檢測器(qi)時終止計時(shi),流動時間t為樣品充(chong)满測量球泡(pao)的時間。測量結果依照運動(dong)粘度計算公式用粘度(du)管常数乘以流動時間t得(de)到(dao)[3]。
SVM 3001自動粘度儀擁(yong)有粘度測量池和(he)密度測量池,粘度測量(liang)池樣品(pin)管中悬浮着測定轉子,測定(ding)轉(zhuan)子中有内置的永磁鐵,因此轉子在轉動的過程中會(hui)產生霍(huo)爾效應[4],当樣品充满測量池時(shi)由於霍爾效應引起樣(yang)品管與内部轉子間轉速差异,儀器通過轉速差异可以(yi)測得该樣品的動力粘(zhan)度,同時儀(yi)器密度池通(tong)過U型(xing)管(guan)振荡法測出樣品在该温度下的密度,从而换算出该樣品的(de)運(yun)動粘度。
HVM 472型(xing)全自動宽量程萬能粘度儀(yi)測試原理符合ASTM D445、GB/T 265標準,由於自(zi)動粘度儀測試樣品流動時間時一般小於200s, 按照ASTM D445標準中規定需(xu)要進行動能校正(zheng)[5],所(suo)以该儀器測(ce)試與GB/T 265方(fang)法稍有不同,在計(ji)算粘度時需要增加動能校(xiao)正,如下公式;

1.3 實驗步骤
本文所述三種粘度儀均為(wei)自動化(hua)設備,操(cao)作(zuo)簡單,打開儀器主機及電(dian)脑软件,設定測試温度,等待儀器恒温至設定温度,開始(shi)測(ce)試。三種自動粘度儀的外(wai)觀(guan)见圖1所示。
由於SVM 3001自動粘(zhan)度儀(yi)具備“超快速、快速、精確、超精確(que)”四種(zhong)測試模式,本實(shi)驗室通過多次實驗確定快速模式即可保證檢測(ce)結果的準確性,也能保證檢測效率,因此采用SVM 3001測定運動粘度時使用“快速”測試模式,三種自動粘度儀特點及測試(shi)方法比较具體见(jian)表1所示。
圖1 三(san)種自動(dong)粘度儀的外觀
Fig.1 The appearance of three automatic viscometers
2 結果與討论
2.1 三(san)種自動粘度儀與手工法再現性考察
選取基(ji)礎(chu)油、不同種類润滑油成品油,使用三種自動(dong)粘度儀和手動儀器分別測定(ding)了油品在40 ℃和100 ℃下的運動粘度,測試結果如表2,表3和表(biao)4所示。
表1三(san)種自動(dong)粘度儀的比较
| 項目 | ISL VH2 | SVM 3001 | HVM 472 |
| 满足的測試標準 | NB/SH/T 0956-2017 | NB/SH/T 0870-2013 | GB/T 265-1988 和ASTM D445-2009 |
| 特點 | 自(zi)動測試,自動清洗,干燥,試驗過(guo)程省時(shi)省力 | 操(cao)作(zuo)簡單,測試效率高,使用樣品量少,測試範围宽 | 独特的雙粘度浴設計(ji),可以在(zai)兩個不同温度點下同步(bu)進行兩個樣品測試,自(zi)動測試,清洗(xi)、干燥 |
| 樣品使用量/mL | 0.22 | 2 | 15 |
| 清洗液用量/mL | 20 | 15 | 40 |
| 測試時間/min | 3 | 5 | 15 |
表2 ISL VH2型自動粘度儀與手工法(fa)測試結(jie)果比较
| 樣品名称 | 温度/℃ | 測試結果/(mm2/s) | 手動儀器測試結果/(mm2/s) | 差值/(mm2/s) | GB/T 265再現性要求 | ||
| 第一次 | 第二次 | 平均值 | |||||
| 基礎油500N | 40 | 96.08 | 95.88 | 95.98 | 96.28 | 0.3 | 2.11 |
| 100 | 11.22 | 11.24 | 11.23 | 11.26 | 0.03 | 0.25 | |
| 柴機油15W-40 | 40 | 113.2 | 112.5 | 112.8 | 114.0 | 1.2 | 2.49 |
| 100 | 15.07 | 15.04 | 15.06 | 15.22 | 0.16 | 0.33 | |
| 齒轮油85W-90 | 40 | 157.5 | 156.6 | 157.1 | 158.86 | 1.76 | 3.48 |
| 100 | 15.93 | 15.95 | 15.94 | 15.98 | 0.04 | 0.35 | |
表3 SVM 3001自動粘度儀與手工法測(ce)試結果(guo)比较
| 樣品名称 | 温度/℃ | 測試結果/(mm2/s) | 手動儀器測試結果/(mm2/s) | 差值/(mm2/s) | GB/T 265再現性要求 | ||
| 第一次 | 第二次 | 平均值 | |||||
| 基礎油500N | 40 | 96.12 | 95.15 | 96.20 | 96.28 | 0.08 | 2.12 |
| 100 | 11.28 | 11.31 | 11.30 | 11.26 | 0.04 | 0.25 | |
| 柴機油15W-40 | 40 | 112.3 | 113.5 | 112.75 | 114.0 | 1.25 | 2.49 |
| 100 | 15.19 | 15.12 | 15.15 | 15.22 | 0.07 | 0.33 | |
| 齒轮油85W-90 | 40 | 158.3 | 157.7 | 158.0 | 158.86 | 0.86 | 3.49 |
| 100 | 15.89 | 15.85 | 15.87 | 15.98 | 0.11 | 0.35 | |
表4 HVM 472自動粘度儀與手工法測(ce)試結果(guo)比较
| 樣品名称 | 温度/℃ | 測試結果/(mm2/s) | 手動儀器測試結果/(mm2/s) | 差值/(mm2/s) | GB/T 265再現性要求 | ||
| 第一次 | 第二次 | 平均值 | |||||
| 基礎油500N | 40 | 96.22 | 96.21 | 96.22 | 96.28 | 0.06 | 2.12 |
| 100 | 11.24 | 11.22 | 11.23 | 11.26 | 0.03 | 0.25 | |
| 柴機油15W-40 | 40 | 113.2 | 113.4 | 113.30 | 114.0 | 0.7 | 2.50 |
| 100 | 15.19 | 15.19 | 15.19 | 15.22 | 0.03 | 0.33 | |
| 齒轮油85W-90 | 40 | 158.5 | 158.8 | 158.65 | 158.86 | 0.21 | 3.49 |
| 100 | 15.92 | 15.93 | 15.93 | 15.98 | 0.05 | 0.35 | |
从表2~表4中(zhong)的数據可(ke)以看出,三種自動粘度儀測試結果的(de)再現性(xing)均能满足GB/T 265-1988標準方法中規定的R≤0.022X的範围要求。
2.2 三種自動粘度儀測試(shi)準確性考察(cha)
分別使用三(san)種自動粘(zhan)度儀對三種進口標油 N75、N100和N140進行(xing)了測試,以確定各儀器測試結果的準確性。試(shi)驗結果如表5所示。
通過表5中的測試結果對比可以看出,三種自動粘度儀測試結果與標準物(wu)質證书標準值比较(jiao),采用HVM 472自動粘度儀測出來的結果相對(dui)误(wu)差最小,其次是采用ISL VH2,相對误差最(zui)大的是采用SVM 3001自動粘度儀所測得(de)的結果,这可能(neng)與使用该(gai)儀器的“快速”測試模式有關,但測試的運動粘(zhan)度結果均能(neng)满足GB/T 265-1988標準(zhun)方法中規定的再現(xian)性R=0.022X的範围要求。
表5采(cai)用三種自動粘度儀(yi)對標油測試結果的比较
Table 5 The testing results comparison of standard oil using the three automatic viscometers
| 品名称 | 温度/℃ | 指定標準值/(mm2/s) | ISL VH2 | SVM 3001 | HVM 472 | |||
| 測試值/(mm2/s) | 相對误差 | 測試值/(mm2/s) | 相對误差 | 測試值/(mm2/s) | 相對误差 | |||
| N75標油 | 40 | 76.33 | 76.04 | 0.38% | 74.88 | 1.90% | 76.57 | 0.31% |
| 100 | 11.15 | 11.11 | 0.36% | 11.41 | 2.33% | 11.18 | 0.27% | |
| N100標油 | 40 | 96.41 | 96.56 | 0.16% | 98.12 | 1.77% | 96.49 | 0.08% |
| 100 | 10.89 | 10.94 | 0.46% | 11.28 | 3.58% | 10.86 | 0.28% | |
| N140標油 | 40 | 136.3 | 136.9 | 0.44% | 134.9 | 1.03% | 136.2 | 0.07% |
| 100 | 17.98 | 18.08 | 0.56% | 18.13 | 0.83% | 17.92 | 0.33% | |
3 結 论
三種自動粘度儀操作簡便快捷(jie),且測試(shi)精度均能满足標準方(fang)法,从(cong)測試效率來看,ISL VH2型自動粘度儀和(he)安东帕(pa)SVM 3001自動粘度儀測試效率優於HVM 472型自動粘度儀,但是从数據準確性來(lai)看HVM 472型自動粘度儀優於另外兩種自(zi)動粘度儀(yi),因此润滑油生產企(qi)業可選擇(ze)ISL VH2型自(zi)動粘度儀和SVM 3001自動粘(zhan)度儀(yi)作為润滑油生產過程的粘度檢測儀器,HVM 472型(xing)自動粘度儀檢測(ce)準確性高,可(ke)作為產品開发或運動粘度測試的仲裁儀(yi)器。-
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