运动粘度是润滑油重要的质量指标,也是选用润滑油的一项重要依据。正确选择润滑油的粘度是保证机械正常工作的前提,润滑油粘度过大,则运转阻力增大,消耗功率增加,也会造成润滑油不能迅速及时地流到应润滑的部位,影响正常的润滑,增加机械磨损;如果选用的润滑油粘度过小,就难以形成足够厚度的油膜,使摩擦面间不能保证正常而连续的润滑层,也会造成机械的磨损,因此机械所用的润滑油粘度应适当。准确地测定润滑油的运动粘度对于生产、运输和使用有着重要意义。
由于
运动粘度的测定受到诸多因素的影响,测定过程中有很严格的实验条件要求,因此在实验中应严格遵照方法标准中所规定的仪器和实验条件来开展实验,避免由于仪器选择不当或操作误差造成结果不准确或超差。因此在理论分析的基础上,对运动粘度测定中的几个影响因素进行了分析和探讨,供进行油品化验分析时借鉴。
1、选择合适的粘度计
在对润滑油运动粘度进行测定前,首先应根据实验温度和试样大致粘度选用合适的粘度计,使试样在毛细管中流动时间不小于200s,内径0.4mm的粘度计流动时间不少于350s,目的是使试样在毛细管中的流动为层流。因为用于计算试样粘度的泊塞耳方程式是在一定层流状态下,由牛顿摩擦定律经数学推导得出的。若试样在毛细管中流速过快,会出现紊流,就不能应用泊塞耳方程式计算试样的粘度。同时,由于存在着流出时间的秒表读数误差,时间越短,所测结果的相对误差就越大。若试样在毛细管中流动过慢,测定时间内不易保持温度的恒定,会由于温度的波动造成测定的误差。所以一般情况,测定时使润滑油在毛细管中流动时间控制在200s〜500s比较适中,这样可保证润滑油在毛细管内流动为层流状态,又能够尽量减少秒表读数误差和温度造成的误差。
将选择好的粘度计洗涤干净,放入烘箱中烘干,烘箱的温度控制在70℃〜80℃范围内为宜。烘箱温度过高会导致毛细管变形,从而造成粘度计常数发生变化,造成误差。
2、严格控制测定温度
液体的粘度由液体分子间的作用力所决定,这种由分子相互作用而呈现出的性质与温度有着密切的关系。当温度升髙时,液体发生膨胀,分子间距增大,分子间作用力随之减少,而使得粘度下降。反之,随温度降低液体的粘度增大。所以在粘度测定中,温度对粘度的影响大,必须严格控制恒温浴的温度,使其温度控制在±0.1℃范围内,同时要有足够的恒温时间
3、防止机械杂质和水分污染
试样中不能含有机械杂质和水分,否则测定前必须脱水,并用滤纸过滤以除去杂质。因为试样中如果有机械杂质存在,会影响液体石油产品在粘度计中的正常流动。杂质如果粘附在毛细管内壁,堵塞毛细管,会使石油产品流动时间增长,造成测定结果偏高,并使平行测定结果的重复性变差。如果试样中含水分时,在测定较髙温度下的粘度时,水分会汽化,测定较低温度下的粘度时会凝结,同样也会影响在毛细管粘度计中的正常流动。
4、试样置要适当
运动粘度的测定方法是通过测定一定体积的液体在重力作用下流过毛细管粘度计的时间来确定的,因此装入粘度计的试样量要严格控制。试样量过多或过少,都会影响到试样所受到的重力作用。同时装入粘度计中的试样不允许存有气泡,如果有气泡,会影响到装入粘度计的试样的体积,而且如果气泡进入毛细管后可能会形成气阻,增大了液体流动的阻力,使流动时间增加,测定结果偏大。
5、正确安装粘度计
安装粘度计时,必须用铅垂线从两个互相垂直的方向将粘度计调整成垂直状态。若毛细管偏离垂直方向,就会引起液柱压差的改变,从而产生测定误差。粘度计出现倾斜时使得测定结果发生变化,其主要原因是毛细管偏离垂直方向时,会引起毛细管上部和宽管下部两液面间的高度,即液柱压差发生变化,从而使液体所受重力发生变化,导致流动时间和测定结果发生变化。由于粘度计毛细管呈垂直状态时,粘度计的上下两液面间连线与铅垂线之间存在一个角度,当粘度计向毛细管宽管方向倾斜时,则会使角度变小,液柱高度增大,而当粘度计向毛细管细管方向倾斜时,则会使角度变大,使液柱髙度减小。同样,当粘度计向宽管和细管的侧面倾斜时,也会使液柱高度下降。由于液柱髙度和压差发生变化,从而改变了流动时间,使测定结果发生偏差。当粘度计朝向宽管倾斜时,测定的结果小于准确值;当粘度计朝向粘度计细管或侧面时,则会加长流动时间,使测定结果偏大。
6、准确计时
由运动粘度的计算公式中我们不难看出,对于毛细管粘度计的检定,流动时间是非常重要的参数。计时准确的首要条件是要有分度值不大于0.1s的电子秒表或其他自动电子计时器,且必须周检合格(误差不超过0.05%)。其次是要注意计时的准确性,按动秒表的瞬间应是液体弯月面的低点与标线相切的瞬间(眼睛应与标线平行,即当标线成直线时)。计时时思想要集中,手要快,尽量做到眼到,手到,时间到,保持三者一致。
除上述影响因素外,测定所用的秒表、粘度计、温度计,都必须定期检定,并正确使用修正值。