不同自動粘度儀在油品分析中的應(yīng)用研究

高珍琪，楊 操，李成偉

(江蘇龍蟠科技股份有限公司，江蘇 南京 210038)

運動粘度是評價潤滑油產(chǎn)品質(zhì)量的一項重要指標(biāo)，是區(qū)分潤滑油粘度牌號的重要參數(shù)，目前國標(biāo)檢測方法中規(guī)定是在恒溫浴中使用毛細管粘度計進行測試，在日常的檢測過程中，使用毛細管粘度計測試潤滑油產(chǎn)品運動粘度時，有諸多因素會影響到試驗結(jié)果，而且檢測效率低，不能滿足潤滑油實際生產(chǎn)中產(chǎn)品中控、成品檢及灌裝首件檢等過程對效率的要求。本實驗室對ISL VH2、SVM 3001和HVM 472三種自動粘度儀的測試精度和檢測效率進行了比較，可為潤滑油生產(chǎn)企業(yè)在選擇自動粘度儀時提供參考。

1 實驗部分

1.1 儀 器

ISL VH2型自動運動粘度測定儀，法國ISL公司生產(chǎn)。該儀器是在一定溫度的硅油浴槽內(nèi)將樣品加入HOUILLON粘度毛細管。樣品流入上點時，光學(xué)檢測器開始測量，同時計時器打開；樣品到達下點時，計時器關(guān)閉，測得的數(shù)據(jù)被存儲并傳給工作站，工作站根據(jù)相關(guān)粘度管系數(shù)，算出樣品粘度。

SVM3001自動粘度儀，奧地利安東帕公司生產(chǎn)。可在 0.2～20000 mm2/s全量程大范圍連續(xù)測量，只需一根測量管。其內(nèi)置U型振蕩管與粘度測量管相連，只需一次進樣即可同時測出運動粘度、密度(精度可達1×10-4g/cm3)、動力粘度、溫度和粘度指數(shù)等。測量溫度范圍在-56～105 ℃，采用鉑爾貼控溫系統(tǒng)，測量速度與傳統(tǒng)方法相比大大提高，大于20個樣品/h。結(jié)構(gòu)簡單，基本無消耗品，材料耐用，基本無需維護，儀器外型小巧，可大大節(jié)省實驗室使用面積。

HVM 472型自動粘度儀，德國Wlter-Herzog公司生產(chǎn)。它是一種具有寬粘度測量范圍、雙樣品、雙溫度浴(可分別獨立進行)的粘度測量儀器，其測量油品的粘度范圍為：0.5～5000 Cst/40 ℃，0.5～2000 Cst/100 ℃，適用于透明和不透明液體運動粘度的測定。與目前國標(biāo)方法采用的手動粘度儀相比較，它能夠自行選擇毛細管的測量范圍，減少了操作人員反復(fù)選管的麻煩；配置的自動多溶劑清洗站，能帶壓自動連續(xù)清洗和烘干粘度管；能夠一次進樣26個樣品進行連續(xù)測量。

1.2 工作原理

ISLVH2型自動粘度儀由進樣口，彎頭，橫臂，毛細管，檢測泡幾部分組成[2]。樣品經(jīng)彎頭流入小坡度的橫臂，然后進入毛細管，由于毛細管內(nèi)徑小，流速慢，樣品與毛細管接觸充分，樣品很快達到恒溫要求。當(dāng)樣品流經(jīng)上檢測器時，開始計時，到達下檢測器時終止計時，流動時間t為樣品充滿測量球泡的時間。測量結(jié)果依照運動粘度計算公式用粘度管常數(shù)乘以流動時間t得到[3]。

SVM 3001自動粘度儀擁有粘度測量池和密度測量池，粘度測量池樣品管中懸浮著測定轉(zhuǎn)子，測定轉(zhuǎn)子中有內(nèi)置的永磁鐵，因此轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動的過程中會產(chǎn)生霍爾效應(yīng)[4]，當(dāng)樣品充滿測量池時由于霍爾效應(yīng)引起樣品管與內(nèi)部轉(zhuǎn)子間轉(zhuǎn)速差異，儀器通過轉(zhuǎn)速差異可以測得該樣品的動力粘度，同時儀器密度池通過U型管振蕩法測出樣品在該溫度下的密度，從而換算出該樣品的運動粘度。

HVM 472型全自動寬量程萬能粘度儀測試原理符合ASTM D445、GB/T 265標(biāo)準(zhǔn)，由于自動粘度儀測試樣品流動時間時一般小于200s，按照ASTM D445標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定需要進行動能校正[5]，所以該儀器測試與GB/T 265方法稍有不同，在計算粘度時需要增加動能校正，如下公式；

v=c×t-E/t2

式中：v——運動粘度，mm2/s

c——粘度管常數(shù)，mm2/s2

t——實驗中測得的流動時間，s

E——動能校正因子[6]

1.3 實驗步驟

本文所述三種粘度儀均為自動化設(shè)備，操作簡單，打開儀器主機及電腦軟件，設(shè)定測試溫度，等待儀器恒溫至設(shè)定溫度，開始測試。三種自動粘度儀的外觀見圖1所示。

圖1 三種自動粘度儀的外觀

由于SVM 3001自動粘度儀具備“超快速、快速、精確、超精確”四種測試模式，本實驗室通過多次實驗確定快速模式

即可保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)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方法比較具體見表1所示。

表1 三種自動粘度儀的比較

2 結(jié)果與討論

2.1 三種自動粘度儀與手工法再現(xiàn)性考察

選取基礎(chǔ)油、不同種類潤滑油成品油，使用三種自動粘度儀和手動儀器分別測定了油品在40 ℃和100 ℃下的運動粘度，測試結(jié)果如表2，表3和表4所示。

表2 ISL VH2型自動粘度儀與手工法測試結(jié)果比較

表3 SVM 3001自動粘度儀與手工法測試結(jié)果比較

表4 HVM 472自動粘度儀與手工法測試結(jié)果比較

從表2～表4中的數(shù)據(jù)可以看出，三種自動粘度儀測試結(jié)果的再現(xiàn)性均能滿足GB/T 265-1988標(biāo)準(zhǔn)方法中規(guī)定的R≤0.022X的范圍要求。

2.2 三種自動粘度儀測試準(zhǔn)確性考察

分別使用三種自動粘度儀對三種進口標(biāo)油 N75、N100和N140進行了測試，以確定各儀器測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。試驗結(jié)果如表5所示。

通過表5中的測試結(jié)果對比可以看出，三種自動粘度儀測試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書標(biāo)準(zhǔn)值比較，采用HVM 472自動粘度儀測出來的結(jié)果相對誤差最小，其次是采用ISL VH2，相對誤差最大的是采用SVM 3001自動粘度儀所測得的結(jié)果，這可能與使用該儀器的“快速”測試模式有關(guān)，但測試的運動粘度結(jié)果均能滿足GB/T 265-1988標(biāo)準(zhǔn)方法中規(guī)定的再現(xiàn)性R=0.022X的范圍要求。

表5 采用三種自動粘度儀對標(biāo)油測試結(jié)果的比較

3 結(jié) 論

三種自動粘度儀操作簡便快捷，且測試精度均能滿足標(biāo)準(zhǔn)方法，從測試效率來看，ISL VH2型自動粘度儀和安東帕SVM 3001自動粘度儀測試效率優(yōu)于HVM 472型自動粘度儀，但是從數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性來看HVM 472型自動粘度儀優(yōu)于另外兩種自動粘度儀，因此潤滑油生產(chǎn)企業(yè)可選擇ISL VH2型自動粘度儀和SVM 3001自動粘度儀作為潤滑油生產(chǎn)過程的粘度檢測儀器，HVM 472型自動粘度儀檢測準(zhǔn)確性高，可作為產(chǎn)品開發(fā)或運動粘度測試的仲裁儀器。