SH-T-0703-2001.pdf
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1、SH 中华人民共和国石油化工行业标准 S H / T 0 7 0 3 - 2 0 0 1 润 滑 油 在 高温 高 剪切 速 率 条件下表观粘度测定法 ( 多重毛细管粘度计法) S t a n d a r d t e s t m e t h o d fo r m e a s u r in g a p p a r e n t v i s c o s i t y a t h ig h - t e m p e r a t u r e a n d h i g h - s h e a r r a t e b y m u l t i c e l l c a p i ll a ry v i s c o m
2、e t e r 2 0 0 1 - 1 1 - 2 3发布 2 0 0 2 - 0 1 - 0 1 实施 国家经济贸易委员会发布 S H/ T 0 7 0 3 - 2 0 0 1 前言 本标准等效采用美国试验与材料协会标准A S T M D 5 4 8 1 -9 6 润滑油在高温高剪切速率条件下表 观粘度测定法多重毛细管粘度计法 。 本标准与 A S T M D 5 4 8 1 -9 6 的差异如下: 1 . 根据我国标准的实际情况,增加了相关引用标准。 2 . 增加了仪器清洗剂的要求。 本标准的附录A和附录B均是标准的附录。 本标准由中国石油化工股份有限公司提出。 本标准由中国石油化工股份有
3、限公司石油化工科学研究院归口。 本标准起草单位:中国石油化工股份有限公司茂名分公司南海高级润滑油公司。 本标准主要起草人:韩申君、陈东、王雪梅、 林卫红。 中华人民共和国石油化工行业标准 润滑油在高温高剪切速率 条件下表观粘度测定法 ( 多重毛细管粘度计法) S t a n d a r d t e s t m e t h o d f o r me a s u r i n g a p p a r e n t v i s c o s i t y a t h ig h - t e mp e r a t u re a n d h i g h - s h e a r r a t e 勿 m u l t
4、i c e l l c a p 业叮 v i s co me t e r S H/ T 0 7 0 3 - 2 0 0 1 1 范围 1 . 1 本标准规定了在1 5 0 7、 管壁表观剪切速率为1 . 4 x 1 护 s - 的条件下, 采用具有测压、 测温和计 时装置的多重毛细管枯度计测定发动机油高温高剪切( H T H S ) 表观粘度的方法。 1 . 2 采用本标准规定的剪切速率可以减少本方法与其他测定高温高剪 切表观粘度试验方法的差异。 本标准通过用 1 5 0 时表观粘度为 2 rn P a “ s 一 5 m P a - s 的牛顿型油建立的校正曲线而直接测粘度。 1 . 3 本
5、标准可能涉及某些有危险的材料、操作和设备。本标准无意对与此相关的所有安全问题都提 出建议。用户在使用本标准之前有责任建立合适的安全和防护措施并确定适当的管理制度。 2 引用标准 下列标准包括的条文,通过引用而构成本标准的一部分。除非在标准中另有规定,下述标准都 应是现行有效标准。 G B 2 5 3 6 变压器油 G B / T 4 7 5 6 石油液体手工取样法 3定义 本标准采用下列定义。 3 . 1 管 壁表观剪切速率 a p p a re n t s h e a r r a te a t t h e w a ll 牛顿型流体在毛细管粘度计管壁的表观剪切速率由式( 1 ) 计算: 。4
6、V 占,= - 二 二 又 - 7 r 人 t 式中:S a管壁表观剪切速率, 9 - t ; V 体积, M M ; R 毛细管半径,n u n ; t 流出时间,s o 3 . 2 表观 粘度 a p p a re n t v i s c o s i ty 利用本方法测得的粘度。 3 . 3 密度d e n s i ty 在规 定温度下, 单位体积内所含 物质的质量 数。 密度 单位是k g / m 3 或g / c tn 3 ; i k g / m 3 = 1 0 - 3 g / C M I a 国家经济贸易委员会 2 0 0 1 - 1 1 - 2 3批准 2 0 0 2 - 0 1
7、- 0 1实施 S H/ T 0 7 0 3 - 2 0 0 1 3 . 4 运动粘度 k i n e m a t ic v i s c o s i ty 表示液体在重力作用下流动时的内摩擦力的量度,其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度 之比。在国际单位 制中, 单位为m 2 / s ; 一般用m m z / s ,习惯用c S t ( 厘斯) 表示。l e S t = 1 M M Z / s o 3 . 5 牛顿型油或流体N e w to n i a n o i l o r fl u id 在任一剪切速率或剪切应力下,只要温度一定粘度都是恒定的油或流体。 3 . 6 非牛顿型油或流体n o
8、 n - N e w t o n i a n o i l o r fl u i d 在给定温度下,粘度随剪切速率或剪切应力变化的油或流体。 3 . 7 剪切速率s h e a r r a t e 层流状态下速度的空间梯度;垂直于流体流动方向上速度差与距离的商。单位为速度除以长度, 时间为秒, 长度单位统一, 从而得到的剪切速率单位为。 一 。 3 . 8 剪切应力s h e a r s t r e s s 在流动方向上,流体单位面积所受的力。对于在毛细管粘度计中的剪切应力即为管壁的剪切应 力,也就是作用在毛细管内横截面上的总力除以毛细管内表面积。管壁剪切应力与流体的性质无关。 在国际单位制中,
9、剪切应力的单位为帕( P a ) ,在数值上毛细管粘度计管壁的剪切应力由式( 2 ) 计算: Z二P R / 2 L ( 2 ) 式中:Z剪切应力,P a ; P 压力降,P a ; R 毛细管半径,m m; L 毛细管长度,二 。 3 . 9 粘度v is c o s i ty 同一处剪切应力和剪切速率之比。 粘度有时也称为粘度系数或动力粘度。它是流体流动阻力的量度。在国际单位制中以帕 秒 ( P a - s ) 表示;一般用毫帕 秒( m P a “ s ) 表示;习惯用厘泊( e P ) 表示。 1 e p = 1 0 - 3 P a “ s = 1 m P a “ s 3 . 1 0
10、校准油c a l i b ra t io n o i ls 建立本仪器的高温高剪切表观粘度与压力降、流出时间之间函数关系的油品,通过函数关系确 定试样的高温高剪切表观粘度。校准油为牛顿型流体,可以在市场上购得或通过调合制得。 3 . 1 1 试样t e s t o i l 任何一种需要用本标准测定其高温高剪切表观枯度的油。 3 . 1 2 粘度计池v i s c o m e t r ic , c e ll 需被试样浸润的部分,包括粘度计进出口管,工作毛细管,加压与泄压连接部分,旋塞阀和贮 油槽。 4 方法概要 4 . 1在 1 5 0 试验条件下,在氮气( 或二氧化碳) 的压力作用下,使试样从
11、毛细管粘度计中流出,由 试样的流出 时间 及压力, 可得到毛细管粘度 计管 壁表观剪 切速率达到1 .4 x l 护 s - 时 试样的表观粘度。 用对各粘度计池校正曲线即可确定与所测压力相对应的油品粘度。 4 . 2 各个粘度计池校正的曲线是建立在一系列已知粘度的牛顿型油的压力与流速的关系得到的。 5 意义与用途 5 . 1 粘度是润滑油的一个重要特性。流体的粘度随温度变化。许多润滑油是非牛顿型流体,其粘度 除随温度的变化外,还随剪切速率的变化而变化。当我们能够测定润滑油在实际使用温度和剪切速 2 S H/ T 0 7 0 3 - 2 0 0 1 率下或接近于该温度和剪切速率下的粘度时,粘度
12、的应用是非常有意义的。 5 . 2 本 标 准 确 定 的 温 度 和 剪 切 速 率 条 件 可 以 认 为 相 当 于 在 苛 刻 条 件 下 汽 车 向 机 轴 承 工 作 的 状 况 。 5 . 3 许多 设备制 造商及润滑油规格对1 5 0 和1 护 s - 时的最小高温高剪切表观粘度提出了 要求。毛 细管粘度计内的剪切速率随毛细管半径而变化。本标准是通过增大管壁的表观剪切速率来补偿变化 的剪切速率。 6 仪器 6 . 1 高温高剪切( H T H S ) 粘度计:包括几个在可控温度体的粘度计池,以及能控制测定温度、使用 压力和测定试样流出时间的装置。每一个粘度计池中带有一支精密玻璃
13、毛细管和可调节试样体积的 装置。 6 . 1 . 1 H T H S 粘度计的典型尺寸和规格如下: 毛细管直径0 . 1 5 m m 毛细管长度1 5 m m一1 8 m m 温度控制1 5 0 士 O A0 C 压力范围3 5 0 k P a 一 3 5 0 0 k P a 压力控制士1 % 试样体积7 m 1 ,1 M L 6 . 1 . 2 用于测温的温度计为可预先设定的数字式电阻温度计,其准确性可通过一热阱和一支精密度 为1 0 . 1 或更精密的温度计进行校验。 6 . 2 医用玻璃注射器:l 0 m L a 7 试剂与材料 7 . 1 牛顿型油或流体: 在1 5 0 时有确定粘度值
14、,范围为2 . O m P a “ 。 一 7 . O m P a “ s ( 见表1 ) 0 表 1校准油 校 准 油 】 们 门 9 门7 5 日P 1 5 0 王 门 卫粼 日 1 3 9 0 a 准确粘度值由供货商提供 近似粘度“ , m P a “ s测 试 中 的近 似 压 力 , k P a 7 . 2 非牛顿型参比试样:在 1 5 0 1C, 1 护s - 时有确定的高温高剪切粘度。 7 . 3 二氧化碳或者氮气瓶: 带有减压阀, 最大压力 不低于3 5 0 0 k P a ( 5 0 0 p s i ) o 7 . 4 清洗剂:甲苯或其他高芳烃溶剂, 4 0 运动粘度小于 1
15、 3 m m z / s 的润滑油基础油或符合 G B 2 5 3 6 标准的变压器油。 8取样 按G B / T 4 7 5 6 取样。 一个 有代表 性的试样应不含悬浮的固体杂质和水分,这是获得有效结果所 必需的 。若含有杂质, 需用l o p m的 滤纸过滤除 去。 9 校正与标准化 9. 1 校 正 S H / T 0 7 0 3 - 2 0 0 1 9 . 1 . , 每个毛细管粘度计池的体积和直径都是厂商提供的, 对应于管壁表观剪切速率为1 . 4 x 1 护 s - 1 时, 流出时间t 。 可用式( 3 ) 计算得到: t o = 4V 1 .4x1 护, R3 ( 3 ) 式
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