Astm d 5293 прибор

Astm d 5293 прибор

Метод определения кажущейся вязкости в интервале температур от минус 5°C до минус 35°C с использованием имитатора холодной прокрутки

Engine oils. Method for determination of apparent viscosity at temperatures between -5°C and -35°C using the cold-cranking simulator

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

1 ПОДГОТОВЛЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 31 «Нефтяные топлива и смазочные материалы», Открытым акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти» (ОАО «ВНИИ НП») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 ноября 2014 г. N 72-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 мая 2015 г. N 401-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33111-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2016 г.

5 Настоящий стандарт идентичен стандарту ASTM D 5293-2010* «Метод определения кажущейся вязкости моторных и базовых масел в интервале температур от минус 5°C до минус 35°C с использованием имитатора холодной прокрутки» («Standard test method for apparent viscosity of engine oils and base stocks between -5°C and -35°C using cold-cranking simulator», IDT).

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

Стандарт разработан комитетом ASTM D02 «Нефтепродукты и смазочные материалы», и непосредственную ответственность за метод несет подкомитет D02.07 «Реология неньютоновских жидкостей при низкой температуре».

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА.

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2019 г.

8 Настоящий стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 52559-2006 «Масла моторные. Метод определения кажущейся вязкости при температуре от минус 5° до минус 35° с использованием имитатора холодной прокрутки»

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на моторные и базовые масла и устанавливает метод определения кажущейся вязкости с использованием имитатора холодной прокрутки (CCS) в интервале температур от минус 5°C до минус 35°C при напряжениях сдвига от 50000 до 100000 Па, скоростях сдвига от 10 до 10 с и вязкостях от 500 до 25000 мПа·с. Диапазон измерений зависит от модели и программного обеспечения аппарата CCS. Результаты определения кажущейся вязкости по данному методу характеризуют эксплуатационные свойства моторных масел при запуске двигателя.

1.2 Специальная методика определения кажущейся вязкости масел с высокими вязкоупругими свойствами с использованием ручного прибора приведена в приложении Х1.

1.3 Процедуры предусмотрены как для ручного, так и для автоматизированного определения кажущейся вязкости моторных масел на аппарате CCS.

1.4 Значения, установленные в единицах СИ, считаются стандартными. Другие единицы измерения не включены в настоящий стандарт.

1.5 В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности, связанных с его использованием. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил по технике безопасности и охране здоровья, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием. Особые требования к мерам предосторожности приведены в разделе 8.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных — последнее издание (включая все изменения).

Уточнить ссылки на стандарты АСТМ можно на сайте www.astm.org или в службе поддержки клиентов АСТМ: service@astm.org. В информационном томе ежегодного сборника стандартов (Annual Book of ASTM Standards) следует обращаться к сводке стандартов ежегодного сборника стандартов на странице сайта.

ASTM D 2162, Practice for basic calibration of master viscometers and viscosity oil standards (Руководство по основной калибровке контрольных вискозиметров и стандартам вязкости масла)

ASTM D 2602, Test method for apparent viscosity of engine oils at low temperature using the cold-cranking simulator (Withdrawn 1993) [Метод определения кажущейся вязкости моторных масел при низкой температуре с использованием имитатора холодной прокрутки (Отменен в 1993 г.])

С последней версией стандарта можно ознакомиться на сайте www.astm.org.

ASTM D 4057, Practice for manual sampling of petroleum and petroleum products (Руководство по ручному отбору проб нефти и нефтепродуктов)

ISO 17025, General requirement for the competence of testing and calibration laboratories (Общие требования к компетенции испытательных и калибровочных лабораторий)

Можно ознакомиться в American National Standards Institute (ANSI), 25 W, 43rd.St., 4th Floor, New York. NY 10036, http://www.ansi.org.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте использованы следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 ньютоновское масло или жидкость (newtonian oil or fluid): Масло или жидкость, которые при всех скоростях сдвига сохраняют постоянную вязкость.

3.1.2 неньютоновское масло или жидкость (non-newtonian oil and fluid): Масло или жидкость, вязкость которых изменяется при изменении скорости или напряжения сдвига.

3.1.3 вязкость (viscosity): Свойство жидкости, определяющее ее внутреннее сопротивление напряжению сдвига по формуле

Astm d 5293 прибор

, (1)

где — напряжение на единицу площади, Па;

Иногда называют коэффициентом динамической вязкости. Данный коэффициент является мерой сопротивления жидкости течению. В единицах СИ значение вязкости выражают в Па·с; на практике удобнее применять кратные единицы (мПа·с). 1 мПа·с равен 1 сП (сантипуаз).

3.2 Определения терминов, специфичных для настоящего стандарта

3.2.1 кажущаяся вязкость (apparent viscosity): Вязкость, определенная по методу настоящего стандарта.

В связи с тем, что многие моторные масла при низкой температуре являются неньютоновскими жидкостями, их кажущаяся вязкость может изменяться с изменением скорости сдвига.

3.2.2 калибровочные масла (calibration oils): Масла с известной вязкостью и вязкостно-температурной характеристикой, используемые для установления калибровочного соотношения между вязкостью и скоростью вращения ротора.

3.2.3 контрольное масло (check oil): Партия испытуемого масла, используемого для мониторинга выполнения измерения.

3.2.4 испытуемое масло (test oil): Любое масло, вязкость которого определяют по настоящему методу.

3.2.5 масло с вязкоупругими свойствами (viscoelastic oil): Неньютоновское масло или жидкость, которое может подниматься вверх по валу ротора при его вращении.

4 Сущность метода

Электродвигатель приводит в действие ротор, установленный внутри статора с очень малым зазором от его стенки. Объем между ротором и статором заполняют маслом. Температуру испытания измеряют у внутренней стенки статора и поддерживают регулируемым потоком хладагента. Скорость ротора является функцией вязкости масла. По измеренной скорости ротора с использованием калибровочной кривой определяют вязкость испытуемого масла.

5 Назначение и применение

5.1 Кажущаяся вязкость масел для автомобильных двигателей на аппарате CCS коррелируется с прокруткой двигателя стартером при низкой температуре. Показатель кажущейся вязкости, определенный на аппарате CCS, не пригоден для прогнозирования прокачиваемости масла при низкой температуре применительно к масляному насосу двигателя и системе распределения масла.

Показатели при запуске двигателя были измерены Координационным научно-исследовательским советом (CRC) L-49 с эталонными маслами, имеющими вязкости от 600 до 8400 мПа с (сП) при температуре минус 17,8°C, а также от 2000 до 20000 мПа·с (сП) при температуре минус 28,9°C.

CRC Отчет N 409 «Оценка лабораторных вискозиметров для прогнозирования значений кажущейся вязкости моторных масел в диапазоне от 00F до минус 200F», апрель 1968 г., Coordinating Research Council, Inc., 219 Perimeter Center Parkway. Atlanta. GA 30346.

Зависимость между показателями при запуске двигателя и аппарата CCS с эталонными маслами приведена в приложениях X1 и Х2 для испытаний по ASTM D 2602 1967 Т издания и отчете CRC 409 . Поскольку методика по CRC L-49 менее точная, чем процедура на аппарате CCS, и не стандартизирована, то кажущаяся вязкость, определяемая на аппарате CCS, не может точно предсказывать поведение масла в конкретном двигателе при его запуске. При этом корреляция кажущейся вязкости, определенной на аппарате CCS, со средними значениями результатов запуска двигателя по методике CRC L-49 является удовлетворительной.

CRC Отчет N 409 «Оценка лабораторных вискозиметров для прогнозирования значений кажущейся вязкости моторных масел в диапазоне от 00F до минус 200F», апрель 1968 г., Coordinating Research Council, Inc., 219 Perimeter Center Parkway. Atlanta. GA 30346.

Astm d 5293 прибор

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Метод определения кажущейся вязкости при температуре от минус 5 °С
до минус 35 °С с использованием имитатора холодной прокрутки

Engine oils. Method for determination of apparent viscosity at temperatures
between -5 °С and — 35 °С using the cold-cranking simulator

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти» (ОАО «ВНИИ НП»), Закрытым акционерным обществом «НАМИ-ХИМ» на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 31 «Нефтяные топлива и смазочные материалы»

4 Настоящий стандарт идентичен стандарту АСТМ Д 5293-2002 «Метод определения кажущейся вязкости моторных масел в интервале температур от минус 5 °С до минус 35 °С с использованием имитатора холодной прокрутки» (ASTM D 5293-02 «Standard test method for apparent viscosity of engine oil between -5 °С and -35 °С using the cold-cranking simulator»)

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает метод определения кажущейся вязкости (далее — вязкость) моторных масел с использованием имитатора холодной прокрутки (далее — CCS) в интервале температур от минус 5 °С до минус 35 °С при напряжениях сдвига от 50000 до 100000 Па, скоростях сдвига от 10 до 10 с и вязкостях от 500 до 25000 мПа·с. Диапазон измерений зависит от модели и программного обеспечения CCS.

Результаты определения связаны с характеристиками моторных масел при прокрутке двигателя.

1.2 Специальная методика определения кажущейся вязкости масел с высокими упруговязкими свойствами приведена в приложении А.

1.3 Определение кажущейся вязкости моторных масел проводят ручным или автоматическим способом на имитаторе холодной прокрутки.

1.4 Значения, установленные в единицах СИ, считают стандартными.

1.5 Настоящий стандарт не устанавливает требований, связанных с безопасностью применения настоящего метода. Необходимые требования по безопасности, охране здоровья и соответствующие ограничения устанавливает пользователь настоящего стандарта. Особые требования к мерам предосторожности изложены в примечаниях к 7.1-7.3 и разделе 8.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована ссылка на документ, указанный в разделе «Библиография».

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 ньютоновское масло или жидкость: Масло или жидкость, которые при всех скоростях сдвига сохраняют постоянную вязкость.

3.2 неньютоновское масло или жидкость: Масло или жидкость, вязкость которых изменяется при изменении скорости или напряжения сдвига.

3.3 вязкость, : Свойство жидкости, определяющее ее внутреннее сопротивление напряжению сдвига по формуле

Astm d 5293 прибор

, (1)

где — напряжение на единицу площади;

Примечание — Вязкость называют коэффициентом динамической вязкости. Таким образом, данный коэффициент является мерой сопротивления жидкости течению.

В СИ единицей вязкости является Паскаль·секунда (Па·с); на практике удобнее применять кратные единицы (мПа·с); 1 мПа·с равен 1 сП.

3.4 кажущаяся вязкость: Вязкость, определенная по методу, приведенному в настоящем стандарте.

Примечание — Так как многие моторные масла при низких температурах являются неньютоновскими жидкостями, их кажущаяся вязкость может изменяться с изменением скорости сдвига.

3.5 калибровочные масла: Масла с известными вязкостью и вязкостно-температурной зависимостью, используемые для установления калибровочного соотношения между вязкостью и скоростью вращения ротора CCS.

3.6 испытуемое масло: Любое масло, вязкость которого определяют по настоящему методу.

3.7 масло, обладающее упруговязкими свойствами: Неньютоновское масло или жидкость, которые могут подниматься вверх по валу CCS при вращении ротора.

4 Сущность метода

4.1 Электромотор приводит в действие ротор, установленный внутри статора. Пространство между ротором и статором CCS заполняют маслом. Температуру испытания измеряют около внутренней стенки статора и поддерживают регулируемым потоком хладагента, протекающим через статор. Скорость ротора является функцией вязкости масла. По калибровочной кривой и измеренной скорости ротора определяют вязкость испытуемого масла.

5 Значение и использование

5.1 Кажущаяся вязкость масел для автомобильных двигателей, измеренная на имитаторе холодной прокрутки CCS, коррелирует с прокруткой двигателя стартером при низкой температуре.

Показатель «кажущаяся вязкость», определенный на CCS, нельзя использовать для прогнозирования прокачиваемости масла при низкой температуре в системе смазки двигателя.

5.2 Корреляция между работой CCS, кажущейся вязкостью и работой коленчатого вала натурного двигателя подтверждена испытанием при температуре от минус 1 °С до минус 40 °С 17-и образцов товарных моторных масел классов вязкости SAE 5W, 10W, 15W и 20W.

5.3 Корреляция между пусковыми свойствами нефорсированных двигателей и кажущейся вязкостью, измеренной на CCS, была установлена исследованием работы двигателя при низкой температуре. В этом исследовании были использованы 10 двигателей в интервале температур от минус 5 °С до минус 40 °С и образцы шести товарных моторных масел (SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W и 25W).

6 Аппаратура

6.1 При испытании по настоящему методу используют CCS: ручной (6.2), полуавтоматический (6.3) и автоматический (6.4).

6.2 Ручной CCS (рисунок 1) включает в себя: электромотор постоянного тока, вращающий ротор, находящийся внутри статора; датчик скорости или тахометр, измеряющий скорость ротора; амперметр постоянного тока со шкалой тонкой регулировки контроля тока; систему контроля температуры статора, поддерживающую температуру в пределах ±0,05 °С от заданной температуры, и циркуляционный насос для хладагента, совместимый с системой контроля температуры.

Astm d 5293 прибор

6.3 Полуавтоматический CCS (рисунок 2), кроме указанного в 6.2, включает в себя компьютер, интерфейс компьютера и дозирующий насос для испытуемого образца.

Astm d 5293 прибор

Рисунок 2 — Полуавтоматический CCS

Циркуляционный насос для метанола не используют, так как при вводе испытуемого образца предыдущий испытуемый образец вытесняется.

6.4 Автоматический CCS (рисунок 3), кроме указанного в 6.2, включает в себя автоматизированный стол для образцов, позволяющий испытывать одновременно до 30 образцов под контролем компьютера, без вмешательства оператора.

Astm d 5293 прибор

Рисунок 3 — Автоматический CCS

6.5 Калибровочный термистор-датчик, устанавливаемый в тепловой канал CCS около внутренней поверхности статора для определения температуры испытания.

6.6.1 Холодильник для жидкого хладагента, необходимый для поддерживания температуры хладагента приблизительно на 10 °С ниже температуры испытания. Предпочтительным является механическое охлаждение, но допускается применять и охлаждающие смеси с сухим льдом. Соединительные шланги между CCS и системой охлаждения должны быть как можно короче и хорошо изолированы.

6.6.2 Для обеспечения необходимого теплового контакта с датчиком температуры тепловой канал статора следует периодически очищать и помещать в него маленькую каплю ртути. Если применение ртути неприемлемо из-за ее токсичности, необходимо использовать теплоноситель с высоким содержанием серебра. Температура хладагента, подаваемого к вискозиметрической ячейке, должна быть не менее чем на 10 °С ниже температуры испытания.

6.6.3 Когда маловязкий испытуемый образец находится в вискозиметрической ячейке и двигатель привода ротора включен, то для обеспечения оптимального контроля температуры при использовании системы охлаждения с сухим льдом клапан циркуляционного насоса для регулирования подачи хладагента открывают.

6.7 Циркуляционный насос любого типа для хладагента (только для ручного CCS), обеспечивающий циркуляцию теплового хладагента через статор для замены образца и испарения растворителей.

7 Реактивы и материалы

Примечание — Опасен, чрезвычайно воспламеняем, пары могут стать причиной пожара.

В качестве хладагента используют обезвоженные метанол, этанол, изопропанол. Если при работе в условиях повышенной влажности в хладагент попадает вода, его заменяют обезвоженным хладагентом, чтобы обеспечить постоянный контроль температуры, особенно в системах с сухим льдом.

Примечание — Опасен, воспламеняем, пары вредны.

7.4 Калибровочные масла — ньютоновские масла с низкой температурой помутнения, известными вязкостью и зависимостью «вязкость-температура».

Вязкость калибровочных масел приведена в таблице 1; точные значения вязкости прилагаются к каждому стандартному веществу.

Таблица 1 — Вязкость калибровочных масел

Приблизительная вязкость*, мПа·с, при температуре, °С

Источник