油品的理化性能指标:黏度、黏度指数
2024-07-2587Technology
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一、黏度
黏度是液体的内摩擦力。油品受到外力作用而发生相对移动时,油分子之间产生的阻力使油品无法顺利流动,其阻力的大小称为黏度。它是油品流动性能的主要技术指标。比如我们熟知的润滑油,它就是根据其黏度大小来分牌号的,因此,黏度是各种机械设备选油的主要依据。
拿润滑油举例,黏度对润滑油的流动性和它在摩擦表面形成油膜的厚度有很大影响。黏度较大的润滑油其流动性就差,不易流到摩擦面之间,而在摩擦面之间形成的油膜较厚,在较大负荷情况下润滑效果比较好。黏度较大时润滑油的冷却和冲洗作用较差,摩擦面的温度较高。反之润滑油的黏度较小,其流动性较好,容易流到间隙小的摩擦面之间,可保证润滑效果,机械克服摩擦阻力消耗的功率也较少,润滑油的冷却和冲洗作用较好。但如润滑油的黏度过小,在较大负荷下,润滑油膜变薄而容易被破坏,使摩擦面容易产生磨损和擦伤。因此,在选择润滑油时首先必须考虑其黏度大小是否合适。
(一) 黏度的分类和试验方法
黏度的度量方法分为绝对黏度和相对黏度两大类。绝对黏度分为运动黏度和动力黏度两种;相对黏度有恩氏粘度、赛氏粘度和雷氏黏度等几种表示方法。
1. 运动粘度
在温度t℃时,运动黏度用符号γ表示,在国际单位制中,运动黏度单位为斯,即每秒平方米（m2/s）,实际测定中常用厘斯,（cst）表示厘斯的单位为每秒平方毫米(即1cst=1 mm2/s）。运动黏度广泛用于测定透明和不透明液体包括基础油、润滑油、柴油、喷气燃料油、残余燃料油、和使用后的润滑油、原油等样品的运动黏度。
测定石油产品运动黏度的方法有:
GB/T 265石油产品运动黏度测定法和动力黏度计算法;
SH/T 0956透明和不透明液体运动黏度的测定折管式自动黏度计法;
GB/T 11137深色石油产品测定运动黏度法(逆流法);
GB/T 30515透明和不透明液体运动黏度测定法和动力黏度计算法。
2. 动力黏度
在流体中取两面积各为1 m2,相距1m,相对移动速度为1 m/s时所产生的阻力称为动力黏度,单位Pa·s(帕·秒)。过去使用的动力黏度单位为泊(Poise)或厘泊,泊或厘泊为非法定计量单位。
1Pa·s=1N·s/ m2=10P（泊）=10?cP（厘泊）
ASTM D445标准中规定用运动黏度来计算动力黏度
即：η=pv
式中η----动力黏度，Pa·s；
p----密度，kg/m?；
v----运动黏度，m2/s。
3.恩氏黏度
恩氏黏度采用GB/T 266石油产品恩氏测定法,是常用的相对黏度。在规定温度下,200mL液体流经恩氏黏度计所需时间（S）,与同体积的蒸馏水在20℃时流经恩氏黏度计所需时间（S）之比。
4.赛氏通用黏度
赛氏黏度用赛波尔特黏度计测定,美国多习惯用这种黏度单位。赛氏黏度定义为某规定温度37.8℃、98.9℃或100℃下从赛氏黏度计流出60mL测试液体所需时间,单位为s。根据黏度计孔径不同,可分为通用黏度（用SUS或SSU表示）或重油黏度（又称为赛氏费罗黏度,用SFS表示）两种。
5. 雷氏黏度
雷氏黏度是用雷德乌德黏度计测定的,在规定温度21.1℃、60℃或100℃下,从雷德乌德黏度计流出50mL试样样品所需的时间,以s为单位。根据黏度计的孔径,可分为雷氏1#（用Rt表示,测定轻质油品）和雷氏2#（用Rat表示,测定重质油品）两种。雷氏黏度主要在英国和日本用。
二、黏度指数
油品的黏度随着温度的升高而变小,随着温度的降低而变大,这就是油品的黏性特性。
因此,对黏度的报告值必须指明测定时的温度。例如：柴油规定要求20℃、轧制油规定要求40℃等等。评价油品的黏温性能有黏度比与黏度指数。国际上通用表示润滑油黏温特性的指标为黏度指数,即用黏度指数来准确表征油品的黏温性能。黏温性能好的润滑油其黏度指数高。
（一） 黏度指数的测算方法
为了计算石油产品和有关材料的黏度指数，国际标准化组织（ISO）石油产品技术委员会专门制定了石油产品黏度指数计算ISO 2909-1975,最新的版本号为ISO 2909-2002(2014) 。
我国计算黏度指数的标准为GB/T 1995-1998石油产品黏度指数计算法，等效采用ASTM D2270-1993利用40℃和100℃运动黏度计算黏度指数。这个标准规定了从石油产品的40℃和100℃运动黏度计算黏度指数的两个方法。
注：黏度指数测试方法可以查阅资料获取，不具体阐述。大多数自动运动粘度测试设备软件系统内具备自动换算粘度指数功能；网上也有APP下载后输入运动粘度数据可自动换算粘度指数。
（二） 黏度指数的应用
1：黏度指数是润滑油黏温特性的主要指标，润滑油的黏温特性不好，当温度低时，黏度过大，就会造成启动困难，而且启动后润滑油不易流到摩擦面上，造成机械零件的磨损。温度高时，黏度变小，则不易在摩擦面上形成适当厚度的油膜，失去润滑作用，易使摩擦面产生擦伤或胶合。因此要求油品的黏温特性要好，即油品黏度随工作温度的变化越小越好。
2：黏度指数是划分基础油类别的主要指标，API基础油分类中，最主要的三个项目指标之一就是黏度指数。
3：黏度指数是润滑油产品的主要技术指标之一，为了确保润滑油对机械设备的润滑性能，润滑油产品质量指标都有规定黏度知识不小于某一数值。
4：黏度指数是润滑油产品出厂批次检测报告的项目之一（个别产品除外），必须计算填写。
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