ГОСТ Р 52257-2004

Группа Б19

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МАСЛА МОТОРНЫЕ

Метод определения предела текучести и кажущейся вязкости
при низкой температуре

Engine oils. Method for determination of yield stress and apparent
viscosity at low temperature

     

ОКС 75.160.20
ОКСТУ 0209

Дата введения 2005-07-01

Предисловие

Задачи, основные принципы и правила проведения работ по государственной стандартизации в Российской Федерации установлены ГОСТ Р 1.0-92 "Государственная система стандартизации Российской Федерации. Основные положения" и ГОСТ Р 1.2-92 "Государственная система стандартизации Российской Федерации. Порядок разработки государственных стандартов"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 31 "Нефтяные топлива и смазочные материалы" (ОАО "ВНИИНП")

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 сентября 2004 г. N 21-ст

3 Настоящий стандарт представляет собой аутентичный текст национального стандарта АСТМ D 4684-99 "Метод определения предела текучести и кажущейся вязкости моторных масел при низкой температуре"

________________

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

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе "Национальные стандарты", а текст этих изменений - в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 3, 2017 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает метод измерения предела текучести и вязкости моторных масел, охлаждаемых в течение 45 ч с установленной скоростью до конечной температуры испытания от минус 10 °С до минус 40 °С. Вязкость измеряют при напряжении сдвига 525 Па и скорости сдвига от 0,4 до 15 с.

1.2 Возможность применения метода к другим нефтепродуктам (немоторным маслам) не рассматривалась.

1.3 За единицу измерения вязкости принимают миллипаскаль в секунду (мПа·с). В скобках для сведения приведена эквивалентная единица - сантипуаз (сП).

1.4 Метод испытания, изложенный в данном стандарте, может содержать опасные материалы, операции и оборудование. Стандарт не предусматривает мер по обеспечению техники безопасности. Соответствующие меры по технике безопасности и охране здоровья устанавливает сам пользователь.

     2 Терминология

2.1 Определения

2.1.1 кажущаяся вязкость: Вязкость масла, определенная данным методом.

2.1.2 ньютоновское масло или жидкость: Масло или жидкость, которые при данной температуре сдвига имеют постоянную вязкость при всех скоростях сдвига или напряжениях сдвига.

2.1.3 неньютоновское масло или жидкость: Масло или жидкость, вязкость которых при данной температуре изменяется с изменением градиента скорости сдвига или напряжения сдвига.

2.1.4 скорость сдвига: Градиент скорости течения жидкости.

Для ньютоновской жидкости, находящейся в концентрическом цилиндре ротационного вискозиметра, в котором напряжение сдвига измеряется на поверхности внутреннего цилиндра (5.1), когда конечными эффектами можно пренебречь, скорость сдвига , с, вычисляют следующим образом:

                                                       (1)

     
или

     
,                                                 (2)

     
где - угловая скорость, рад/с;

- радиус статора, мм;

- радиус ротора, мм;

- время одного оборота ротора, с.

Для прибора, описанного в 5.1.1,

.                                                                    (3)

2.1.5 напряжение сдвига: Отношение движущей силы к единице площади потока жидкости. Для ротационного вискозиметра поверхность ротора является площадью сдвига.

Крутящий момент, приложенный к ротору, , Н·м, вычисляют по формуле

,                                  (4)

     
где - приложенная масса, г;

- радиус вала, мм;

- радиус струны (нити), мм.

Напряжение сдвига на поверхности ротора , Па, вычисляют по формуле

,                                       (5)

     
где - высота ротора, мм;

- радиус ротора, мм.

Для размерностей, приведенных в 5.1.1:

,                                         (6)

     
.                                                       (7)

2.1.6 вязкость: Отношение приложенного к жидкости напряжения сдвига к скорости сдвига (иногда его называют коэффициентом динамической вязкости). Данная величина, таким образом, является показателем сопротивления течению жидкости. Единицей динамической вязкости является паскаль в секунду (Па·с). 1 сП равен 1 мПа·с.     

2.2 Описание терминов

2.2.1 калибровочные масла: Масла, по которым настраивают прибор по зависимости кажущейся вязкости от скорости сдвига для определения кажущейся вязкости испытуемых масел.

Товарные калибровочные масла, которые являются ньютоновскими жидкостями, имеют вязкость около 30 Па·с (30000 сП) при температуре минус 20 °С.

2.2.2 испытуемое масло: Любое масло, для которого должны быть определены кажущаяся вязкость и предел текучести.

2.2.3 предел текучести: Напряжение сдвига, требуемое для инициирования течения. Для всех ньютоновских и некоторых неньютоновских жидкостей предел текучести равен нулю.

Моторное масло может иметь предел текучести, который является функцией скорости охлаждения и времени выдержки при низкой температуре.

Данным методом можно определить предел текучести испытуемого масла не менее 35 Па; предел текучести менее 35 Па принимают за его отсутствие.

     3 Сущность метода

3.1 Образец моторного масла выдерживают при температуре 80 °С и затем охлаждают с запрограммированной скоростью до конечной температуры испытания.

Для измерения предела текучести на валу ротора создают небольшой крутящий момент. Крутящий момент большего значения используют для определения кажущейся вязкости образца.

     4 Значение и применение метода

4.1 При охлаждении моторного масла скорость и продолжительность охлаждения могут влиять на предел текучести и кажущуюся вязкость.

В данном методе моторное масло медленно охлаждают в диапазоне температур, где происходит кристаллизация парафиновых углеводородов, затем относительно быстро охлаждают до конечной температуры испытания.

Результаты испытания использовали для определения браковочных показателей моторных масел с известными характеристиками, которые не прошли эксплуатационные испытания вследствие недостаточной прокачиваемости.

Все масла испытывали, как правило, при температуре минус 25 °С.

Считается, что ухудшение эксплуатационных характеристик происходит вследствие того, что масло приобретает гелеобразную структуру. Это приводит к чрезмерному увеличению предельного напряжения сдвига или вязкости, или того и другого.     

4.2 Изменение температуры в процессе охлаждения (температурный профиль охлаждения)

4.2.1 Для масел, которые испытывают при минус 20 °С или ниже, температурный интервал приведен в таблице А.1.1 (приложение А).

Профиль охлаждения, представленный в таблице А.1.1, основан на вязкостных свойствах стандартных образцов масел для определения прокачиваемости (PRO).

К ним относят масла с нормальными низкотемпературными свойствами текучести и масла с проблемами при прокачиваемости при низких температурах [1]-[5].

Для температурного профиля при минус 35 °С и минус 40 °С вследствие отсутствия соответствующих стандартных образцов масел отсутствует значимая величина.

4.2.2 Для масел, которые испытывают при температуре минус 15 °С или минус 10 °С, используют таблицу А.1.2 (приложение А).

Вследствие отсутствия соответствующих эталонных масел не определены точные характеристики указанного температурного профиля. Аналогично неизвестна точность метода испытания при использовании этого профиля охлаждения при температуре испытания минус 10 °С.

Температурный профиль таблицы А.1.2 выведен из температурного профиля таблицы А.1.1 и изменяется по температуре в соответствии с таблицей А.1.1, принимая во внимание предполагаемые более высокие температуры помутнения вязких масел, испытываемых при минус 15 °С и минус 10 °С.

     5 Аппаратура

5.1 Мини-ротационный вискозиметр состоит из одной или нескольких вискозиметрических ячеек, располагающихся в алюминиевом блоке с регулируемой температурой. Каждая ячейка содержит калиброванную пару ротор-статор. Вращение ротора достигается приложенной нагрузкой, воздействующей на него через струну (нить), намотанную на вал ротора.

5.1.1 Вискозиметрическая ячейка мини-ротора имеет следующие размеры, мм: