معرفی انواع تست های روغن (ویسکوزیته)

تست ویسکوزیته (گرانروی) سینماتیک (ASTM D445-Kinematic Viscosity)

ویسکوزیته سینماتیکی (Kinematic Viscosity) مدت زمانی است (بر حسب سانتی‌استوکس – cSt یا mm²/s) که طول می‌کشد تا حجم مشخصی از یک سیال تحت نیروی جاذبه و از طریق یک روزنه با قطر ثابت در دمای مشخص جریان یابد.از آنجا که ویسکوزیته سینماتیکی با دما رابطه معکوس دارد، ذکر دمای اندازه‌گیری برای بیان مقدار آن ضروری است؛ در غیر این صورت، عدد به‌تنهایی بی‌معنا خواهد بود.نتیجه نهایی این آزمون به‌صورت سانتی‌استوکس (cSt) در یک دمای مشخص (معمولاً در ۴۰°C و ۱۰۰°C) گزارش می‌شود.

اهمیت تست ویسکوزیته سینماتیکی

عملکرد صحیح تجهیزات صنعتی و موتورهای احتراق داخلی به ویسکوزیته سینماتیکی مناسب روغن در دمای کاری (معمولاً حدود ۱۰۰°C) بستگی دارد. اگر روغن در این دما ویسکوزیته مناسب نداشته باشد، مشکلاتی همچون سایش بیش از حد قطعات و کاهش راندمان روانکاری رخ می‌دهد.

تست شاخص گرانروی (ASTM D2270-Viscosity Index – VI)

شاخص گرانروی یک معیار قراردادی است که میزان تغییرات ویسکوزیته سینماتیکی روغن را در اثر تغییر دما (بین ۴۰°C و ۱۰۰°C) نشان می‌دهد.

به عنوان مثال، هرچه شاخص گرانروی بالاتر باشد، کاهش ویسکوزیته روغن با افزایش دما کمتر خواهد بود. به بیان دیگر، روغنی با VI بالا در برابر تغییرات دمایی مقاومت بیشتری دارد و عملکرد پایدارتری ارائه می‌دهد.

نحوه گزارش شاخص گرانروی

شاخص گرانروی به صورت یک عدد بدون واحد گزارش می‌شود. مقدار بالاتر شاخص گرانروی نشان‌دهنده کیفیت بهتر روغن در شرایط دمایی مختلف است.

اهمیت شاخص گرانروی

• VI بالا به معنای عملکرد بهتر روغن موتور در دمای پایین (برای استارت سرد) و دمای بالا (برای کارکرد مداوم موتور) است.

• روغن‌های با شاخص گرانروی بالا موجب کاهش سایش قطعات، بهبود روانکاری، و افزایش طول عمر موتور می‌شوند.

• در مقابل، روغن‌هایی با VI پایین سریع‌تر تحت تأثیر تغییرات دما قرار گرفته و کارایی آن‌ها کاهش می‌یابد.

برای مراجعه به محاسبه‌گر آنلاین شاخص گرانروی بوسیله گرانروی در 40 درجه و 100 درجه سانتی گراد کلیک نمایید.

تست CCS (ASTM D5293-Cold-Cranking Simulator)

ویسکوزیته ظاهری روغن‌های خودرویی در دماهای پایین با استفاده از دستگاه Cold-Cranking Simulator (CCS) اندازه‌گیری می‌شود. همان‌طور که از نام این دستگاه مشخص است، نتایج آن با داده‌های میدانی مربوط به استارت موتور در شرایط سرمای شدید همبستگی مستقیم دارد.

در این آزمایش نمونه روغن در یک دستگاه شبیه‌ساز در دمای مشخصی (معمولاً بین ۱۰- تا ۳۵- درجه سانتی‌گراد) سرد می‌شود. سپس نیروی لازم برای چرخاندن یک روتور در داخل این روغن اندازه‌گیری می‌گردد که نشان‌دهنده ویسکوزیته ظاهری روغن در آن دمای پایین است. ویسکوزیته روغن در این آزمایش به صورت میلی‌پاسکال-ثانیه (mPa·s) گزارش می‌شود. همچنین می‌توان آن را بر اساس سانتی‌پوآز (cP) بیان کرد که از نظر عددی برابر با mPa·s است.

اهمیت تست CCS

هر چه مقدار CCS کمتر باشد نشان‌دهنده ویسکوزیته کمتر و سیالیت بهتر روغن در دمای سرد می­باشد که به معنای استارت آسان‌تر موتور و روانکاری سریع‌تر قطعات است. این تست یک فاکتور کلیدی در تعیین درجه‌بندی روغن‌های موتور چنددرجه‌ای مانند ۵W-۳۰ می‌­باشد.

تست MRV (ASTM D3829-Cold Pumpability Test)

هنگامی که یک سیال خنک می‌شود، نرخ و مدت زمان خنک‌سازی می‌تواند بر تنش تسلیم (Yield Stress) و ویسکوزیته ظاهری (Apparent Viscosity) روغن تأثیر بگذارد. در این روش آزمون، روغن ابتدا به‌آرامی در بازه دمایی که کریستالیزه شدن وکس (Wax Crystallization) رخ می‌دهد خنک می‌شود و سپس به‌سرعت تا دمای نهایی آزمایش سرد می‌گردد. سپس یک گشتاور پایین به شافت روتور اعمال می‌شود تا تنش تسلیم اندازه‌گیری شود و در ادامه، با اعمال گشتاور بالاتر، ویسکوزیته ظاهری روغن تعیین می‌گردد.ویسکوزیته در دماهای پایین بر اساس واحد استاندارد میلی‌پاسکال-ثانیه (mPa·s) گزارش می‌شود، اما گاهی نیز از واحد سانتی‌پوآز (cP) استفاده می‌شود که به‌صورت عددی برابر با mPa·s است.

طبق استاندارد، آزمون MRV همیشه در دمایی ۵ درجه سانتی‌گراد پایین‌تر از آزمون CCS انجام می‌شود تا اطمینان حاصل شود که پمپ توانایی انتقال روغن به یاتاقان‌ها را دارد.

اهمیت تست MRV

تحقیقات نشان داده است که بین مشکل پمپاژ روغن در شرایط واقعی موتور و عدم موفقیت در این آزمایش ارتباط وجود دارد. این نارسایی‌ها معمولاً به دلیل تشکیل ساختار ژل در روغن رخ می‌دهد که منجر به افزایش بیش از حد تنش تسلیم یا ویسکوزیته روغن موتور – و در برخی موارد هر دو – می‌شود.

تست ویسکوزیته در دمای بالا و تنش برشی بالا (ASTM D4683-High Temperature High Shear-HTHS)

ویسکوزیته در نرخ برش و دمای مشخص این آزمون (HTHS) نمایانگر شرایطی است که در بخش‌هایی از موتور، هنگام کار در شرایط بار سنگین و سرویس شدید رخ می‌دهد. این آزمون یکی از مهم‌ترین معیارها برای سنجش کیفیت روغن موتور در برابر سخت‌ترین شرایط کاری است که سیال در شرایطی قرار می‌گیرد که نرخ برش آن برابر با 1×10⁶ s⁻¹ در دمای ۱۵۰°C باشد و روتور در حین چرخش با مقاومت روغنی که فضای بین روتور و استاتور را پر کرده است، مواجه می‌شود. این مقاومت به‌صورت گشتاور واکنشی (Torque Response) اندازه‌گیری می‌شود و نتیجه نهایی در واحد سانتی‌پوآز (cP) گزارش می‌شود.

اهمیت تست HTHS در روغن موتور

• روغن‌هایی با ویسکوزیته بالا در شرایط HTHS، حتی در دما و برش بالا، خاصیت روانکاری خود را حفظ می‌کنند.

• این ویژگی به‌ویژه برای محافظت از یاتاقان‌ها و اجزای حساس موتور در شرایط سرویس شدید اهمیت دارد.

• به عنوان نمونه، روانکارهایی مانند محصولات Lubchemicals در این آزمون عملکرد بالایی داشته و پس از قرارگیری در شرایط دمایی و برشی شدید، همچنان از موتور محافظت می‌کنند.

تمامی آزمون‌های مذکور در آزمایشگاه پترو پایا پارس قابل اندازه گیری می‌باشد. برای درخواست انجام این خدمات کلیک نمایید.

اطلاعات این مقاله برگرفته از این منبع می‌باشد.