1. Slon17.cc
  2. Лабораторные методики
  3. Вязкость масла

Slon17.cc: определение вязкости масла капиллярным вискозиметром

Методика по ГОСТ 33-2016 для стеклянных вискозиметров ВПЖ и ВНЖ: какой капилляр взять, как термостатировать пробу, засечь время между метками М1 и М2 и пересчитать его в мм²/с.

200 с

Минимальное время прохода мениска от М1 до М2. Если масло стекает быстрее, капилляр слишком широкий: возьмите вискозиметр с меньшей постоянной, иначе понадобится поправка на кинетическую энергию.

Результат
ν, мм²/с, 4 значащие цифры
Время работы
около 1–1,5 ч
Сходимость
не хуже 0,35 %
Схема вискозиметра ВПЖ-2 в термостате: масло стекает от метки М1 к метке М2 М1 М2

Какой вискозиметр ВПЖ выбрать под вязкость масла

Считаем от обратного: ожидаемая вязкость делится на постоянную K. Получилось меньше 200 с — нужен капилляр тоньше. Значения ниже взяты из описания типа капиллярных вискозиметров (рег. № 87370-22), допуск постоянной ±0,2…0,3 %.

Диаметры капилляров, постоянные и диапазоны вискозиметров ВПЖ и ВНЖ
ИсполнениеКапилляр, ммПостоянная K, мм²/с²Диапазон, мм²/сКуда подходит
ВПЖ-10,54 ± 0,020,012–10маловязкие индустриальные масла, дизтопливо
ВПЖ-11,52 ± 0,040,360–300редукторные и трансмиссионные при 40 °C
ВПЖ-20,39 ± 0,020,0051–5лёгкие фракции, контрольные жидкости
ВПЖ-41,12 ± 0,020,120–100моторные масла при 40 °C
ВНЖ0,80 ± 0,020,036–30тёмное отработанное масло при 100 °C
ВПЖ-43,55 ± 0,05102000–10000мазуты, остаточные продукты

Инструмент и материалы для вискозиметра по ГОСТ 33

  • два чистых поверенных вискозиметра одного диапазона
  • жидкостный термостат, рабочий диапазон +20…+100 °C
  • стеклянный термометр с ценой деления 0,05 °C
  • секундомер с отсчётом 0,1 с (допускается 0,2 с)
  • резиновая груша и трубка с краном
  • сито 75 мкм или бумажный фильтр
  • безводный сульфат натрия для обезвоживания
  • растворитель: бензин-растворитель, петролейный эфир, ацетон
  • сушильный шкаф на 100–200 °C
  • отвес для проверки вертикали

Пример: масло с ожидаемой ν ≈ 10 мм²/с при 100 °C в ВНЖ с K = 0,03 даст около 333 с — в допуске. В ВПЖ-4 с K = 0,1 вышло бы 100 с, это слишком быстро.

Безопасность до первого шага: растворители, хромовая смесь, горячая баня

  • Никогда не засасывайте масло ртом. Мениск поднимают только резиновой грушей через трубку на колене вискозиметра.
  • Бензин-растворитель, петролейный эфир и ацетон легко воспламеняются: без открытого огня, с вытяжкой, ёмкости закрыты.
  • Тёмные масла греют 1 ч при 60 ± 2 °C, а колбу держат в кипящей бане 30 мин неплотно закупоренной. Если в пробе вода, возможно бурное вскипание — работайте в очках и перчатках.
  • Щелочные моющие растворы не применяйте: они меняют калибровку капилляра и портят прибор.
  • Разбился ртутный термометр — не заметайте и не пылесосьте, закройте помещение и вызывайте службу демеркуризации.

Точка остановки: отмывку хромовой смесью (выдержка не менее 6 часов) и соляной кислотой делает только сотрудник химлаборатории под вытяжкой. Смесь содержит соединения шестивалентного хрома — дома и в гараже ей не место.

Шаги Slon17: замер времени истечения масла между метками М1 и М2

Отмечайте каждый шаг, когда признак «сделано верно» выполнен. Шаги со звёздочкой влияют на результат напрямую — без них вердикт внизу не примет замер.

  1. Подобрать капилляр вискозиметра

    Разделите ожидаемую вязкость на K из паспорта прибора.

    Верно: расчётное время 200–900 с.

  2. Промыть и высушить вискозиметр

    Несколько раз растворителем, затем летучим растворителем, потом 2 мин струёй сухого отфильтрованного воздуха.

    Верно: капилляр просвечивает, пятен и пыли нет.

  3. Подготовить пробу масла

    Частицы — через сито 75 мкм, вода — сульфатом натрия и фильтром. Тёмное масло: 1 ч при 60 °C, перемешать, трясти 1 мин.

    Верно: проба однородна, без осадка на палочке.

  4. Залить масло в колено ВПЖ-2

    Через воронку на широкое колено заполните нижнюю часть на 1/3–1/2 объёма.

    Верно: в капилляре нет пузырей воздуха.

  5. Выставить вискозиметр в термостате

    Расширение ниже уровня жидкости бани. Вертикаль проверьте отвесом в двух перпендикулярных плоскостях.

    Верно: выдержка не меньше 15 мин, обычно 30.

  6. Поднять мениск грушей выше метки М1

    Подсосом через трубку доведите столбик примерно на 7 мм выше первой метки и снимите трубку.

    Верно: масло течёт свободно, без рывков.

  7. Засечь время от М1 до М2

    Старт — когда низ мениска касается М1, стоп — у М2. Глаз на уровне метки.

    Верно: отсчёт с точностью 0,1 с.

  8. Повторить замер и посчитать ν = K · t

    Второй прогон на той же пробе. Динамическая вязкость μ = ν · ρ · 10⁻³, мПа·с, где ρ в кг/м³ при той же температуре.

    Верно: результат записан с температурой испытания.

Готовность методики вискозиметра

Отмечено шагов: 0 из 8

Шаг со звёздочкой пропущен — результат не принимают даже при идеальной сходимости.

Проверка двух замеров
Введите постоянную и два времени истечения.

Типичные ошибки при замере вязкости масла вискозиметром

Стандарт прямо называет две самые частые причины брака: пылинка в капилляре и неточная температура. Остальные пункты тоже взяты из стандарта: их пропускают чаще всего.

Ошибка с вискозиметром

Вынимают соседний вискозиметр из бани, пока в другом идёт отсчёт.

Правильно по ГОСТ 33

Ничего не погружать и не доставать, пока хотя бы один прибор в работе: температура бани «гуляет».

Термометр стоит «как получилось», столбик ртути торчит из бани.

Вводят поправку Δt = K·h·(t₁ − t₂): K = 0,00016 для ртутного, 0,001 для спиртового термометра.

Секундомер питается от сети, частота которой не стабилизирована.

Таймер с погрешностью не хуже ±0,07 % на интервале 200–900 с, частота тока — в пределах 0,05 %.

Мерят при температуре ниже точки росы с открытыми коленами.

Ставят осушающие трубки на открытые концы, иначе на стенках капилляра конденсируется вода.

Одним вискозиметром проверяют и силиконовую жидкость, и моторное масло.

Под силиконы и фторуглероды держат отдельный прибор и никогда не калибруют на нём.

Если результаты вискозиметра не сошлись

  • Два времени истечения расходятся больше допускаотфильтровать пробу, промыть и высушить прибор, повторить
  • Мениск прошёл путь М1–М2 быстрее 200 свзять капилляр меньшего диаметра
  • Стандартный образец вязкости отличается от сертификатабольше ±0,35 % — проверить термометр и калибровку
  • Ускорение g в лаборатории отличается от места калибровкибольше 0,1 % — пересчитать постоянную
  • Разные капилляры дают разные цифрыпроба ведёт себя как гель: поднять температуру испытания
  • Всесезонное масло на холоде «не течёт»нужен ротационный вискозиметр и динамическая вязкость

Экспресс-тестеры против капилляра: разбор Slon17

Полевые приборы не выдают мм²/с по ГОСТ, они сравнивают работающее масло со свежим. Для решения «менять или ещё походить» этого часто хватает.

25–30°

Visgage: две трубки со стальными шариками, свежее и отработанное масло. Прибор наклоняют и смотрят, насколько отстал второй шарик. Цена около 445 $.

69 $

Mobil Serv Flostick: сравнение текучести при комнатной температуре, без термометра и секундомера. Подходит от шпиндельных до трансмиссионных масел.

0–500

Kittiwake с подогревом: кинематическая вязкость в сСт при 40, 50 или 100 °C прямо на дисплее.

x₁ / x₂

Компаратор БГАТУ: два масла стекают по наклонной плоскости, относительную вязкость считают по длине пройденного пути за одно время.

Почему вязкость работающего масла падает

Топливо в картере, долив масла меньшей вязкости, разрушение вязкостных присадок у всесезонных сортов. Для мотора класса 0W-20 с узкими каналами падение опаснее, чем для старого двигателя под 5W-40.

Почему масло в картере густеет

Механические примеси, вода и охлаждающая жидкость, перегрев с термической деструкцией. Загущённое масло хуже прокачивается насосом при холодном пуске и хуже отводит тепло от вкладышей.

Вопросы о вискозиметре и вязкости масла — ответы Slon17.cc