知識分享：油品的理化性能指標:黏度、黏度指數

一、黏度

  黏度是液體的內摩擦力。油品受到外力作用而發生相對移動時,油分子之間產生的阻力使油品無法順利流動,其阻力的大小稱為黏度。它是油品流動性能的主要技術指標。比如我們熟知的潤滑油,它就是根據其黏度大小來分牌號的,因此,黏度是各種機械設備選油的主要依據。

拿潤滑油舉例,黏度對潤滑油的流動性和它在摩擦表面形成油膜的厚度有很大影響。黏度較大的潤滑油其流動性就差,不易流到摩擦面之間,而在摩擦面之間形成的油膜較厚,在較大負荷情況下潤滑效果比較好。黏度較大時潤滑油的冷卻和沖洗作用較差,摩擦面的溫度較高。反之潤滑油的黏度較小,其流動性較好,容易流到間隙小的摩擦面之間,可保證潤滑效果,機械克服摩擦阻力消耗的功率也較少,潤滑油的冷卻和沖洗作用較好。但如潤滑油的黏度過小,在較大負荷下,潤滑油膜變薄而容易被破壞,使摩擦面容易產生磨損和擦傷。因此,在選擇潤滑油時首先必須考慮其黏度大小是否合適。

(一) 黏度的分類和試驗方法

黏度的度量方法分為絕對黏度和相對黏度兩大類。絕對黏度分為運動黏度和動力黏度兩種;相對黏度有恩氏粘度、賽氏粘度和雷氏黏度等幾種表示方法。

1.  運動粘度

在溫度t℃時,運動黏度用符號γ表示,在國際單位制中,運動黏度單位為斯,即每秒平方米（m2/s）,實際測定中常用厘斯,（cst）表示厘斯的單位為每秒平方毫米(即1cst=1 mm2/s）。運動黏度廣泛用于測定透明和不透明液體包括基礎油、潤滑油、柴油、噴氣燃料油、殘余燃料油、和使用后的潤滑油、原油等樣品的運動黏度。

測定石油產品運動黏度的方法有:

GB/T 265石油產品運動黏度測定法和動力黏度計算法;

SH/T 0956透明和不透明液體運動黏度的測定折管式自動黏度計法;

GB/T 11137深色石油產品測定運動黏度法(逆流法);

GB/T 30515透明和不透明液體運動黏度測定法和動力黏度計算法。

2. 動力黏度

在流體中取兩面積各為1 m2,相距1m,相對移動速度為1 m/s時所產生的阻力稱為動力黏度,單位Pa·s(帕·秒)。過去使用的動力黏度單位為泊(Poise)或厘泊,泊或厘泊為非法定計量單位。

1Pa·s=1N·s/ m2=10P（泊）=10?cP（厘泊）

ASTM D445標準中規定用運動黏度來計算動力黏度

即：η=pv

式中η----動力黏度，Pa·s；

p----密度，kg/m?；

v----運動黏度，m2/s。

3.恩氏黏度

恩氏黏度采用GB/T 266石油產品恩氏測定法,是常用的相對黏度。在規定溫度下,200mL液體流經恩氏黏度計所需時間（S）,與同體積的蒸餾水在20℃時流經恩氏黏度計所需時間（S）之比。

4.賽氏通用黏度

賽氏黏度用賽波爾特黏度計測定,美國多習慣用這種黏度單位。賽氏黏度定義為某規定溫度37.8℃、98.9℃或100℃下從賽氏黏度計流出60mL測試液體所需時間,單位為s。根據黏度計孔徑不同,可分為通用黏度（用SUS或SSU表示）或重油黏度（又稱為賽氏費羅黏度,用SFS表示）兩種。

5. 雷氏黏度

雷氏黏度是用雷德烏德黏度計測定的,在規定溫度21.1℃、60℃或100℃下,從雷德烏德黏度計流出50mL試樣樣品所需的時間,以s為單位。根據黏度計的孔徑,可分為雷氏1#（用Rt表示,測定輕質油品）和雷氏2#（用Rat表示,測定重質油品）兩種。雷氏黏度主要在英國和日本用。

二、黏度指數

  油品的黏度隨著溫度的升高而變小,隨著溫度的降低而變大,這就是油品的黏性特性。
  因此,對黏度的報告值必須指明測定時的溫度。例如：柴油規定要求20℃、軋制油規定要求40℃等等。評價油品的黏溫性能有黏度比與黏度指數。國際上通用表示潤滑油黏溫特性的指標為黏度指數,即用黏度指數來準確表征油品的黏溫性能。黏溫性能好的潤滑油其黏度指數高。

（一）  黏度指數的測算方法

為了計算石油產品和有關材料的黏度指數，國際標準化組織（ISO）石油產品技術委員會專門制定了石油產品黏度指數計算ISO 2909-1975,最新的版本號為ISO 2909-2002(2014) 。

我國計算黏度指數的標準為GB/T 1995-1998石油產品黏度指數計算法，等效采用ASTM D2270-1993利用40℃和100℃運動黏度計算黏度指數。這個標準規定了從石油產品的40℃和100℃運動黏度計算黏度指數的兩個方法。

注：黏度指數測試方法可以查閱資料獲取，不具體闡述。大多數自動運動粘度測試設備軟件系統內具備自動換算粘度指數功能；網上也有APP下載后輸入運動粘度數據可自動換算粘度指數。

（二）  黏度指數的應用

1：黏度指數是潤滑油黏溫特性的主要指標，潤滑油的黏溫特性不好，當溫度低時，黏度過大，就會造成啟動困難，而且啟動后潤滑油不易流到摩擦面上，造成機械零件的磨損。溫度高時，黏度變小，則不易在摩擦面上形成適當厚度的油膜，失去潤滑作用，易使摩擦面產生擦傷或膠合。因此要求油品的黏溫特性要好，即油品黏度隨工作溫度的變化越小越好。

2：黏度指數是劃分基礎油類別的主要指標，API基礎油分類中，最主要的三個項目指標之一就是黏度指數。

3：黏度指數是潤滑油產品的主要技術指標之一，為了確保潤滑油對機械設備的潤滑性能，潤滑油產品質量指標都有規定黏度知識不小于某一數值。

4：黏度指數是潤滑油產品出廠批次檢測報告的項目之一（個別產品除外），必須計算填寫。