知識分享：油品的理化性能指標:黏度、黏度指數(shù)

一、黏度

  黏度是液體的內(nèi)摩擦力。油品受到外力作用而發(fā)生相對移動時,油分子之間產(chǎn)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(shù)指標。比如我們熟知的潤滑油,它就是根據(jù)其黏度大小來分牌號的,因此,黏度是各種機械設(shè)備選油的主要依據(jù)。

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(chǎn)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(chǔ)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(chǎn)品運動黏度的方法有:

GB/T 265石油產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(guī)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(chǎn)品恩氏測定法,是常用的相對黏度。在規(guī)定溫度下,200mL液體流經(jīng)恩氏黏度計所需時間（S）,與同體積的蒸餾水在20℃時流經(jīng)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(guī)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(jù)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(guī)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(jù)黏度計的孔徑,可分為雷氏1#（用Rt表示,測定輕質(zhì)油品）和雷氏2#（用Rat表示,測定重質(zhì)油品）兩種。雷氏黏度主要在英國和日本用。

二、黏度指數(shù)

  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(guī)定要求20℃、軋制油規(guī)定要求40℃等等。評價油品的黏溫性能有黏度比與黏度指數(shù)。國際上通用表示潤滑油黏溫特性的指標為黏度指數(shù),即用黏度指數(shù)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(shù)高。

（一）  黏度指數(shù)的測算方法

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

我國計算黏度指數(shù)的標準為GB/T 1995-1998石油產(chǎn)品黏度指數(shù)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(shù)。這個標準規(guī)定了從石油產(chǎn)品的40℃和100℃運動黏度計算黏度指數(shù)的兩個方法。

注：黏度指數(shù)測試方法可以查閱資料獲取，不具體闡述。大多數(shù)自動運動粘度測試設(shè)備軟件系統(tǒng)內(nèi)具備自動換算粘度指數(shù)功能；網(wǎng)上也有APP下載后輸入運動粘度數(shù)據(jù)可自動換算粘度指數(shù)。

（二）  黏度指數(shù)的應用

1：黏度指數(shù)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(chǎn)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(shù)是劃分基礎(chǔ)油類別的主要指標，API基礎(chǔ)油分類中，最主要的三個項目指標之一就是黏度指數(shù)。

3：黏度指數(shù)是潤滑油產(chǎn)品的主要技術(shù)指標之一，為了確保潤滑油對機械設(shè)備的潤滑性能，潤滑油產(chǎn)品質(zhì)量指標都有規(guī)定黏度知識不小于某一數(shù)值。

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