Измерение вязкости нефтепродуктов: прорыв технологий! Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Л ОС ТЕХНОЛОГИИ

126 TECHNOLOGIES

3/Н (64) май 2008 г. ЭКСПОЗИЦИЯ

Мы предлагаем Вашему вниманию запатентованную разработку японских инженеров - синусоидальный вибровискозиметр серии SV производства A&D Company, Ltd (Япония). Этот метод основан на измерении вязкости посредством камертонной вибрации сенсорных пластин, погруженных в образец . Ввиду низкой частоты колебания (30Гц) и минимального смещения пластин (менее 1мм) состав образца не нарушается, в отличие от ротационного вискозиметра.

ИЗМЕРЕНИЕ ВЯЗКОСТИ

НЕФТЕПРОДУКТОВ: ПРОРЫВ ТЕХНОЛОГИЙ!

1. О МЕТОДЕ И ПРИБОРЕ

Из-за небольшого размера сенсорных пластин и минимальной теплоотдачи вязкость образца измеряется без температурных потерь, и прибор воспроизводит точную зависимость между изменением вязкости и температуры образца в режиме реального времени. Прибор может непрерывно измерять вязкость в широких диапазонах без замены пластин. Результат измерения появляется на дисплее через 15 секунд.

При вибрационном методе измерения плотность образца существенно влияет на значение вязкости. На дисплее прибора SV отражается значение, равное произведению динамической вязкости и плотности образца.

Вибрационный тип вискозиметра и метод камертонной вибрации был аккредитован как стандартное оборудование для измерения вязкости и внесен в JCSS (японскую систему стандартов). Так же информация о приборе и методе добавлена на официальный web-сайт NITE (национального института технологии и развития Японии) в апреле 2006 года.

2. ИСПЫТАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ПРИБОРЕ SV-10

Далее мы рассмотрим примеры измерения вязкости четырех образцов нефтепродуктов с помощью синусоидального вибровискозиметра SV-10 производства A&D Company.

• Гидравлическое масло стандартного

типа

• Масло для дизельных двигателей

• Трансмиссионное масло для АКП

• Масло для бензиновых двигателей

Измерение вязкости четырех образцов, как показано на рис. 1, было выполнено посредством подключения SV-10 к персональному компьютеру через интерфейс RS232C.

Процедура измерения вязкости была следующая: предварительно подготовлена стеклянная мензурка 200 мл, образец масла в закрытом резервуаре был перемешан несколько раз достаточно медленно, после чего 150 мл образца перелили в

подготовленную мензурку, а затем измерения вязкости были выполнены на горячей мешалке в соответствии со следующими пунктами:

1. Отрегулирована глубина погружения сенсорных пластин в мензурку до рисок на пластинах.

2. Образец помещен на горячую мешалку, которая, вращаясь, перемешивала образец медленно, во избежание появления ряби на поверхности.

3. Измерение вязкости было произведено при комнатной температуре в течение 5 минут.

4. Нагреватель горячей мешалки был включен, и измерение продолжалось, пока образец не достиг температуры около 1100С.

Затем нагреватель мешалки был выключен и образец оставлен остывать до комнатной температуры порядка 300С, при этом процесс измерения не прерывался.

Этим способом (нагревания и охлаждения) были проведены измерения всех четырех образцов масел. Скорость мешалки в процессе измерений не изменялась. Данные о вязкости и температуре образца в процессе измерения передавались в режиме реального времени на компьютер через RS232C. Интервал измерений 5 секунд.

0 РЕЗУЛЬТАТАХ:

Таблица 1 показывает вязкость четырех образцов, измеренную с помощью БУ-10 при 400С и 1000С в режимах нагревания и охлаждения. Синусоидальный вибровискозиметр БУ-10 согласно своему принципу измерения выдает показания динамической относительной вязкости образца. Поэтому абсолютная вязкость образца может быть получена по формуле путем деления показаний вязкости из таблицы

1 на удельную массу образца. Дополнительно кинетическая вязкость может быть получена делением абсолютной вязкости, которая вычислена выше, на плотность вещества (здесь - то же самое, что и удельная масса).

На рис. 4, 5 Вы можете увидеть изменения температуры и вязкости при непрерывном измерении. Графики были получены

с помощью программного обеспечения WinCT-Viscosity, которое входит в стандартный комплект поставки.

Рис.4, 5 показывает зависимость вязкости и температуры гидравлического ►

ш

я

№l(HHC iuia.-HHJ :V.i.ip(uj>-,irtr„K.- nni-407

UCpOlthJ CinKl'vHVr llll.'hL IHHU

Рис. 1 Вибрационный метод измерения вязкости

Рис. 2 Синусоидальный вибровискозиметр - модели SV и SV-A (Япония)

Рис. 3 Съёмное устройство дисплея

Результаты измерений вязкости на SV-10, mPa^s Нагревание 400C Охлаждение Среднее Нагревание 1000C Охлаждение Среднее

1. Гидравлическое масло 39,2 38,5 38,9 5,56 5,8 5,68

2. Масло для дизельных двигателей 85,1 83,2 84,2 9,32 9,37 9,35

3. Трансмиссионное масло 21,3 21,3 21,3 5,11 5,34 5,23

4. Масло для бензиновых двигателей 49,5 48,8 49,2 8,11 8,17 8,14

Табл.1

ЭКСПОЗИЦИЯ 3/Н (64) май 2008 г.

ТЕХНОЛОГИИ

TECHNOLOGIES

127

Hi

\

\

\

1Г1

Рис. 4

масла. Рис.4 (слева), показывает: по горизонтальной оси - время, по левой вертикальной оси - вязкость, по правой вертикальной оси - температуру. Синяя кривая показывает процесс изменения по температуре; Красная кривая, которая находится в обратной пропорции к температурной кривой, показывает вязкость. Рис.5 (справа) показывает зависимость вязкости от температуры. Как Вы видите из графиков, нелинейная обратная зависимость между вязкостью и температурой может быть наглядно продемонстрирована на дисплее компьютера. Также на этих графиках Вы можете наблюдать превосходную повторяемость результатов в процессе нагревания и охлаждения образцов.

Таким же образом были получены аналогичные графики процесса измерения вязкости у масла для дизельных двигателей, трансмиссионного масла и масла для бензиновых двигателей.

ВЫВОДЫ

1. Вязкость четырех типичных масел была успешно измерена с помощью вискозиметра SV-10.

2. Факты, что зависимость между вязкостью и температурой каждого образца является обратной нелинейной в процессах нагревания и охлаждения и что в течение процесса измерения данные показывают превосходную повторяемость, были подтверждены.

3. НОВИНКА ЭТОГО ГОДА

В этом году на российском рынке появится новинка - революционный вискозиметр

1---1— - —

- ■

ыш j

Г'м

li- 4 И

jm. ш

I;- # П -Ш ^ i- — ■, i

ll- K-l WVH1 .

—' ll- л H -Г- *Итп 1

" " " ™ '

Г " -

i— U

синяя кривая (температурная кривая)

X ■ i V

I/

т

красная кривая (кривая вязкости)

LLBA Ш LkHi

Рис. 5

SV-A, который поднимет качество анализа вязкости сырья и сред на новый профессиональный уровень. Одно из отличий прибора - съёмное сенсорное устройство (рис.3). Это устройство используется для проведения выездного контроля, полевых исследований, измерений в условиях производственного процесса.

Стандартное программное обеспечение WinCT-Viscosity и последовательный-USB кабель легко подключить к ПК и выполнять мониторинг с помощью ноутбука

Благодаря новому прибору SV-1A появилась возможность измерять вязкость малого объема образца (2мл). Это удалось благодаря новой компоновке сенсорных пластин и сенсора температуры (рис.7) и широкому набору емкостей для образцов, которые теперь входят в комплект поставки прибора.

Почему актуально использование образцов небольшого объёма? • Некоторые образцы чрезвычайно дороги (например, новые присадки и органические образцы высокой очистки) Минимальный объём образца, необходимый для стандартного вискозиметра SV-10 - 10мл. В случае SV-1A имеем: 10мл - 2мл = 8мл - это объём образца, который можно сэкономить на каждом измерении.

Если цена образцовой жидкости, например, $10 за мл, то на каждом измерении можно сэкономить $10 х 8мл = $80. Предположим, вы измеряете вязкость один раз в неделю. В этом случае за год вы можете сэкономить $80 х 50 недель = $4,000!

Рис. 6

• Существуют жидкости, которые трудно получить в большом количестве.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Все приборы A&D, которые Вас заинтересуют своими техническими возможностями - качественные и надежные помощники в Вашей работе. Приобретая прибор, Вы гарантированно получаете точные результаты измерений в минимальный отрезок времени (15секунд), отображение информации в графическом и табличном виде, хранение и обработку информации на ПК. ■

Рис. 7 Новая компоновка сенсоров

Модель SV-10 SV-100 SV-1A SV-10A

Метод измерения Частота вибрации Синусоидальный вибровискозиметр, использующий метод камертонной вибрации 30 Гц

Диапазон измерения 0,3-10 000 mPac 1-100 Pac 0,3-1000 mPac 0,3-10 000 mPac

Сходимость, не более 1% 1% 1% 1%

Минимальный размер образца, мл 35 35 2 10

Дисплей температуры, С0 0-160

Интерфейс RS-232C RS-232C+USB кабель

ПО (в комплекте) WinCT - Viscosity

Табл.2 Спецификация моделей