ICS 75.080 E 30 SH 中华人民共和国石油化工行业标准 NB/SH/T 08702013 石油产品动力黏度和密度的测定及 运动黏度的计算其 斯塔宾格黏度计法 Standard test method for dynamic viscosity and density of liquids by Stabinger viscometer( and the calculation of kinematic viscosity) 2013-06-08 发布 2013-10-01实施 国家能源局 发布 NB/SH/T0870—2013 前 言 本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。 本标准使用重新起草法修改采用ASTMD7042-11《液体动力黏度和密度的测定及运动黏度的计算 斯塔宾格黏度计法》。 本标准与ASTMD7042-11的技术性差异及原因如下： 将ASTMD7042-11第2章中的引用标准修改为相应的我国国家标准和行业标准； 删除了第16章关键词； 增加了参考文献。 本标准由中国石油化工集团公司提出。 本标准由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会石油燃料和润滑剂分技术委员会（SAC/TC 280/SC1）归口。 本标准由中国石油天然气股份有限公司大连润滑油研究开发中心负责起草，大庆油田工程有限公 司参加起草。 本标准主要起草人：谢平平、谈啸、刘红辉、陈杰、李季成、丁冬梅、马筱怡、高敏。 NB/SH/T08702013 石油产品动力黏度和密度的测定及运动黏度的计算 斯塔宾格黏度计法 警告：本标准的使用可能涉及某些有危险性的材料、操作和设备，但并未对与此有关的所有安全问题都提出建议。 用户在使用本标准之前有责任制定相应的安全和保护措施，并确定相关规章限制的适用性。 1范围 本标准规定了同时测定透明和不透明液体石油产品以及原油的动力黏度（n）和密度（p）的方 法。运动黏度（u）可由动力黏度（m）除以相同温度下的密度（p）得到。 本标准适用于透明和不透明液体石油产品以及原油动力黏度和密度的测定及运动黏度的计算。 本标准的测试结果取决于样品的性质，适用于剪切应力和剪切速率成比例（即牛顿流体）的 液体。 本标准仅进行了基础油的精密度考察，温度为40℃时，样品动力黏度范围为2.05mPa·s~456mPa·s； 温度为100℃时，样品动力黏度范围为0.83mPa·s~31.6mPa·s；温度为15℃时，样品密度范围为 0.82g/cm~0.92g/cm²（见15.4）。本标准也可适用于超出上述的样品种类、黏度、密度和温度条件 的测定，但第15章的精密度和偏差可能不适用。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本 文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T1995石油产品黏度指数计算法 SH/T0604原油和石油产品密度测定法（U形振动管法）（SH/T0604-—2000，eqVIS012185： 1996) ASTMD445透明和不透明液体运动黏度测定法及动力黏度计算法 ASTMD2162标准黏度计和黏度标准油基本校准规程 ASTMD4052液体密度、相对密度和API重度测定法（数字密度计法） 3术语和定义 *,4 下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 动力黏度dynamicviscosity（m） 液体在一定剪切应力下流动时内摩擦力的量度，其值为所加于流动液体的剪切应力和剪切速率之 比。在国际单位制［SI］单位中，动力黏度的单位以帕·秒（Pa·s）表示，通常使用的单位为毫帕·， 秒(mPa·s)。 3 ；注1：有时称其为动力黏度系数或简称黏度。因此，动力黏度是用来衡量液体在外部剪切应力作用下抵抗流动或变 形阻力的一种量度。 注2：动力黏度也可用于表示一个与频率相关的量，即剪切应力和剪切速率随时间变化的正弦曲线。 1 NB/SH/T0870—2013 3. 2 运动黏度kinematicviscosity（u] 液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度，其值为相同温度下液体的动力黏度（n）与其密度 （p）之比。在国际单位制【SI】单位中，运动黏度的单位以二次方米每秒（m²/s）表示，通常使用的 单位为二次方毫米每秒（mm²/s）。 注：对于特定流体静压头下的重力流动，液体的压头与其密度（p）成比例。因此，运动黏度是液体在重力作用下 抵抗流动阻力的一种量度。 3. 3 密度density（p) 在规定温度下，单位体积内所含物质的质量数。 3. 4 相对密度relativedensity 比重(SG)specificgravity（SG) 物质在规定温度下的密度与规定温度下参考物质（对石油液体，通常是水）的密度之比值。 4方法概要 将试样注入精确控温的测量池中，测量池由一对同心旋转的圆筒和一个U型振动管组成。通过测 定试样在剪切应力和涡流制动器影响下的内圆简的平衡旋转速度（与调整数据相关）得到动力黏度， 通过测定U型管的振动频率（与调整数据相关）得到密度。运动黏度由动力黏度与密度的比值计算 得到。 5方法应用 石油产品和一些非石油基材料被用作润滑剂时，其黏度大小直接关系到设备能否正常运行，黏度 对许多石油燃料的最佳存储、处理和操作条件的确定非常重要。因此，黏度指标是产品规格中必不可 少的。 密度是最基本的物理性质，结合其他性质可以表征石油和石油产品的轻重馏分。石油及其石油产 品密度和相对密度的测定对其从测定体积转换成标准温度15℃下的体积是非常必要的。 6仪器 6.1斯塔宾格黏度计 6.1.1黏度测试单元：斯塔宾格黏度计是一个同心轴圆筒构造的测量体系。其外圆筒（样品管）通过 个保持一定旋转速度的马达驱动。低密度的内圆筒（转子）在较高密度试样的离心力作用下悬浮在 转动轴中，并处在磁铁和软铁环的纵向位置。因此，整个系统不存在像在旋转黏度计中的轴承摩擦。 内圆筒中的永磁铁在铜壳体中产生涡流，通过黏性力的驱动扭矩和阻滞涡流扭矩的平衡确定内圆筒的 旋转速度，这一旋转速度被电子系统（霍尔效应传感器）通过计算旋转磁场的频率测出（见图1和图2 第2项)。 6.1.2密度测试单元：数字密度计由U型振动样品管、电子激发及频率计数系统组成（见图2第3 项)。 6.1.3 温度控制单元：黏度测量池和密度测量池外的铜块可确保测量池的温度恒定。热电加热和冷却 2 NB/SH/T0870—2013 系统（见图2第1项）可确保铜块的温度在整个温度范围内的设定温度稳定在±0.005℃内。温度校准 的不确定度（h=2；95%置信水平）在15℃~100℃温度范围内不应超过±0.03℃，超出此温度范围， 温度校准的不确定度不应超过0.05℃ 软铁环 铜壳体” 磁铁 样品 霍尔效应感应器 转子 样品管 图1 黏度池 2 1热电加热和冷却系统； 2 一黏度测试单元； 3- 一密度测试单元。 图2测量池 6.1.4热平衡时间与液体的热容、导热性以及试样温度和测试温度之差有关。当连续测量的黏度值保 持在±0.07%（相对偏差）的时间超过1min，且连续测量的密度值保持在±0.00003g/cm²（绝对偏 差）的时间超过1min时，仪器可自动确定试样温度达到充分平衡。 6.2注射器：市场上有售，至少为5mL，带标准接头。注射器的材质应与其所接触的所有液体试样和 清洗液不发生任何反应。 6.3溢流道或压力适配器：可选件，通过压力或吸力将试样注人测量池，避免试样中产生气泡。适配 器的材质应与其所接触的所有液体试样和清洗液不发生任何反应。 6.4滤膜：孔径为75μum，用于去除试样中的颗粒。 6.5磁铁：用于去除试样中的铁屑，可以使用磁力搅拌棒。 7试剂和材料 7.1样品溶剂：用于清洗测量池，能够溶解试样，具体如下： 7.1.1对于大多数试样，可使用易挥发的石油醛或石脑油。如果溶剂能够快速挥发且无残留物，无需 使用干燥溶剂。 7.1.2对于残渣燃料，可使用芳烃溶剂，如甲苯、二甲苯，进行预清洗去除沥青质。 7.2干燥溶剂：可与样品溶剂（见7.1）~混溶的摔发性试剂，高纯乙醇（96%或更高纯度）。 7.3干燥空气或氮气：用于吹扫测量池。如果测量池的温度低于或接近环境空气的露点温度，应使用 3 NB/SH/T0870—2013 合适的干燥剂。 8取样 8.1取样是指从管、槽或其他系统获取部分试样并将其转移到实验室测试容器的所有步骤。实验室的 测试容器应足以盛装足够的试样并可使试样在其中混合均匀。 8.2颗粒：对于可能含有颗粒的试样（如在用油或原油），可用75μm的滤膜去除其中的颗粒，用磁 铁去除其中的铁屑。含蜡试样可使用预热过滤器，加热熔化蜡晶体后再进行过滤。 8.3试样：从实验室样品中取出一部分或一定体积的试样，注人测量池。按照以下步骤测试： 8.3.1如有要求，将试样混合均匀。室温下在开口容器中混合会导致挥发性物质损失，建议在密封容 器或低温条件下混合。 8.3.2用合适的注射器从充分混合均匀的实验室样品中抽取测试样品，也可使用其他合适的附件和连 接管，将试样直接从混合容器中注人测量池。对于含蜡或其他倾点较高的试样，应先将其加热到足以 熔化蜡晶体的温度，再抽取测试样品。 9校准和核查 9.1：仅允许使用6.1条描述的校准合格的设备，使用9.2条和9.3条中的有证参考标准物质定期核查 校准。建议黏度和密度的核查周期为一个月，温度控制的核查周期为一年。核查程序遵循仪器厂商的 操作指南。 9.2有证黏度和密度参考标准物质：用于实验室核查程序。有证黏度和密度参考标准物质应获得满足 GB/T27025要求