ГОСТ 32500-2013. Межгосударственный стандарт. Нефтепродукты. Вычисление индекса вязкости по кинематической вязкости при температурах 40 °C и 100 °C
(введен в действие Приказом Росстандарта от 22.11.2013 № 694-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 01.01.2015.
Введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. № 694-ст
ВЫЧИСЛЕНИЕ ИНДЕКСА ВЯЗКОСТИ ПО КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ 40 °C И 100 °C
Petroleum products. Calculating viscosity index from kinematic viscosity at 40 and 100 °C
Дата введения 1 января 2015 года
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти» (ОАО «ВНИИ НП») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 5 ноября 2013 г. № 61-П)
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. № 694-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32500-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.
5 Настоящий стандарт идентичен стандарту ASTM D 2270-10 «Стандартная практика для вычисления индекса вязкости по кинематической вязкости при 40 °C и 100 °C» («Standard practice for calculating viscosity index from kinematic viscosity at 40 and 100 °C», IDT).
Стандарт разработан комитетом по стандартизации ASTM D02 «Нефтепродукты и смазочные материалы», и непосредственную ответственность за него несет подкомитет D02.07 «Реологические свойства».
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта ASTM для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2019 г.
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»
1 Область применения
1.1 Настоящий стандарт устанавливает метод вычисления индекса вязкости по кинематической вязкости при температурах 40 °C и 100 °C нефтепродуктов, таких как смазочные масла и аналогичные материалы.
Примечание 1 — Результаты, полученные вычислением индекса вязкости по кинематической вязкости, определенной при температурах 40 °C и 100 °C, совпадают с результатами определения кинематической вязкости при температурах 37,78 °C и 98,89 °C.
1.2 Настоящий стандарт не распространяется на нефтепродукты с кинематической вязкостью менее 2,0 мм2/с (сСт) при температуре 100 °C. В таблице 1 приведены значения кинематической вязкости нефтепродуктов от 2,0 до 70,0 мм2/с (сСт) при температуре 100 °C.
Индекс вязкости нефтепродуктов с кинематической вязкостью выше 70,0 мм2/с (сСт) при температуре 100 °C можно вычислить по приведенным в настоящем стандарте формулам.
Значения L и H для кинематической вязкости, определенной при температурах 40 °C и 100 °C
1.2.1 При отсутствии значения кинематической вязкости при температурах 40 °C и 100 °C индекс вязкости можно вычислить по значениям кинематической вязкости, полученным при других температурах. Вычисленные значения индекса вязкости используют только для информации и не указывают в спецификациях на продукцию (см. ASTM D 341, приложение A.1).
1.3 Значения кинематической вязкости определены относительно кинематической вязкости дистиллированной воды, равной 1,0034 мм2/с (сСт) при температуре 20,00 °C. Кинематическую вязкость нефтепродуктов определяют по ASTM D 445, ASTM D 7042, IP 7I или ISO 3104.
1.3.1 Если значения индекса вязкости, вычисленные для образца с использованием кинематической вязкости, определенной разными методами испытаний, отличаются, используют значение индекса вязкости, вычисленное по кинематической вязкости, определенной по ASTM D 445.
1.4 Значения в единицах системы СИ следует считать стандартными. Используют 1 мм2/с = 10-6 м2/с = 1 сСт.
1.5 В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности, связанных с его применением. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил по технике безопасности и охране здоровья, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных — последнее издание (включая все изменения).
2.1 Стандарты ASTM <1>
<1> Ссылки на стандарты ASTM можно уточнить на сайте ASTM website, www.astm.org или в службе поддержки клиентов ASTM service@astm.org, а также в информационном томе ежегодного сборника стандартов ASTM (Website standard's Document Summary).
ASTM D 341, Practice for viscosity-temperature charts for liquid petroleum products (Применение вязкостно-температурных номограмм для жидких нефтепродуктов)
ASTM D 445, Test method for kinematic viscosity of transparent and opaque liquids (and calculation of dynamic viscosity) [Метод определения кинематической вязкости прозрачных и непрозрачных жидкостей (и вычисление динамической вязкости)]
ASTM D 1695, Terminology of cellulose and cellulose derivatives (Термины для целлюлозы и производных целлюлозы)
ASTM D 7042, Test method for dynamic viscosity and density of liquids by Stabinger viscometer (and the calculation of kinematic viscosity) [Метод определения динамической вязкости и плотности жидкостей вискозиметром Стабингера (и вычисление кинематической вязкости)]
ASTM E 29, Practice for using significant digits in test data to determine conformance with specifications (Применение значащих цифр для результатов испытаний при определении соответствия требованиям спецификаций)
2.2 Стандарты ISO <2>
<2> Доступны в American National Standards Institute (ANSI), 25 W. 43rd St., 4th Floor, New York, NY 10036.
ISO 3104, Petroleum products. Transparent and opaque liquids. Determination of kinematic viscosity and calculation of dynamic viscosity (Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и вычисление динамической вязкости)
2.3 Стандарты энергетического института <3>
<3> Доступны в Energy Institute, 61 New Cavendish St., London, WIG 7AR, U.K.
IP 71, Determination of kinematic viscosity and calculation of dynamic viscosity (Определение кинематической вязкости и вычисление динамической вязкости)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применен следующий термин с соответствующим определением:
3.1 Описание термина, характерного для настоящего стандарта
3.1.1 индекс вязкости (viscosity index): Произвольное число, используемое для характеристики изменения кинематической вязкости нефтепродукта в зависимости от температуры.
3.1.1.1 Пояснение
Для масел с одинаковой кинематической вязкостью более высокое значение индекса вязкости приводит к меньшей зависимости кинематической вязкости от температуры.
3.1.1.2 Пояснение
В ASTM D 1695 приведено другое определение индекса вязкости.
4 Назначение и применение
4.1 Индекс вязкости — это широко используемый и принятый показатель изменения кинематической вязкости нефтепродукта при изменении температуры в пределах от 40 °C до 100 °C.
4.2 Более высокое значение индекса вязкости указывает на меньшую зависимость кинематической вязкости смазочного материала от температуры.
4.3 Индекс вязкости на практике используют как единственный показатель, характеризующий зависимость кинематической вязкости от температуры.
4.4 Индекс вязкости иногда используют для характеристики базового масла с целью установления требований к моторным испытаниям в зависимости от категории масла <1>.
<1> API 1509, «Engine Oil Licensing and Certification System», 16e, American Petroleum Institute, April 2007.
5 Проведение испытания
5.1 Кинематическую вязкость образца определяют при температурах 40 °C и 100 °C по ASTM D 445, ASTM D 7042, ISO 3104 или IP 71.
5.2 Порядок вычисления
5.2.1 Если кинематическая вязкость образца при температуре 100 °C не более 70 мм2/с (сСт), по таблице 1 выбирают соответствующие значения для L и H. Не указанные измеренные значения, находящиеся в пределах значений таблицы 1, могут быть получены линейной интерполяцией. Для масел с кинематической вязкостью не более 2,0 мм2/с (сСт) при температуре 100 °C индекс вязкости не определен.
5.2.2 Если значение кинематической вязкости выше 70 мм2/с (сСт) при температуре 100 °C, L и H вычисляют по формулам
L = 0,8353Y2 + 14,67Y — 216, (1)
H = 0,1684Y2 + 11,85Y — 97, (2)
где L — кинематическая вязкость масла при температуре 40 °C с индексом вязкости, равным нулю, имеющего такую же кинематическую вязкость при температуре 100 °C, как у масла, индекс вязкости которого необходимо вычислить, мм2/с (сСт);
Y — кинематическая вязкость масла при температуре 100 °C, индекс вязкости которого необходимо вычислить, мм2/с (сСт);
H — кинематическая вязкость масла при температуре 40 °C с индексом вязкости, равным 100, имеющего такую же кинематическую вязкость при температуре 100 °C, как у масла, индекс вязкости которого необходимо вычислить, мм2/с (сСт).
5.2.3 Если U > H, индекс вязкости масла ИВ вычисляют по формуле
ИВ = [(L — U)/(L — H)] 100, (3)
где U — кинематическая вязкость масла при температуре 40 °C, индекс вязкости которого вычисляют, мм2/с (сСт).
5.2.3.1 Пример
Измеренное значение кинематической вязкости масла при температуре 40 °C, индекс вязкости которого необходимо вычислить, равно 73,30 мм2/с (сСт); значение кинематической вязкости масла при температуре 100 °C, индекс вязкости которого необходимо вычислить, равно 8,86 мм2/с (сСт).
Интерполяцией по таблице 1 получают L = 119,94.
Интерполяцией по таблице 1 получают H = 69,48.
Подставляют эти значения в формулу (3) и округляют результат до целого числа:
ИВ = [(119,94 — 73,30)/(119,94 — 69,48)]·100 = 92,43, (4)
5.2.4 Если U < H, индекс вязкости масла ИВ вычисляют по формуле
ИВ = [(antilog N — 1)/0,00715] + 100, (6)
где N = (log H — log U)/log Y (7)
5.2.4.1 Пример
Измеренное значение кинематической вязкости масла при температуре 40 °C, индекс вязкости которого необходимо вычислить, равно 22,83 мм2/с (сСт); значение кинематической вязкости масла при температуре 100 °C, индекс вязкости которого необходимо вычислить, равно 5,05 мм2/с (сСт).
Интерполяцией по таблице 1 получают H = 28,975.
Подставляют с помощью логарифмов в формулу (7)
N = [(log 28,975 — log 22,83)/log 5,05] = 0,14719. (9)
Затем подставляют в формулу (6) и округляют значение до ближайшего целого числа:
ИВ = [(antilog 0,14719 — 1)/0,00715] + 100 = = [(1,40343 — 1)/0,00715] + 100 = = [0,40343/0,00715] + 100 = 156,4235, (10)
5.2.4.2 Пример
Измеренное значение кинематической вязкости масла при температуре 40 °C, индекс вязкости которого необходимо вычислить, равно 53,47 мм2/с (сСт); значение кинематическая вязкость масла при температуре 100 °C, индекс вязкости которого необходимо вычислить, равно 7,80 мм2/с.
По таблице 1 получают H = 57,31.
Подставляют с помощью логарифмов в формулу (7)
N = [(log 57,31 — log 53,47)/log 7,80 = 0,03376. (11)
Затем подставляют в формулу (6) и округляют значение до целого числа:
ИВ = [(antilog 0,03376 — 1)/0,00715] + 100 = = [(1,08084 — 1)/0,00715] + 100 = 111. (12)
5.2.5 Если U = H, индекс вязкости масла принимают равным 100.
5.3 Вместо приведенного в 5.2 - 5.2.5 вычисления индекс вязкости можно определить по ASTM DS 39b <1>.
<1> ASTM DS 39b, Viscosity Index Tables for Celsius Temperatures, ASTM International.
6 Оформление результатов
6.1 Индекс вязкости записывают с точностью до целого числа. Если значащая цифра после запятой равна 5, значение округляют до ближайшего целого четного числа. Например, 116,5 следует записать как 116.
6.2 Протокол испытания должен содержать:
6.2.1 Обозначение настоящего стандарта.
6.2.2 Тип и полную идентификацию испытуемого продукта.
6.2.3 Результат испытания.
6.2.4 Метод определения кинематической вязкости.
6.2.5 Любое отклонение от процедуры настоящего стандарта.
6.2.6 Дату проведения испытания.
Приложения X
(справочные)
X1 Вычисление индекса вязкости по значению кинематической вязкости при нестандартных температурах
X1.1 В некоторых случаях необходимо определить индекс вязкости масла, когда условия не позволяют использовать стандартные температуры 40 °C и 100 °C. Можно вычислить значение индекса вязкости при температурах 40 °C и 100 °C по значениям кинематической вязкости, полученным при других температурах. Для вычисления используют формулы, приведенные в ASTM D 341. Следует использовать значения кинематической вязкости, полученные при температурах, близких к стандартным, и по возможности максимально отличающихся друг от друга.
X1.2 Значения индекса вязкости масла, вычисленные таким образом, используют только для информации и не указывают в спецификации на продукцию.
X2 Другие методы вычисления
X2.1 Формулы для вычисления индекса вязкости приведены в разделе 5 настоящего стандарта. Для вычисления используют компьютерное программное обеспечение или программируемый калькулятор. В настоящем приложении приведены три метода вычисления индекса вязкости.
X2.1.1 При расхождении результатов, полученных по методике настоящего приложения и разделу 5 настоящего стандарта, используют значения, полученные по разделу 5 настоящего стандарта.
X2.2 Для вычисления индекса вязкости следует:
X2.2.1 Ввести значения кинематической вязкости при температурах 40 °C и 100 °C.
X2.2.2 Вычислить значения L и H, соответствующие кинематической вязкости при температуре 100 °C.
X2.2.3 Вычислить индекс вязкости по формулам раздела 5 настоящего стандарта.
X2.3 Значения L и H можно определить, используя компьютерное программное обеспечение, коэффициенты, указанные в таблице X2.1, и следующие формулы
Коэффициенты квадратных уравнений для вычисления индекса вязкости
В этом наборе 16 уравнений, и предполагается, что погрешность конкретного значения L и H, вычисленная таким способом, не более 0,1%. Для заданного значения Y выбирают два уравнения, включающие это значение Y, и вычисляют значения L и H.
X2.4 Используя значения Y и U и вычисленные значения L и H, соответствующие значению Y таблицы X2.1, вычисляют индекс вязкости:
X2.4.1 По формуле (3), если U >= H,
X2.4.2 По формулам (6) и (7), если U <= H, как указано в разделе 5 настоящего стандарта.
X2.5 Примеры использования методов вычисления:
кинематическая вязкость при 40 °C = 73,50 мм2/с и
кинематическая вязкость при 100 °C = 8,860 мм2/с.
X2.5.1 Согласно X2.3 для формул, хранящихся в памяти компьютера,
L = 0,41858Y2 + 16,1558Y — 56,040, (X2.1)
H = 0,05794 Y'2 + 10,5156Y — 28,240. (X2.2)
X.2.5.1.1 По значению Y = 8,860 мм2/с вычисляют
индекс вязкости ИВ = [(L — U)/(L — H)] 100. (X2.5)
X2.5.2.1 Для значений, определенных по X2.5.1,
\text{ИВ } = \frac{119,9588 - 73,50}{119,9588 - 69,4765} \cdot 100 = 92,030 = 92 . (X2.6)
X3 Прецизионность индекса вязкости
X3.1 Прецизионность и смещение <1>
<1> Можно получить в ASTM International Headquarters при запросе исследовательского отчета RR: D02-1707.
X3.1.1 Поскольку индекс вязкости вычисляют по значениям кинематической вязкости при температурах 40 °C и 100 °C, для него не могут быть установлены пределы прецизионности.
Примечание X3.1 — Прецизионность была получена по результатам межлабораторных испытаний приблизительно 40 образцов базовых масел без пакета присадок с индексом вязкости в диапазоне от 79 до 164 и кинематической вязкостью при температуре 100 °C от 2,4 до 80 мм2/с, определенной по ASTM D 445, и 12 образцов базовых масел с пакетами присадок с индексом вязкости в диапазоне от 93 до 150 и кинематической вязкостью от 3,5 до 40 мм2/с при температуре 100 °C, определенной по ASTM D 7042.
X3.1.2 Прецизионность индекса вязкости для неизвестного образца зависит от прецизионности двух используемых независимых значений кинематической вязкости. Для нефтяных базовых масел с кинематической вязкостью при температуре 100 °C в пределах, указанных ниже, и в пределах указанного ниже индекса вязкости, прецизионность установлена при исследовании нескольких наборов данных.
Расхождение между двумя единичными и независимыми результатами, полученными разными операторами в разных лабораториях на идентичном испытуемом материале в течение длительного времени при нормальном и правильном выполнении настоящего метода испытаний, может превышать значения в таблице X3.1 только в одном случае из двадцати.
СВЕДЕНИЯ О СООТВЕТСТВИИ ССЫЛОЧНЫХ СТАНДАРТОВ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫМ СТАНДАРТАМ
| Обозначение ссылочного стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование соответствующего межгосударственного стандарта |
| ASTM D 341 | - | <*> |
| ASTM D 445 | - | <*> |
| ASTM D 1695 | - | <*> |
| ASTM D 7042 | - | <*> |
| ASTM E 29 | - | <*> |
| ISO 3104 | NEQ | ГОСТ 33-2016 (ИСО 3104-94) «Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости» |
| IP 71 | - | <*> |
| <*> Соответствующий межгосударственный стандарт отсутствует. До его принятия рекомендуется использовать перевод на русский язык данного стандарта. Примечание — В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандартов: - NEQ — неэквивалентный стандарт. | ||
| УДК 665.6.532.13:006.354 | МКС 75.080 |
| Ключевые слова: нефтепродукты, вычисление, кинематическая вязкость, индекс вязкости при температурах 40 °C и 100 °C | |