ICS 75. 100 SH 中华人民共和国石油化工行业标准 SH/T 0703—2001 20030924 润滑油在高温高剪切速率 条件下表观粘度测定法 （多重毛细管粘度计法） Standard test method for measuring apparent viscosity at high. temperature and high-shear rate by multicell capillary viscometer 2001-11-23发布 2002-01-01实施 国家经济贸易委员会 发布 SH/T0703—2001 前 言 本标准等效采用美国试验与材料协会标准ASTMD5481-96《润滑油在高温高剪切速率条件下表 观粘度测定法一 一多重毛细管粘度计法》。 本标准与ASTMD5481-96的差异如下： 1.根据我国标准的实际情况；增加了相关引用标准。 2.增加了仪器清洗剂的要求。 本标准的附录A和附录B均是标准的附录。 本标准由中国石油化工股份有限公司提出。 本标准由中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院归口。 本标准起草单位：中国石油化工股份有限公司茂名分公司南海高级润滑油公司。 本标准主要起草人：韩申君、陈东、王雪梅、林卫红。 建筑32 标准查询下载网 中华人民共和国石油化工行业标准 润滑油在高温高剪切速率 条件下表观粘度测定法 SH/T0703-2001 （多重毛细管粘度计法） 1范围 1.1本标准规定了在150℃、管壁表观剪切速率为1.4×10°s-1的条件下，采用具有测压、测温和计 时装置的多重毛细管粘度计测定发动机油高温高剪切(HTHS)表观粘度的方法。 1.2采用本标准规定的剪切速率可以减少本方法与其他测定高温高剪切表观粘度试验方法的差异。 本标准通过用150时表观粘度为2mPa's~5mPa's的牛顿型油建立的校正曲线而直接测粘度。 1.3本标准可能涉及某些有危险的材料、操作和设备。本标准无意对与此相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建立合适的安全和防护措施并确定适当的管理制度。 2引用标准 下列标准包括的条文，通过引用而构成本标准的一部分。除非在标准中另有规定，下述标准都 应是现行有效标准。 GB2536变压器油 CB/T4756石油液体手工取样法 3定义 本标准采用下列定义。 3.1管壁表观剪切速率apparentshearrateatthewall 牛顿型流体在毛细管粘度计管壁的表观剪切速率由式(1)计算： (1) 式中：S。-管壁表观剪切速率，s-; V-体积，mm； R一—毛细管半径，mm; t——流出时间，s。 3.2表观粘度apparentviscosity 利用本方法测得的粘度。 3.3密度density 在规定温度下，单位体积内所含物质的质量数。密度单位是kg/m²或g/cm；1kg/m²=10-3g/cm。 国家经济贸易委员会2001-11-23批准 2002-01-01实施 1 SH/T 0703—2001 3.4运动粘度kinematicviscosity 表示液体在重力作用下流动时的内摩擦力的量度，其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度 之比。在国际单位制中，单位为m²/s；一般用mm²/s，习惯用cSt（厘斯）表示。1cSt=1mm²/s。 3.5牛顿型油或流体Newtonianoilorfluid 在任一剪切速率或剪切应力下，只要温度一定粘度都是恒定的油或流体。 3.6非牛顿型油或流体non-Newtonianoilorfluid 在给定温度下，粘度随剪切速率或剪切应力变化的油或流体。 3.7剪切速率shearrate 层流状态下速度的空间梯度；垂直于流体流动方向上速度差与距离的商。单位为速度除以长度， 时间为秒，长度单位统一，从而得到的剪切速率单位为s-1。 3.8剪切应力shearstress 在流动方向上，流体单位面积所受的力。对于在毛细管粘度计中的剪切应力即为管壁的剪切应 力，也就是作用在毛细管内横截面上的总力除以毛细管内表面积。管壁剪切应力与流体的性质无关。 在国际单位制中，剪切应力的单位为帕(Pa)，在数值上毛细管粘度计管壁的剪切应力由式(2)计算： Z=PR/2L (2) 式中：Z-剪切应力，Pa; P——压力降，Pa; R-—毛细管半径，mm; L—毛细管长度，mmo 3.9粘度viscosity 同一处剪切应力和剪切速率之比。 ·粘度有时也称为粘度系数或动力粘度。它是流体流动阻力的量度。在国际单位制中以帕·秒 (Pa's)表示；一般用毫帕·秒(mPa's)表示；习惯用厘泊（cP)表示。 1cP=10-3Pa's=1mPa's 3.10校准油calibrationoils 建立本仪器的高温高剪切表观粘度与压力降、流出时间之间函数关系的油品，通过函数关系确 定试样的高温高剪切表观粘度。校准油为牛顿型流体，可以在市场上购得或通过调合制得。 3.11试样testoil 任何一种需要用本标准测定其高温高剪切表观粘度的油。 3.12粘度计池viscometriccell 需被试样浸润的部分，包括粘度计进出口管，工作毛细管，加压与泄压连接部分，旋塞阀和贮 油槽。 4方法概要 4.1在150℃试验条件下，在氮气（或二氧化碳）的压力作用下，使试样从毛细管粘度计中流出，由 试样的流出时间及压力，可得到毛细管粘度计管壁表观剪切速率达到1.4×10°%s-1时试样的表观粘度。 用对各粘度计池校正曲线即可确定与所测压力相对应的油品粘度。 4.2各个粘度计池校正的曲线是建立在一系列已知粘度的牛顿型油的压力与流速的关系得到的。 5意义与用途 5.1粘度是润滑油的一个重要特性。流体的粘度随温度变化。许多润滑油是非牛顿型流体，其粘度 除随温度的变化外，还随剪切速率的变化而变化。当我们能够测定润滑油在实际使用温度和剪切速 2 建筑321---标准查询下载网 www. jz321.net SH/T0703—2001 率下或接近于该温度和剪切速率下的粘度时，粘度的应用是非常有意义的。 5.2本标准确定的温度和剪切速率条件可以认为相当于在苛刻条件下汽车发动机轴承工作的状况。 5.3许多设备制造商及润滑油规格对150℃和10°s-1时的最小高温高剪切表观粘度提出了要求。毛 细管粘度计内的剪切速率随毛细管半径而变化。本标准是通过增大管壁的表观剪切速率来补偿变化 的剪切速率。 6仪器 6.1高温高剪切(HTHS)粘度计：包括几个在可控温度体的粘度计池，以及能控制测定温度、使用 压力和测定试样流出时间的装置。每一个粘度计池中带有一支精密玻璃毛细管和可调节试样体积的 - 装置。 6.1.1HTHS粘度计的典型尺寸和规格如下： 毛细管直径 0.15mm 毛细管长度 15mm~18mm 温度控制 150℃±0.1%℃ 压力范围 350kPa~3500kPa 压力控制 ± 1% 试样体积 7mL ± 1mL 6.1.2用于测温的温度计为可预先设定的数字式电阻温度计，其准确性可通过一热阱和一支精密度 为±0.1℃或更精密的温度计进行校验。 6.2医用玻璃注射器：10mL。 7试剂与材料 7.1牛顿型油或流体：在150℃时有确定粘度值，范围为2.0mPa*s~7.0mPa*s（见表1)。 表1校准油 校准油 近似粘度*,mPa's 测试中的近似压力，kPa HT39 2.0 1500 H175 2.7 2000 HT150 3.7 2500 HT240 5.0 3300 HT390 7.0 4500 “准确粘度值由供货商提供。 7.2非牛顿型参比试样：在150℃、10°s-1时有确定的高温高剪切粘度。 7.3二氧化碳或者氮气瓶：带有减压阀，最大压力不低于3500kPa（500psi)。 7.4清洗剂：甲苯或其他高芳烃溶剂，40℃运动粘度小于13mm²/s的润滑油基础油或符合CB2536 标准的变压器油。 8取样 按GB/T4756取样。一个有代表性的试样应不含悬浮的固体杂质和水分，这是获得有效结果所 必需的。若含有杂质，需用10μm的滤纸过滤除去。 9校正与标准化 9.1校正 3 SH/T0703—2001 9.1.1每个毛细管粘度计池的体积和直径都是厂商提供的，对应于管壁表观剪切速率为1.4×10°s-1 时，流出时间to可用式(3)计算得到： 4V (3) 式中：V—体积，mm； R—毛细管半径，mmo 当粘度计池有变动时，其体积要重新测定，测定方法见附录A。 9.1.2使用至少四种牛顿型流体校准油（150℃，粘度范围覆盖2mPas~5mPas)确定压力和流速之间 的关系。对于每一种校准油需要调节压力使流出时间在名义流出时间的±20%范围内。每个池需对 每一种校准油测定三次。 9.1.2.1粘度可用式(4)计算： n=[cr t P-] [1+ Cs (1-)] (4) 式中：粘度，mPa's; 一流出时间，s； P—压力，kPa; C1,C2,C3——每个粘度计池的校正系数。 9.1.2.2校正系数C是对各粘度计池压力进行校正得到的。通常在只与测定汽车发动机油高温粘 度相关的剪切速率和粘度这样一个较窄的范围内，校正系数C2基本不变。在广义的运用中，对于所 有的雷诺常数（Re），C²可能不是常数。 ：9.1.2.3附录B中给出了确定C1，C2，C3的步骤。 9.2粘度校正曲线的稳定性一一采用与试样同样的方法测试校准油来检查校正曲线的稳定性，粘度校正 曲线的稳定性的校正工作必须在进行每一轮新的试验之前或每二十次试验中进行一次。非牛顿型校准油至 少一个月要进行次稳定性试验。稳定性试验测得的校准油粘度