Viskositätsbestimmung — ISO 2555 / ISO 3104 / ASTM D445 · Analyse von Erdöl, Kraftstoff und Öl

Was ist Viscosity?

Die Viskosität ist ein Maß für den Strömungswiderstand einer Flüssigkeit. Es werden zwei unterschiedliche Größen gemessen: Die DYNAMISCHE Viskosität wird direkt mit einem Rotationsviskosimeter gemessen und ist in kosmetischen und chemischen Produkten üblich; Die KINEMATIC-Viskosität wird aus der Fließzeit der Flüssigkeit durch ein Kapillarrohr berechnet und in der Öl-, Kraftstoff- und Schmierstoffanalyse verwendet.

Zweck von Viscosity

Der Zweck besteht darin, die Konsistenz des Produkts numerisch zu bestimmen und die Konsistenz von Charge zu Charge zu überprüfen. Bei Kosmetika prägt die Konsistenz die Wahrnehmung und Anwendbarkeit des Verbrauchers; Bei Schmierstoffen bestimmt die Viskositätsklasse direkt die Gebrauchstauglichkeit.

Bei welchen Produkten wird Viscosity angewendet?

Cremes, Lotionen und Gele
Shampoos und Flüssigseifen
Farben, Klebstoffe und chemische Mischungen
Motor- und Hydrauliköle
Kraftstoffe und Grundöle

In welchen Branchen wird Viscosity eingesetzt?

KosmetikaChemieEinzelhandelÖl und GasChemieAutomobil

Normen zu Viscosity

TS EN ISO 2555 (Rotationsviskosimeter — Brookfield-Typ)
TS EN ISO 3219 (Kunststoffe — Rotationsviskosimeter)
TS EN ISO 3104 (Erdölprodukte — kinematische Viskosität)
ASTM D445 (kinematische Viskosität transparenter und undurchsichtiger Flüssigkeiten)
ASTM D2270 (Berechnung des Viskositätsindex)
SAE J300 (Viskositätsklassifizierung des Motoröls)

Prüfbedingungen für Viscosity

Temperatur: Die Viskosität ist sehr temperaturempfindlich; Die Messtemperatur wird kontrolliert und gemeldet
Rotationsmessung: Spindelnummer und Drehzahl bestimmen das Ergebnis; beides wird gemeldet
Kinematische Messung: Typischerweise bei 40 °C und 100 °C; Aus diesen beiden Werten wird der Viskositätsindex berechnet
Verweilen: Eine definierte Ruhezeit vor der Messung für thixotrope Produkte

Prüfgerät für Viscosity

Rotationsviskosimeter und Spindelsatz
Kinematische Viskositätsbäder und Kapillarviskosimeter
Temperaturgesteuertes Wasserbad
Stoppuhr und automatisches Durchflusszeitmesssystem
Rheometer (für die Fließkurve)

Probenanforderungen für Viscosity

Homogene Probe ohne Luftblasen
Ausreichendes Volumen; Die Behältergröße muss zur Messgeometrie passen
Bei thixotropen Produkten muss die Probe nach dem Mischen ruhen
Die Messtemperatur und ggf. der Zielviskositätsbereich müssen angegeben werden

Dauer von Viscosity

Die Messung selbst ist kurz; Die Dauer wird dadurch bestimmt, dass die Probe bei der Messtemperatur das Gleichgewicht erreicht. Eine vor dem thermischen Gleichgewicht durchgeführte Messung ist ungültig.

Ablauf von Viscosity

1Die Probe wird homogenisiert und von Luftblasen befreit.
2Es wird bei der Messtemperatur ins Gleichgewicht gebracht.
3Für die Rotationsmessung werden die passende Spindel und Drehzahl ausgewählt.
4Es wird gehalten, bis sich der Messwert stabilisiert und aufgezeichnet wird.
5Bei der kinematischen Messung wird die Fließzeit der Probe durch das Kapillarrohr gemessen.
6Das Ergebnis wird in mPa·s oder mm²/s berechnet.

Annahmekriterien für Viscosity

Das Akzeptanzkriterium ist der Viskositätsbereich in der Produktspezifikation. Für Schmierstoffe definieren Klassifizierungsstandards wie SAE J300 Grenzwerte für die Viskositätsklasse, wobei die deklarierte Klasse eingehalten werden muss.

Auswertung der Ergebnisse

Ein angegebener Rotationswert ohne Angabe von Spindel und Drehzahl ist nicht vergleichbar: Bei nicht-newtonschen Produkten hängt die Viskosität von der Schergeschwindigkeit ab und liefert bei unterschiedlicher Drehzahl ein anderes Ergebnis. Die meisten Kosmetikprodukte sind nicht-Newtonsche Produkte, daher ist die Messbedingung ein wesentlicher Bestandteil des Ergebnisses.

Prüfbericht zu Viscosity

Probenidentifizierung
Messtemperatur
Spindel- und Drehzahl für die Rotationsmessung
Gemessener Viskositätswert und Einheit
40 °C- und 100 °C-Werte und der Viskositätsindex für die kinematische Messung
Vergleich mit der Spezifikation

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Analyse von Erdöl, Kraftstoff und Öl — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Viscosity gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Erdöl-, Kraftstoff- und Ölanalysen bestimmen, ob eine Flüssigkeit ihrer Spezifikation entspricht und wie sie sich im Einsatz verhält. Normen in diesem Bereich bestehen größtenteils aus ASTM- und EN-Veröffentlichungen, mit einer eigenen Methode für jeden Parameter.

Kennzeichnend für diese Familie ist, dass Produktspezifikationen als PARAMETERLISTEN verfasst sind. Spezifikationen wie EN 590 (Diesel), EN 228 (Benzin), EN 14214 (Biodiesel) und ISO 8217 (Schiffskraftstoffe) geben für jeden Parameter sowohl den Grenzwert als auch die Methode zu dessen Messung an. Ändert sich die Methode, kann sich auch das Ergebnis ändern; die Spezifikation bindet daher auch die Methode, und eine „gleichwertige Methode" ist nur zulässig, wenn die Spezifikation dies erlaubt.

Auf der Kraftstoffseite beschreiben Parameter drei verschiedene Eigenschaften des Produkts. Physikalische Eigenschaften (Dichte, Viskosität, Destillationskurve, Stockpunkt, Trübungspunkt) bestimmen Pumpbarkeit und Kälteverhalten. Verbrennungseigenschaften (Cetanzahl, Oktanzahl, Heizwert) zeigen die Leistung im Motor. Verunreinigungs- und Stabilitätsparameter (Schwefel, Wasser, Sediment, Oxidationsstabilität, Kupferstreifenkorrosion) beeinflussen sowohl die Emissionen als auch die Lagerfähigkeit.

Ölanalysen werden für zwei unterschiedliche Zwecke durchgeführt, die nicht verwechselt werden dürfen. Die Analyse von NEUEM Öl bestätigt die Übereinstimmung des Produkts mit seiner Spezifikation: Viskositätsindex, Additivgehalt, Flammpunkt. Die Analyse von GEBRAUCHTEM Öl dient dagegen der Zustandsbeurteilung der Maschine — die Elementanalyse zeigt Verschleißmetalle (Eisen, Kupfer, Chrom, Aluminium), Wasser- und Kraftstoffverunreinigung weisen auf Lecks hin, und Oxidations- und Säurezahl bestimmen die verbleibende Lebensdauer des Öls.

Die Gebrauchtölanalyse ist daher ein Werkzeug der VORAUSSCHAUENDEN WARTUNG. Der Trend regelmäßig entnommener Proben wird verfolgt; aussagekräftig ist der Trend, nicht ein Einzelergebnis. Über Monate steigende Eisenwerte ermöglichen ein Eingreifen, bevor ein Ausfall eintritt.

Schiffskraftstoffe sind der aktivste Teilbereich des Feldes. Die weltweite Verschärfung der Schwefelgrenzwerte hat neue Mischkraftstoffe auf den Markt gebracht; bei diesen Kraftstoffen sind Stabilität, Verträglichkeit (ob zwei Kraftstoffe beim Mischen Ablagerungen bilden) und Katalysatorfeinstoffgehalt zu kritischen Parametern geworden.

Auch in dieser Familie ist die Probenahme Teil des Ergebnisses. Eine vom Tankboden entnommene Probe zeigt einen anderen Wasser- und Sedimentgehalt als eine vom oberen Niveau; bei kommerziellen Lieferungen werden Probenahmestelle und -methode vertraglich festgelegt.

Methodengruppen in diesem Bereich

Physikalische Eigenschaften
Dichte (Schwingrohr und Aräometer), kinematische Viskosität, Destillation, Stock- und Trübungspunkt, Flammpunkt.
Verbrennungseigenschaften
Cetanzahl und Cetanindex, Research- und Motoroktanzahl, Heizwert.
Schwefel und Elemente
Schwefel mittels UV-Fluoreszenz und RFA; Elementanalyse und Additivgehalt mittels ICP.
Stabilität und Korrosion
Oxidationsstabilität, Kupferstreifenkorrosion, Wasser und Sediment, Filterverstopfungsneigung.
Zusammensetzungsanalyse
Siedebereichsverteilung mittels Gaschromatographie, Kohlenwasserstofftypen (FIA), Benzol- und Aromatengehalt, Fettsäuremethylestergehalt.
Altöl
Verschleißmetalle, Verunreinigung (Wasser, Kraftstoff, Ruß), Oxidation, Säure- und Basenzahl, Viskositätsänderung.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Die Spezifikation legt auch die Methode fest; ein mit einer anderen Methode gemessenes Ergebnis wird für die Spezifikationskonformität möglicherweise nicht akzeptiert.
Ein einzelnes Ergebnis bei Altöl ist nicht aussagekräftig; die Entscheidung basiert auf dem Trend.
Der Probenahmepunkt bestimmt das Ergebnis; Tankboden und oberes Niveau zeigen unterschiedliche Wasser- und Sedimentwerte.
Die Cetanzahl-Index ist ein berechneter Wert und nicht dasselbe wie eine gemessene Cetanzahl.
Mit Biodiesel gemischte Kraftstoffe verhalten sich hinsichtlich Lagerfähigkeit und mikrobiellem Wachstum anders; klassische Dieselparameter reichen nicht aus.
Das Mischen von Schiffskraftstoffen aus unterschiedlichen Quellen kann zu Ablagerungen führen; die Verträglichkeit wird gesondert bewertet.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Konformität einer Kraftstoffcharge mit der Spezifikation und kommerzielle Lieferung
Entscheidungen zur vorausschauenden Wartung auf Basis der Altölanalyse
Ermittlung von Parametern für die Zoll- und Steuerklassifizierung
Qualitätsprüfung nach Lagerung, Mischung und Transport
Einhaltung der Schwefelgrenzwerte gemäß Emissionsvorschriften

Häufige Fragen zu Viscosity

Wir haben unterschiedliche Viskositäten aus verschiedenen Labors erhalten – was ist richtig?

Normalerweise sind beide korrekt, aber die Messbedingungen unterscheiden sich. Bei nicht-newtonschen Produkten ändert sich das Ergebnis je nach Spindel, Geschwindigkeit und Temperatur. Für einen gültigen Vergleich müssen alle drei Parameter übereinstimmen.

Was ist der Viskositätsindex?

Dabei handelt es sich um eine Zahl, die angibt, wie stark sich die Viskosität eines Öls mit der Temperatur ändert. Sie wird aus den Messungen bei 40 °C und 100 °C gemäß ASTM D2270 berechnet. Ein höherer Index bedeutet, dass sich die Viskosität mit der Temperatur weniger ändert.

Viscosity