ICS75.100 E 34
SH
中华人民共和国石油化工行业标准
NB/SH/T 0852-2010
在用油和含烟的发动机油在低温下的
黏温关系测定法
Standard test method for determining the viscosity-temperature relationship of used and soot-containing engine oils at low temperature
T
2011-05-01实施
2011-01-09发布
国家能源局 发布 NB/SH/T0852—2010
前言
本标准修改采用美国试验与材料协会标准ASTMD7110-05a《在用油和含烟的发动机油在低温下的黏度与温度关系标准测定法》。
本标准根据ASTMD7110-05a重新起草。 为了适合我国国情，本标准在采用ASTMD7110-05a时进行了修改。本标准与ASTMD7110-
05a的主要技术差异如下：
本标准的引用标准采用我国现行标准； -因为采用程序控制的预热器加热试样，所以取消或修改了ASTMD7110-05a中涉及到水
浴、油浴或加热炉的条或注。
为了使用方便，本标准还做了如下编辑性修改：
一重复性和再现性的文字表达按我国的习惯进行了修改。 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润滑油换油指标分技术委员会（SAC/T
C280/SC6）归口。
本标准起草单位：中国石油天然气股份有限公司大连润滑油研究开发中心本标准参加单位：中国石油化工股份有限公司润滑油分公司北京研发中心
中国石油天然气股份有限公司兰州润滑油研究开发中心
本标准主要起草人：孙瑞华、夏鹏、刘翠香、刘红辉。
I NB/SH/T0852—2010
在用油和含烟的发动机油在低温下的黏温关系测定法
1范围 1.1本标准规定了低温下在用发动机油或含烟的发动机油表观黏度的测定方法。 1.2在剪切应力低于200Pa时产生近似0.2s-的剪切速率。在-5℃～-40℃的温度范围内，试样以3℃/h的速度降温，同时连续测定其表观黏度。 1.3本标准测定的结果是黏度、黏度增长率最大值（凝胶指数）及凝胶指数温度。 1.4本标准对发动机油之外的石油产品的适用性还没有确定。 1.5本标准并未对所有与使用相关的安全问题提出建议。因此，用户在使用本标准前应建立适当的安全和保护措施，并制定相应的管理制度。 1.6本标准采用国际单位制[SI]单位。 2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T4756石油液体手工取样法（GB/T4756—1998，eqvISO3170:1998） GB/T8023液体石油产品黏度-温度计算图 GB/T9171 发动机油边界泵送温度测定法 SH/T 0562 低温下发动机油屈服应力和表观黏度测定法
3术语和定义
下列术语和定义应用于本标准。
3. 1
表观黏度apparentviscosity 用本试验方法得到的黏度。见3.6中黏度的定义和单位。
3. 2
牛顿油Newtonianoils 在给定温度下，黏度不随剪切速率或剪切应力变化的油品。
3. 3
非牛顿油 non-Newtonianoils 在给定温度下，黏度随剪切速率或剪切应力变化的油品。
3.4
剪切速率shearrate 垂直于流动方向的速度梯度。 注：剪切速率的[SI]单位是秒的倒数(1/s或s-"）。
3. 5
剪切应力 shearstress 在流动方向上单位面积所受的力。 注：剪切应力的[SI]单位是帕斯卡（Pa)。
1 NB/SH/T0852—2010 3. 6
黏度viscosity 阻止流体流动的特性。 注：黏度是所施加的剪切应万 切头 ②流体润湿的静止表面单位距离产全的流动速度）之比。
E CA Ma 号届方程的第一部分项目决定，黏度的单位是mPa
数学表达式
黏度=剪切应力/剪切速率，
(1)
用符号表示方程中第
T=T/C..
3.7
夹带空 油 ar-pindng oils 边界袭 送温度通过凝胶和粘性流动共同决定的发动机油。
3.8
边界泵送退 borderline pumping temperature
硫动性差以致于术能求送具够的润滑油到发动机时的盐度，
3.9
油
alibratingoils 试验方法要求的黏度范围内楼正黏度计运衍模块的牛顿油。 合的校正油对脂的度计有是定够的灵敏度，且范用查道
3.
0
电脑程 星存化自动分析 com(puter-programmed automated analysis
代技术获得模拟数插并转化成数字信号，从而自动记录和分树黏度计运行模块的扭矩输
出 开将该 信息修正成数据战格和美系图 3.
模拟 数字转换器（At analog-to-di i(A-D)converter
LO
将产生的电信少连续地转换成能用计算机分析的离散数字信号。
3.
海送温度criticalpu豫pabilftytemperature
指定的临界柔送黏度时黏度池的温度（见于.13）鼻泵送霸度 criticol pupabilty viscosity
3.13
灵送问题的表观黏度 选定表观黏度收测试某油品的临界泵送温度
志 比
3.14
-
flow-timiteff oils
流动边界泰 送温度由黏性流动决定的油、
3.15
凝胶 GNatic 油品的流变
今即在低温低剪切应力时，随着温度降低，油显的流动阻力 显著增加，黏度
超过正常的指数级
注：发动机油组分的 3. 16
煤种装构形成而产生凝胶。
凝胶指数 GelationInd G 在扫描温度范围内，温度连续降低1K的过程中比值增加的最大值。 公式如下：
(2)
GI=-[(loglogn）-（loglogn2)/(logT,-logT,)]
2 NB/SH/T 0852--2010
式中： GI- 凝胶指数； m1 温度为T，时的动力零 n2 温度为T，时的动 T, 某点的开氏温 T2 -T,-1的无注：获得凝胶指数 惑 要研究和应用从记录图表中得到的信息，要应用经验方望MacCoull-Walther-
Da·S; Ps;
进一步的信息见粘温关系表GB/T8023。
Wright方
胶指
3. 17
凝胶指数参比油 ltionIndexreferenceoils 选择 知凝胶指 数的非牛顿油，用于检测仪器性能。
3.18
凝腰指数湿 Gelatibn Index temperature 出现网 联指 数时的摄氏温度。
3.19
器 reheater
前90℃±2℃温度下加热样品 1.5h
3.2
液体冷浴 Programmable liquid cold bath 空制装置的液体冷浴，能按照程序运行本试验方法的校正和分析部分。
Pai
SL
3.
温度控 制器 tempera
角的程序控制， 以选定的速率或系列步骤升温或降温同时控制温度范围的程 序装置。
3.
a
calibration program 温度下得到选择和分析校正黏度计运行模块所必须的扭知件运行程序。
3.2
式程序 test program yh的速 度降温过程中，分析试验油的运行程序
3. 24
保特程痘 Aoldprogram 使春
液体冷漆达到并保提在人5℃的程片
3. 25
测试室 test cel 定子和来 子的组 、测试室的主要部件见图1
A
.3. 26
转子 roton 钛金属转子
保证本试验方法所确定的黏度及凝暖有合理的灵敏度和范围。
3. 27
定子stator 精确口径的硼硅玻璃管
规定数量的试验油，专门制造的转子在定子内转动。
3. 28
定子夹statorcollar 夹住定子使其固定在测试室的垂直装置上。
3 NB/SH/T0852—2010
操作液位
玻璃定子（内径：22.07mm）
转子（长度：65.5mm）（直径：18.42mm）
定子管刻度线
图1测试室
3. 29
测试室的垂直装置testcellalignmentdevice 用于支撑黏度计运行模块的装置，同时保持定子、转子与黏度计旋转轴同轴向垂直，并允许干
燥空气进人测试室，防止产生雾气和结霜。 3. 30
试样testoils 用本试验方法所描述的步骤测定其表观黏度的油品。
3. 31
黏度计驱动模块 viscometerdrivemodule 旋转黏度计的转子驱动装置及扭矩感应元件。
3. 32
黏度计模块支撑件viscomietermodulesupport 测试室支撑黏度计运行模块的调正装置。
4方法概述
用一个带有数字输出计算机程序的特殊转动黏度计分析在用油和含烟的发动机油。玻璃制定子和金属制的转子系到黏度计上，按照校正和分析样品的控温程序，按校正时定子和转子的配套，把试验的润滑油样品20mL倒人定子中。在90℃预热器中预热1.5h到2.0h。预热完成后，把室温的转子连到装有预热油的定子管中，然后连到带有扭矩传感器的黏度头上，该黏度头带适配器，可使转子在试验过程中自动定位在定子中心。转子转速为0.3r/min，样品槽的降温程序从-5℃开始以3℃/h的速度降到可记录的最大扭矩温度。搜集所需要的信息后，从记录的数据里计算机程序产生需要的黏度和流变值。 5意义与用途 5.1 低温、低剪切速率时发动机油的流变性：低温、低剪切速率时发动机油无论新油、在用油、 4 NB/SH/T0852—2010
含烟的油，其黏度性能决定了油品是否能流到集滤器，然后进人油泵，再有足够数量的油品到达发动机需要润滑的部位，防止低温启动时发动机的瞬时或永久损坏。已确认有流动限制和空气夹带两种形式的流动问题。第一种流动限制形式与油品的黏度有关；第二种空气夹带形式与凝胶有关。 5.2试验方法的重要性：本标准采用的温度扫描技术，在试验温度范围内连续提供油品流变性条件信息，用来确定在缓慢冷却过程中发动机油对流动限制和空气夹带的敏感性。用这种方法，在一次试验中同时获得黏度和凝胶指数。
注：本标准是与泵送性间题相关的三个相关方法之一。用其他两种泵送性试验方法（GB/T9171和SH/T0562）
测量低温黏度是让油品保持静止状态，在选定温度、大于15s"的剪切速率、大于525Pa的剪切应力的条件下测定油样的表观黏度。这种试验参数的差别（剪切速率、剪切应力、油样运动、温度扫描等）能导致用这些试验方法测得的表观黏度不同，特别是在与凝胶有关的流变性因素存在时。另外，三种方法的冷却速率差别也很大。
5.3凝胶指数和凝胶指数温度：本试验方法进一步研究确定了凝胶指数和凝胶指数温度参数，第个参数是在油品缓慢降温过程中流变性变化引起的扭矩增长速率的最大值，第二个参数是产生凝胶指数的温度。 6仪器 6.1测试室：由符合尺寸要求的相互匹配的定子与转子组成，如图1所示。 6.1.1转子尺寸：长度是65.5mm±0.1mm，直径是18.40mm±0.02mm。 6.1.2定子尺寸：直径是22.05mm±0.02mm，长度保证在整个温度范围内试样液面处于冷却液液面下至少15mm。 6.2黏度计驱动模块：旋转黏度计驱动模块能产生模拟信号传输到模拟-数字转换器或其他模拟信号数据处理器，例如图表记录器。 6.2.1用符合6.1.1和6.1.2描述的转子和定子的黏度计驱动模块至少能测量90000mPa·S。 6.3测试室的调正装置：保证测试室轴向垂直，使转子正确地固定在定子中，安装分析仪器时每次试验给出可重复的扭矩读数。 6.3.1黏度计支撑件：支撑黏度计使其轴向垂直。 6.3.2定子夹：连接在黏度计支撑上夹住并支撑定子。 6.4为防止试样表面的水气冷凝和结晶必须以某种方式在试样表面提供干燥氛围。 6.5程序控制液体冷浴：将温度控制在±0.1℃，在选定的温度范围内以1℃/h的速度冷却，既可运行校正程序也可运行试验程序。 6.5.1温度控制器：根据校正程序和试验程序设置，将温度控制在选定温度的0.1℃范围内。 6.6计算机、模拟－数字转换器和分析程序：接收黏度计运行模块的数据，将其转换成需要的信息。 6.7预热器：根据程序可精确控制温度在90℃±2℃和达到预热温度后的加热时间。 7材料 7.1 校正油：在-5℃~-35℃温度范围内有确定的动力黏度和黏度指数的牛顿校正油。 7.2 凝胶指数参考油：已知凝胶指数和相关凝胶指数温度的GIR系列非牛顿参考油。 7.3 乳胶套：装人试样的定子在加热器中预热时，用乳胶套封口以防止水气在定子内冷凝。 7.4 黏度计头：装有扭矩信号输出和适当灵敏度的黏度头。 7.5禾 程控低温浴槽 7.6 扭矩信号记录仪：计算机，模拟－数据信号转换器，数据分析程序。 7.7 预热器：程控或非程控的样品预热装置。 7.8# 操作者校正，90℃~-20℃的温度测量装置。
5 NB/SHV/T0852—2010
7.9牛顿校正油。 7.10干燥空气或氮气源和通人定子上部的气体。 8取样
本试验需要大约20 武验通
贝充分振动确保种品均匀（见12.1
K
9仪器准备 9.1 用预热器利
25
预热器： 理序控制的预热器，使预热试样温度恒定在90℃±2℃，保持1.5h。 9.2液体 浴准备： 验查程序控制液体冷浴的液面，根据制造商的指在5℃时将冷浴填充到正确深度
注： 保证足够 的冷却液体在试样液面之上，制造商建议布-5℃时将冷浴填至适当液面，不用时使冷浴保
降低蒸发速度，另外，对多数冷浴来说，在稍低于室温下操作能保持最售性能。冷表液体只加人才能保证正确的液面高虞，同时避免干低温时的冷循环。 验查程序控制冷浴的冷却程序，操作步骤见表1和表2。 纹的上钩与黏度计驱动模块的旋转轴是否连紧，拧紧的过程中要轻柔 并稍微拾起旋
9. 2. 9.3 转轴
香带
或推旋转轴， 不则分损坏内部装书 宝石的轴承， 博可能弄
表1液体冷浴获得校正信息的程序方 法
-
EO
温度 -5 -5 -5 10 15 20 25 30 33 35 -5
时 间不确定、非严格的日 时间不确定、非严格的 时间
冷到-5C并保益设置数据采集并启动程序在+5°采集数据冷却到-109:并保持冷却到-15℃并你持冷却判-201并保持冷到-25%并保持冷邮到-30%并保持冷-339并保持冷到-359并保返回到-59并保
30min 30min 30min 30min 30min 30min 30min 30mij
U n
不确定、非严格的时间
2液体冷浴获得试脸油 信息的程序方 法
步 1 2 3 4 5
温度℃
间
时
冷邮到 %并保技冷浴稳定在-5℃
定、非严格的时间不确定、非严格的时间不确定、 严格的时间
S
-5 -5
置数据采集并启动程序全却邦40% 黏度达到40000mPa -5 - -40
C/h
饭 5%进保持
不确定、 非严格的时间
1
10 测试室和油样测试校正 10.1程控，液体冷却液，冷却槽。 10.1.1 根据环境平均湿度情况每1个月~6个月检查一下乙醇冷却液中的水含量，水含量不能高 6