ICS 75. 100 E 34
SH
中华人民共和国石油化工行业标准
NB/SH/T 0703—2020
代替SH/T0703—2001
润滑油在高温高剪切速率条件下表观黏度的测定 多重毛细管黏度计法 Standard test method for measuring apparent viscosity at high-temperature and
high-shear rate by multicell capillary viscometer
2021-02-01实施
2020-10-23发布
国家能源局 发布 NB/SH/T 0703—2020
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准代替SH/T0703一2001《润滑油在高温高剪切速率条件下表观黏度测定法（多重毛细管黏度
计法）》，与SH/T0703一2001相比，主要技术变化如下：
建立校正曲线的牛顿型校准油的范围由150℃时表观黏度为“2.0mPa·s~5.0mPa·s”扩大到“1.5mPa·s~5.OmPa·s"; 增加了可参照仪器供应商提供的说明书，使用“高剪切黏度计算器”记录结果；一增加了校准油HT22，增加了发动机油黏度级别16及对应的压力；校正和标准化一章中规定的流出时间由标称流出时间的±20%修改为标称流出时间的±2%；一重复性由算术平均值的1.6%修改为算术平均值的2.48%，再现性由算术平均值的5.4%修改
为算术平均值的4.19%。 本标准由中国石油化工集团有限公司提出。 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/TC280%
SC1）归口。
本标准起草单位：中国石化润滑油有限公司茂名分公司。 本标准参加起草单位：国家石油石化产品质量监督检验中心（广东）、润英蓝地计量检测（上海）
有限公司。
本标准主要起草人：王雪梅、杨明桂、赵艳丽、焦静、梁志顺、江巍、李晓清、潘威。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
SH/T0703—2001。
I NB/SH/T0703—2020
3.5
非牛顿型油或液体non-Newtonianoilorfluid 在给定温度下，黏度随剪切速率或剪切应力变化而变化的油或者液体。
3. 6
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。单位为速度除以距离
时间为秒，距离单位统一，从而得到的剪切速率单位为：1。在多重毛细管中速度梯度值沿毛细管环形方向变化，在毛细管壁为最大值，至毛细管中心降至零。假设穿过毛细管的液流呈抛物线形，毛细管黏度计管壁的表观剪切速率由式（1）计算：
4V
S, = TR't
(1)
式中： S一一管壁表观剪切速率，单位为每秒（s）；
t（s）时间内流经毛细管的液体体积，单位为立方毫米（mm"）； R——毛细管半径，单位为毫米（mm）。 注：对于产生一个抛物线形液流的牛顿型流体，S是精确的；但对于不一定能产生抛物线形液流的非牛顿型流体，
V.
S,可能是一个近似值。 3.7
剪切应力shearstress 在流动方向上，流体单位面积所受的力。在国际单位制中，剪切应力的单位为帕（Pa）。对于在毛
细管黏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。在数值上毛细管黏度计管壁的剪切应力由式（2）计算：
PR
Z=
(2)
2L
式中： Z——剪切应力，单位为帕（Pa)； P—压力降，单位为帕（Pa)； R—毛细管半径，单位为毫米（mm）； L- 毛细管长度，单位为毫米（mm）。
3.8
黏度viscosity 同一处剪切应力和剪切速率之比。黏度有时也称为黏度系数或动力黏度。它是在一定温度下流体
流动阻力的量度。 3. 9
校准油calibrationoils 建立本仪器的高温高剪切表观黏度与压力降、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黏度。校准油为牛顿型流体，可以在市场上购得或通过调和制得。 3. 10
试样testoil 任何一种需要用本标准测定其高温高剪切表观黏度的油。
3. 11
黏度计池viscometriccell 需被试样漫润的部分，包括黏度计进出口管、工作毛细管、加压与泄压连接部分、旋塞阀和贮油槽。
2 NB/SH/T0703—2020
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，使试样从毛细管黏度计中流出，测定其在毛细管黏度计管壁表观剪切速率达到1.4×10°s-"时的压力，由黏度计池校正曲线可得到与所测压力相对应的试样黏度。 4.2黏度计池的校正曲线是通过一系列已知黏度的牛顿型校准油的压力与流速的关系得到的。
5方法应用
5.1黏度是润滑油的一个重要特性。流体的黏度随温度变化。许多润滑油是非牛顿型流体，其黏度除随温度变化外，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率下或接近于该温度和剪切速率下的黏度时，黏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时的最小高温高剪切表观黏度提出了要求。毛细管黏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。 5.4采用本标准规定的剪切速率（管壁表观剪切速率1.4×10°s），可以减少本方法与其他测定高温高剪切表观黏度试验方法（如SH/T0618和SH/T0751）测量结果之间的差异。
6仪器
6.1高温高剪切（HTHS）黏度计：包括几个带可控温度体的黏度计池，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。每一个黏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。 6.2HTHS黏度计的典型尺寸和规格详见表1。
表1HTHS黏度计的典型尺寸与规格
名称毛细管直径/mm 毛细管长度/mm 温度控制/℃
参数 0. 15 15 ~ 18 150±0.1
压力范围／［kPa（psi）］
350~3500 (50~500)
压力控制/% 试样体积/mL
±1 7±1
6.3温度测量设备要求如下：
a）数字式电阻温度计或温度传感器：用于测温，其准确性可通过热阱和标准温度计进行校验，校
验可参照温度计制造商的推荐步骤进行。 b）标准温度计：精度为0.1℃或更精密的温度计，用于校验数字式电阻温度计。
3 NB/SH/T0703—2020
10.3打开顶端旋塞阀，注人9mL~11mL试样，关闭顶端旋塞阀。 10.4对其余黏度计池重复步骤10.2条和10.3条。 10.5 5使试样在150℃±0.1℃保持15min。 10.6当温度恒定后，确定每个黏度计池的顶端旋塞阀处于关闭状态。按下述方法测定流出时间和压力：
a) 根据对黏度计池的校正结果及对试样估计的黏度，预测要达到t。所需的压力（见9.1.1）。表3 提供了不同黏度级别发动机油近似设定压力。调节压力至所需压力值的±1%范围内，保持压力恒定约10s。配套的“高剪切黏度计算器”软件可在使用校准黏度计池时，计算样品预期黏度
的近似压力值。
表3试验近似压力
压力
SAE发动机油黏度级别
psi 200 225 250 300 350
kPa 1380 1500 1750 2100 2450
16 20 30 40 50
b）将计时器的时间清零。 c）打开顶端旋塞阀，使多余的试样在负压下全部抽出，立即关闭旋塞阀并马上执行步骤d）的
操作。 d）打开黏度计池测定开关，在运行约10s时记录压力读数。 e）当计时器停止时（指示测量已经完成），关闭黏度计池测定开关，记录流出时间。在试验过程
中，有时需调整计时器指示仪，确保计时与仪器的“开始”与“结束”信号一致。当测定完成时，自动关闭压力仪器，记录流出时间。
f）对其余黏度计池重复执行步骤10.6a）~10.6e)。 g）在测试完成后，应对黏度计池进行清洗。若用甲苯或其他高芳烃溶剂进行清洗时，黏度计池的
温度不能超过100℃；若用黏度较小的润滑油基础油或变压器油进行清洗，应过滤后才能使用。 在完成系列测试后，应用甲苯或其他高芳烃溶剂对黏度计池进行清洗，以保证试验结果的可靠性。
11结果计算
11.1由测定试样得到的流出时间和黏度计池压力，用相关的软件及校正系数通过计算机自动进行计算。计算每个黏度计池中试样的表观黏度和管壁的表观剪切速率。假如管壁的表观剪切速率不在1.4x 10°s-"的±5%内时，计算机将提示进行下次试验的近似压力。重新调整所需压力，并在同一或不同池内做第二次测定。 11.2在某些情况下，若只需要确定试样黏度超过某特定黏度，则不必测出试样的实际黏度，每个黏度计池的压力可通过特定黏度和流出时间t。计算校正得到；若所测的流出时间超过to，那么试样黏度也会超过特定黏度。
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