Lubricant Viscosity Measurement in Manufacturing and Blending

Maziva se používají v rozsáhlých odvětvích, jako je automobilový průmysl, chemický průmysl, stavebnictví, textilní průmysl, infrastruktura, zemědělství, těžba a ropné vrty, pro svůj vynikající výkon v odolnosti proti opotřebení, mazivosti a korozi. Problémy s tekutostí, jako je příliš vysoká nebo příliš nízká viskozita, mohou zkrátit životnost zařízení a zvýšit náklady na údržbu. Ponořte se do detailů s Lonnmeterem a najděte nejlepší řešení pro přesné kontinuální měření viskozity při míchání mazacích olejů nebo ve výrobních procesech. Sledujte trendy v oblasti průmyslové automatizace.

Co je to index viskozity (VI) maziva?

Index viskozity (VI) je klíčové měřítko, které definuje schopnost maziva udržovat si konzistentní viskozitu v celém rozsahu teplot, což je vlastnost nezbytná pro zajištění spolehlivého výkonu v různých provozních podmínkách. Vysoký VI značí minimální změnu viskozity s kolísáním teploty, což je ideální pro aplikace, jako jsou hydraulické systémy nebo motory vystavené extrémnímu klimatu. Naopak, mazivo s nízkým VI vykazuje významné změny viskozity, což může negativně ovlivnit výkon. Například konvenční minerální oleje mají obvykle VI 95–100, zatímco vysoce rafinované minerální oleje dosahují až 120 a syntetické oleje mohou dosáhnout VI přesahujících 250.

Přehled trhu a průmyslové aplikace

Všechny druhy maziv by měly poskytovat konzistentní výkon i za extrémních podmínek. Proces výroby maziv je pod stále větším tlakem na splnění přísných standardů kvality, což je dáno rostoucí poptávkou po specializovaných produktech a kratšími dodacími lhůtami.

Procesy míchání maziv a výroby mazacích olejů se do značné míry spoléhají na přesnou kontrolu hustoty a viskozity mazacího oleje, aby byla zajištěna spolehlivost produktu. Maziva s vysokou viskozitou vynikají v náročných aplikacích, zatímco maziva s nízkou viskozitou jsou určena pro vysokorychlostní systémy s nízkým zatížením. Pokročiléměřiče viskozity mazacího olejeumožňují výrobcům splnit tyto rozmanité požadavky a zároveň zajistit optimální výkon, snížení odpadu a dodržování norem.

Jak se určuje index viskozity maziva?

Stanovení indexu viskozity zahrnuje standardizovaný proces. Vzorec pro výpočet VI je:

Kde:

U je viskozita maziva při 40 °C.
L je viskozita referenčního oleje s VI = 0 při 40 °C, což odpovídá viskozitě maziva při 100 °C.
H je viskozita referenčního oleje s VI = 100 při 40 °C, což odpovídá viskozitě maziva při 100 °C.

U olejů s vysokou viskozitou (kinematická viskozita při 100 °C > 70 cSt) se pro zajištění přesnosti používá upravený logaritmický vzorec. Tato metoda umožňuje výrobcům kvantifikovat teplotní stabilitu maziva a zajistit, aby splňovalo specifické potřeby aplikací v procesu míchání maziv.

Proces míchání a výroby mazacích olejů

Míchání mazacích olejů je sofistikovaný proces výběru surovin, míchání a kontroly kvality. Základové oleje – minerální, syntetické nebo polosyntetické – se získávají rafinací ropy vakuovou destilací, extrakcí rozpouštědly a hydrorafinací, aby se dosáhlo požadovaných vlastností, jako je viskozita, index viskozity a bod tuhnutí. Tyto základové oleje se kombinují s aditivy, jako jsou látky zlepšující index viskozity, protioděrové látky, detergenty a antioxidanty, aby se zlepšily výkonnostní charakteristiky, jako je tepelná stabilita a odolnost proti korozi. Proces výroby maziva zahrnuje:

Výběr základového oleje: Výběr minerálních nebo syntetických olejů na základě potřeb aplikace.
Integrace aditiv: Začlenění aditiv, jako jsou modifikátory viskozity, pro úpravu vlastností.
Míchání: Míchání za kontrolovaných podmínek za použití velkých nádrží s míchadly pro zajištění homogenity.
Kontrola kvality: Testování viskozity, hustoty, bodu vzplanutí a dalších parametrů pro splnění norem.
Balení a distribuce: Stáčení do lahví nebo sudů pro dodání na trh.

Tento pečlivý proces zajišťuje, že maziva spolehlivě fungují v aplikacích od automobilových motorů až po průmyslové stroje, přičemž hustota a viskozita mazacího oleje slouží jako klíčové ukazatele kvality.

Mazací olej s vysokou viskozitou vs. mazací olej s nízkou viskozitou

Volba mezi mazacím olejem s vysokou viskozitou a mazacím olejem s nízkou viskozitou závisí na provozních požadavcích aplikace. Maziva s vysokou viskozitou jsou ideální pro náročné aplikace, jako jsou převodové oleje nebo plastická maziva používaná ve stavebních strojích nebo ložiskách v ocelářském průmyslu, kde:

Vytvoří robustní ochranný film pro snížení tření a opotřebení při vysokém zatížení.
Zvyšuje nosnost a unese těžké stroje.
Zachycují nečistoty, jako jsou nečistoty nebo kovové úlomky, a zabraňují tak poškození povrchu.
Udržuje stabilitu při vysokých teplotách a zajišťuje spolehlivý výkon.

Příliš viskózní maziva však mohou zvýšit spotřebu energie a zatěžovat zařízení. Naproti tomu maziva s nízkou viskozitou jsou vhodná pro vysokorychlostní aplikace s nízkým zatížením, jako jsou automobilové motory nebo hydraulické systémy, a nabízejí:

Zlepšená tekutost pro efektivní cirkulaci a výkon při studeném startu.
Snížená spotřeba energie díky nižšímu vnitřnímu tření.
Zlepšený odvod tepla ve vysokorychlostních systémech.

Oleje s nízkou viskozitou však nemusí poskytovat dostatečnou ochranu při vysokém zatížení, což vede k opotřebení.

Provozní neefektivnost

Zhoršená odpěňovací schopnost a deemulgační schopnost: Vede k provozní neefektivnosti.

Zvýšené tření a teplo

Nadměrná tloušťka brání toku, urychluje oxidaci a vytváří lak nebo kal.

$VI=L−UL−H×100 VI = \frac{L - U}{L - H} \krát 100$

Rizika způsobená příliš vysokou nebo příliš nízkou viskozitou

Nesprávná viskozita maziv může vést k významným provozním problémům, což odráží problémy pozorované v procesech, jako je proces fermentace penicilinu, kde je přesná regulace kritická. Mazací olej s vysokou viskozitou představuje rizika, jako například:

Vyšší spotřeba energie: K překonání odporu je zapotřebí více energie, což zvyšuje náklady.
Špatný výkon při studeném startu: Snížená čerpatelnost hrozí poškození zařízení při nízkých teplotách.

Naopak, mazací olej s nízkou viskozitou může mít za následek:

Nedostatečná tvorba filmu: Nedostatečná ochrana povrchu zvyšuje opotřebení a selhání součástí.
Zvýšená citlivost na kontaminaci: Ředší oleje jsou méně účinné při zachycování nečistot.
Zvýšené tření a teplo: Podporuje oxidaci a zkracuje životnost maziva.

Tato rizika zdůrazňují potřebu přesného řízení procesu míchání mazacích olejů pomocí monitorování viskozity v reálném čase, aby byl zajištěn konzistentní výkon.

Význam měření viskozity v automatizované procesní lince

Začlenění měření viskozity v reálném čase při míchání do automatizovaných procesních linek transformuje proces výroby maziv a nabízí:

Přesné míchání: Zajišťuje homogenitu, čímž zabraňuje vzniku šarží neodpovídajících specifikacím a nákladnému opětovnému míchání.
Nákladová efektivita: Snižuje spotřebu energie, produkci oleje a manuální zásahy.
Zajištění kvality: Udržuje soulad s normami, jako je ASTM D445, a zajišťuje tak přijetí na trhu.
Optimalizace procesu: Minimalizuje dobu míchání a zároveň dosahuje jednotných vlastností.
Škálovatelnost: Podporuje plynulý přechod z pilotního projektu do plnohodnotné produkce.
Proaktivní detekce problémů: Okamžitě identifikuje kontaminaci nebo chyby míchání, čímž zkracuje prostoje.

Automatizací řízení viskozity dosahují výrobci výroby just-in-time, zvyšují flexibilitu a splňují požadavky konkurenčního trhu, podobné přesnosti požadované při kontinuální fermentaci penicilinu.

Problémy s tradičním monitorováním procesů

Tradiční monitorování procesů při míchání maziv se do značné míry spoléhá na offline vzorkování a laboratorní testování, jako je například univerzální viskozimetr Saybolt, což představuje značné výzvy:

Časová zpoždění: Odběr vzorků a laboratorní analýza způsobují zpoždění, která brání úpravám v reálném čase.
Nepřesnost: Kolísání teploty a smykových sil během odběru vzorků snižují spolehlivost dat.
Pracovní náročnost: Ruční odběr vzorků zvyšuje provozní náklady a riziko lidské chyby.
Rizika kontaminace: Nekonzistentní metody odběru vzorků mohou vést k chybám nebo křížové kontaminaci.
Omezená škálovatelnost: Offline metody se potýkají s obtížemi při udržování kroku s požadavky na vysokou produkční kapacitu.

Tato omezení činí tradiční metody nevhodnými pro moderní závody na míchání mazacích olejů, kde jsou rychlost, přesnost a automatizace klíčové pro udržení konkurenceschopnosti.

Důležitost měření v reálném čase při míchání

Měření viskozity v reálném čase způsobuje revoluci v procesu míchání maziv tím, že poskytuje okamžitá a přesná data, která zvyšují efektivitu a kvalitu. Mezi klíčové výhody patří:

Eliminace opětovného míchání: Neustálé sledování zajišťuje míchání dle specifikace, čímž se snižuje odpad a náklady na energii.
Snížení manuálních zásahů: Automatizace minimalizuje zapojení operátora, čímž snižuje náklady a chyby.
Optimalizované doby míchání: Úpravy v reálném čase zabraňují nadměrnému nebo nedostatečnému míchání, což šetří čas a zdroje.
Logistická efektivita: Analýza na místě snižuje potřebu testování mimo pracoviště a tím i náklady na dopravu.
Výhody pro životní prostředí: Maximalizuje využití oleje, snižuje odpad a dopad na životní prostředí.
Vylepšená diagnostika: Sleduje změny stavu oleje a umožňuje včasnou detekci kontaminace nebo degradace.

Produktové řešení Lonnmeter: Viskozimetr mazacího oleje

Viskozimetry pro mazací oleje od společnosti Lonnmeter jsou navrženy tak, aby splňovaly přísné požadavky procesů výroby mazacích olejů a nabízejí špičková řešení pro monitorování v reálném čase. Mezi klíčové vlastnosti patří:

Široký rozsah viskozity: Měří 10–10 000 000 cP, což umožňuje použití pro složité směsi.
Odolnost vůči vysokým teplotám: Funguje až do 350 °C, vhodné pro prostředí s vysokým smykovým namáháním.
Integrované monitorování teploty: Používá vysoce přesný viskozimetr mazacího oleje pro přesné měření viskozity s kompenzací teploty.
Bezproblémová automatizace: Integruje se systémy PLC a DCS pro automatizované řízení.
Robustní konstrukce: Kompaktní, bezúdržbové senzory bez spotřebního materiálu zajišťující spolehlivost.
Záznam dat a zabezpečení: Automaticky zaznamenává data s časovými kódy, čímž zabraňuje neoprávněným změnám a umožňuje analýzu trendů.

Přístroje Lonnmeter, podobně jako SRV a SRD od společnosti Rheonics, umožňují měření viskozity a hustoty přímo v přístroji, čímž eliminují nepřesnosti tradičních metod, jako je Sayboltův viskozimetr. Jejich schopnost zpracovávat nenewtonovské kapaliny zajišťuje konzistentní kvalitu míchání maziv a podporuje aplikace od formulace až po finální výrobu.

Zvládnutí kontroly viskozity zajišťuje konzistentní kvalitu, snižuje náklady, zvyšuje škálovatelnost a zajišťuje shodu s normami, jako je ASTM D445. Kontaktujte Lonnmeter ještě dnes a prozkoumejte jejich nejmodernější řešení pro měření viskozity a transformujte svůj výrobní proces!

Jednat hned teď

Čas zveřejnění: 14. srpna 2025