Lubricant Viscosity Measurement in Manufacturing and Blending

Smøremidler brukes i omfattende industrier som bilindustrien, kjemiindustrien, bygg- og anleggsbransjen, tekstilindustrien, infrastrukturindustrien, landbruket, gruvedriften og oljeboringen på grunn av deres enestående ytelse innen slitestyrke, smøreevne og korrosjonsbestandighet. Bekymringer om flyteevne, som for høy eller for lav viskositet, kan forkorte utstyrets levetid og øke vedlikeholdskostnadene. Dykk ned i flere detaljer med Lonnmeter og finn de beste løsningene for presis kontinuerlig viskositetsmåling i smøreoljeblanding eller produksjonsprosesser. Følg trenden innen industriell automatisering.

Hva er viskositetsindeksen (VI) til et smøremiddel?

Viskositetsindeks (VI) er et kritisk mål som definerer et smøremiddel sin evne til å opprettholde konsistent viskositet over et temperaturområde, en egenskap som er viktig for å sikre pålitelig ytelse under varierte driftsforhold. En høy VI indikerer minimal viskositetsendring med temperatursvingninger, noe som gjør den ideell for applikasjoner som hydrauliske systemer eller motorer utsatt for ekstreme klimaer. Omvendt opplever et smøremiddel med lav VI betydelige viskositetsendringer, noe som kan gå ut over ytelsen. For eksempel har konvensjonelle mineraloljer vanligvis en VI på 95–100, mens høyraffinerte mineraloljer når opptil 120, og syntetiske oljer kan oppnå VI-er over 250.

Markedsinnsikt og industrielle applikasjoner

Alle typer smøremidler bør levere konsistent ytelse selv under ekstreme forhold. Smøremiddelproduksjonsprosessen er under økende press for å oppfylle strenge kvalitetsstandarder, drevet av økende etterspørsel etter spesialiserte produkter og kortere leveringstider.

Smøremiddelblanding og smøreoljeproduksjonsprosesser er i stor grad avhengige av presis kontroll av smøreoljetetthet og viskositet for å sikre produktets pålitelighet. Høyviskøse smøremidler utmerker seg i krevende applikasjoner, mens lavviskøse smøremidler er skreddersydd for høyhastighetssystemer med lav belastning. Avansertviskositetsmålere for smøreoljegjør det mulig for produsenter å oppfylle disse ulike kravene samtidig som de sikrer optimal ytelse, redusert avfall og samsvar med standarder.

Hvordan bestemmes viskositetsindeksen til et smøremiddel?

Å bestemme viskositetsindeksen innebærer en standardisert prosess. Formelen for VI-beregning er:

Hvor:

U er smøremiddelets viskositet ved 40 °C.
L er viskositeten ved 40 °C for en referanseolje med VI = 0, som samsvarer med smøremiddelets viskositet ved 100 °C.
H er viskositeten ved 40 °C for en referanseolje med VI = 100, som samsvarer med smøremiddelets viskositet ved 100 °C.

For oljer med høy viskositet (kinematisk viskositet ved 100 °C > 70 cSt) brukes en modifisert logaritmisk formel for å sikre nøyaktighet. Denne metoden lar produsenter kvantifisere et smøremiddel temperaturstabilitet, og sørger for at det oppfyller de spesifikke behovene til applikasjoner i smøremiddelblandingsprosessen.

Smøreoljeblanding og produksjonsprosess

Blanding av smøreoljer er en sofistikert prosess med valg av råmaterialer, blanding og kvalitetskontroll. Baseoljer – mineralske, syntetiske eller semisyntetiske – utvinnes fra råoljeraffinering gjennom vakuumdestillasjon, løsemiddelekstraksjon og hydrofinishing for å oppnå ønskede egenskaper som viskositet, viskositetsindeks og flytepunkt. Disse baseoljene kombineres med tilsetningsstoffer, som viskositetsindeksforbedrere, slitasjehemmende midler, vaskemidler og antioksidanter, for å forbedre ytelsesegenskaper som termisk stabilitet og korrosjonsbestandighet. Smøremiddelproduksjonsprosessen involverer:

Valg av baseolje: Valg av mineral- eller syntetiske oljer basert på bruksbehov.
Additiv integrasjon: Innlemmelse av tilsetningsstoffer som viskositetsmodifikatorer for å skreddersy egenskaper.
Blanding: Blanding under kontrollerte forhold ved bruk av store tanker med omrørere for å sikre homogenitet.
Kvalitetskontroll: Testing av viskositet, tetthet, flammepunkt og andre parametere for å oppfylle standarder.
Pakking og distribusjon: Tapping eller tønner for levering til markedet.

Denne omhyggelige prosessen sikrer at smøremidler fungerer pålitelig i bruksområder som bilmotorer til industrimaskiner, med smøreoljetetthet og viskositet som kritiske kvalitetsindikatorer.

Høyviskositet vs. lavviskositets smøreolje

Valget mellom smøreolje med høy viskositet og smøreolje med lav viskositet avhenger av bruksområdets driftskrav. Smøremidler med høy viskositet er ideelle for krevende bruksområder, for eksempel giroljer eller fett som brukes i anleggsmaskiner eller lagre i stålindustrien, der de:

Danner en robust beskyttende film for å redusere friksjon og slitasje under høy belastning.
Øk bæreevnen, og støtte tunge maskiner.
Fanger opp forurensninger som smuss eller metallrester, og forhindrer overflateskader.
Oppretthold stabilitet ved høye temperaturer, og sørg for pålitelig ytelse.

Imidlertid kan altfor viskøse smøremidler øke energiforbruket og belaste utstyr. I motsetning til dette egner lavviskøse smøremidler seg til høyhastighets- og lavbelastningsapplikasjoner som bilmotorer eller hydrauliske systemer, og tilbyr:

Forbedret flyteevne for effektiv sirkulasjon og kaldstartytelse.
Redusert energiforbruk på grunn av lavere intern friksjon.
Forbedret varmeavledning i høyhastighetssystemer.

Likevel kan det hende at oljer med lav viskositet ikke gir tilstrekkelig beskyttelse under høy belastning, noe som fører til slitasje.

Operasjonell ineffektivitet

Kompromittert skumdemping og demulgerbarhet: Fører til driftsmessig ineffektivitet.

Økt friksjon og varme

For stor tykkelse hindrer flyten, akselererer oksidasjon og danner lakk eller slam.

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

Risikoer forårsaket av for høy eller for lav viskositet

Feil viskositet i smøremidler kan føre til betydelige driftsutfordringer, noe som gjenspeiler problemer man ser i prosesser som penicillinfermenteringsprosessen der presis kontroll er avgjørende. Høyviskositetssmøreolje utgjør risikoer som:

Høyere energiforbruk: Mer strøm kreves for å overvinne motstand, noe som øker kostnadene.
Dårlig kaldstartytelse: Redusert pumpbarhet risikerer skade på utstyr ved lave temperaturer.

Motsatt kan lavviskositetssmøreolje føre til:

Utilstrekkelig filmdannelse: Utilstrekkelig overflatebeskyttelse øker slitasje og komponentsvikt.
Økt forurensningsfølsomhet: Tynnere oljer er mindre effektive til å fange opp rusk.
Økt friksjon og varme: Fremmer oksidasjon og reduserer smøremiddelets levetid.

Disse risikoene understreker behovet for presis kontroll av smøreoljeblandingsprosessen ved hjelp av viskositetsovervåking i sanntid for å sikre jevn ytelse.

Verdien av viskositetsmåling i automatiseringsprosesslinje

Integrering av sanntids viskositetsmåling i blanding i automatiserte prosesslinjer forvandler smøremiddelproduksjonsprosessen og tilbyr:

Presisjonsblanding: Sikrer homogenitet, forhindrer partier som ikke oppfyller spesifikasjonene og kostbar reblanding.
Kostnadseffektivitet: Reduserer energiforbruk, produksjon av slamolje og manuelle inngrep.
Kvalitetssikring: Opprettholder samsvar med standarder som ASTM D445, og sikrer markedsaksept.
Prosessoptimalisering: Minimerer blandetider samtidig som man oppnår ensartede egenskaper.
Skalerbarhet: Støtter sømløse overganger fra pilot til fullskala produksjon.
Proaktiv problemdeteksjon: Identifiserer forurensning eller blandefeil umiddelbart, noe som reduserer nedetiden.

Ved å automatisere viskositetskontroll oppnår produsenter just-in-time-produksjon, forbedrer fleksibiliteten og møter kravene i et konkurransepreget marked, på samme måte som presisjonen som kreves ved kontinuerlig fermentering av penicillin.

Utfordringer med tradisjonell prosessovervåking

Tradisjonell prosessovervåking i smøremiddelblanding er i stor grad avhengig av offline prøvetaking og laboratoriebasert testing, som Saybolt Universal Viscometer, som presenterer betydelige utfordringer:

Tidsforsinkelser: Prøvetaking og laboratorieanalyser introduserer forsinkelser, noe som hindrer justeringer i sanntid.
Unøyaktighet: Temperatur- og skjærvariasjoner under prøvetaking kompromitterer dataenes pålitelighet.
Arbeidsintensitet: Manuell prøvetaking øker driftskostnadene og risikoen for menneskelige feil.
Kontaminasjonsrisiko: Inkonsekvente prøvetakingsmetoder kan føre til feil eller krysskontaminering.
Begrenset skalerbarhet: Frakoblede metoder sliter med å holde tritt med produksjonskravene med høy gjennomstrømning.

Disse begrensningene gjør tradisjonelle metoder lite egnet for moderne smøreoljeblandingsanlegg, der hastighet, nøyaktighet og automatisering er avgjørende for å opprettholde konkurranseevnen.

Viktigheten av sanntidsmåling i blanding

Viskositetsmåling i sanntid revolusjonerer blandingsprosessen for smøremidler ved å gi umiddelbare, nøyaktige data som fremmer effektivitet og kvalitet. Viktige fordeler inkluderer:

Eliminering av reblanding: Kontinuerlig overvåking sikrer blandinger i henhold til spesifikasjonene, noe som reduserer avfall og energikostnader.
Reduserte manuelle inngrep: Automatisering minimerer operatørinvolvering, noe som reduserer kostnader og feil.
Optimaliserte blandetider: Justeringer i sanntid forhindrer over- eller underblanding, noe som sparer tid og ressurser.
Logistisk effektivitet: Analyse på stedet reduserer behovet for ekstern laboratorietesting, noe som reduserer fraktkostnadene.
Miljøfordeler: Maksimerer oljeutnyttelsen, reduserer avfall og miljøpåvirkning.
Forbedret diagnostikk: Sporer endringer i oljetilstanden, noe som muliggjør tidlig oppdagelse av forurensning eller forringelse.

Lonnmeter-produktløsning: Smøreoljeviskositetsmåler

Lonnmeters viskositetsmålere for smøreolje er konstruert for å møte de strenge kravene til produksjonsprosesser for smøreolje, og tilbyr banebrytende løsninger for sanntidsovervåking. Viktige funksjoner inkluderer:

Bredt viskositetsområde: Måler 10–10 000 000 cP, og passer til komplekse blandinger.
Høytemperaturmotstand: Fungerer opptil 350 °C, egnet for miljøer med høy skjærkraft.
Integrert temperaturovervåking: Bruker svært nøyaktig viskositetsmåler for smøreolje for presise temperaturkompenserte viskositetsavlesninger.
Sømløs automatisering: Integreres med PLS- og DCS-systemer for automatisert kontroll.
Robust design: Kompakte, vedlikeholdsfrie sensorer uten forbruksvarer, noe som sikrer pålitelighet.
Datalogging og sikkerhet: Logger automatisk data med tidskoder, noe som forhindrer uautoriserte endringer og muliggjør trendanalyse.

Lonnmeters målere, i likhet med Rheonics' SRV og SRD, gir inline-viskositets- og tetthetsmålinger, noe som eliminerer unøyaktighetene til tradisjonelle metoder som Saybolt-viskosimeteret. Deres evne til å håndtere ikke-newtonske væsker sikrer jevn kvalitet i smøremiddelblanding, og støtter applikasjoner fra formulering til endelig produksjon.

Mestring av viskositetskontroll gir jevn kvalitet, reduserer kostnader, forbedrer skalerbarhet og sikrer samsvar med standarder som ASTM D445. Kontakt Lonnmeter i dag for å utforske deres toppmoderne løsninger for viskositetsmåling og transformere produksjonsprosessen din!

Ta grep nå

Publisert: 14. august 2025