این استاندارد در سال 1353، برای اولین بار تدوین و پس از تدوین ثانویه، در سال 1396 به عنوان استاندارد ملی ایران منتشر شد. هدف اصلی از تدوین این استاندارد، تعیین روش‌های اندازه‌گیری تجربی گریس‌های روان‌کننده و پترولاتوم با استفاده از نفوذ مخروط استاندارد است.
اصول آزمون
اصلی‌ترین اصول این آزمون به شرح زیر هستند:
- مخروط دستگاه نفوذسنج در گریس روان‌کننده با دمای C25° رها و مقدار نفوذ پس از 5 ثانیه اندازه‌گیری می‌شود.
- آزمون باید سه مرتبه تکرار شده و میانگین هر سه اندازه‌گیری به عنوان نتیجه‌ی نهایی گزارش شود.
- برای تعیین نفوذ مخروط در پترولاتوم، ابتدا مراحل ذوب و خنک کردن نمونه تحت شرایط مشخص، انجام شده و سپس میزان نفوذ طبق روش گریس روان‌کننده تعیین می‌شود.
- میزان نفوذ نمونه‌ی کارکرده، فوراً پس از کار روی نمونه به تعداد 60 ضربه رفت و برگشتی در یک دستگاه ضربه‌زن اندازه‌گیری می‌شوند.
- میزان نفوذ نمونه کارکرده به مدت طولانی، از آزمونه‌های کار کرده با بیش از 60 ضربه رفت و برگشتی اندازه‌گیری می‌شوند.
- نفوذهای بلوک روی سطح تازه تهیه شده از برش مکعبی بلوک گریس، با استفاده از یک برش‌دهنده استاندارد، اندازه‌گیری می‌شوند.
وسایل موردنیاز برای انجام آزمون
- نفوذسنج: میز نفوذسنج باید به گونه‌ای تنظیم شود که نوک مخروط با سطح تراز ماده در تماس بوده و نمایشگر عدد صفر را نشان دهد. نوک مخروط نباید به ته ظرف برخورد کند.
- مخروط‌ها: مخروط‌ها شامل انواع مختلفی مانند مخروط با اندازه‌ی کامل، مخروط با اندازه 2/1 و محور، و مخروط با اندازه 4/1 و محور می‌شوند.
- ضربه‌زن‌های گریس: ضربه‌زن‌های گریس نیز دارای انواع مختلفی هستند که شامل ضربه‌زن کامل، ضربه‌زن گریس با اندازه 2/1، ضربه‌زن گریس با اندازه 4/1، و حلقه‌ی سرریز می‌باشد
- برش‌دهنده‌ی گریس
- حمام هوا یا اتاق آزمایش با دمای ثابت
- دماسنج کالیبره شده در دمای C25°
- آون، کاردک و زمان‌سنج
- ظروف آزمایش برای پترولاتوم: استوانه ته صاف به قطر 100 و عمق 65 میلی‌متر، عموما با جنس فلز و حداقل ضخامت 6/1 میلی‌متر.
روش‌های اندازه‌گیری نفوذ مخروط در گریس روان‌کننده‌ها با مخروط کامل
- روش اندازه‌گیری نفوذ نمونه کارنکرده: ظرف آزمون را با مقدار کافی نمونه پر کنید. ظرف آزمایه را به مدت کافی در حمام هوا با دمای C25° قرار دهید تا دمای نمونه به دمای C25° برسد. نمونه را با کمترین دست‌کاری و با کمک کاردک به ظرف ضربه‌زن گریس انتقال داده و هوای آن را خارج کنید. قبل از هر آزمون، مخروط نفوذسنج را با استفاده از حلال فرار تمیز کنید. ظرف آزمون را بر روی میز نفوذسنج قرار داده و محور مخروط را به سرعت رها کنید. محور نمایشگر را فشار داده و مقدار نفوذ را از نمایشگر بخوانید.
- روش اندازه‌گیری نفوذ نمونه کارکرده: مقدار کافی از نمونه را به ظرف ضربه‌زن گریس منتقل کنید تا بیش از گنجایش آن پر شود. ضربه‌زن گریس را با پیستون بالا کشیده ملحق کنید و با شیر خروجی باز، پیستون را به سمت پایین فشار دهید. دماسنج را از طریق شیر خروجی وارد مرکز گریس کنید و مجموعه ضربه‌زن را در حمام با دمای C25° قرار دهید تا به دمای C25° برسد. پس از برداشتن دماسنج و بستن شیر خروجی، با استفاده از ضربه‌زن، 600 ضربه رفت و برگشتی کامل به گریس وارد کنید. پس از اتمام آزمون، پیستون را به وضعیت فوقانی برگردانده و شیر خروجی را باز کنید. توجه کنید که این آزمون باید کاملاً بدون تأخیر انجام شود. پس از انجام کار بر روی گریس، نوبت به اندازه‌گیری میزان نفوذ می‌رسد. نمونه کار کرده را در ظرف آزمون ریخته، هوای آن را خارج کنید و میزان نفوذ را مشابه با آنچه برای نمونه‌ی کارنکرده توضیح دادیم، انجام دهید.
- روش اندازه‌گیری نفوذ نمونه کارکرده به مدت طولانی: ظرف آزمونه را طبق بند 2 آماده و بر روی ضربه‌زن سوار کنید. گریس را در معرض تعداد ضربات رفت و برگشتی مشخص یا توافق شده (مثلاً 1000) قرار دهید. پس از تکمیل کار ضربه‌زنی، با قرار دادن ضربه‌زن گریس در حمام آب یا هوا، دمای آن را به دمای C25° برسانید و 60 ضربه دیگر به گریس وارد کنید. پس از آن، طبق روش گفته شده، آزمونه‌ها را آماده و نفوذ را اندازه‌گیری کنید.
- روش اندازه‌گیری نفوذ بلوک: مقداری از نمونه گریس را برداشته و با استفاده از برش‌دهنده در دمای آزمایشگاه، نمونه‌ای مکعب شکل با ابعاد mm 50 برش دهید. لایه‌ای به ضخامت 1.5 میلی‌متر را از هر سه سطح مجاور به یک گوشه برش دهید. آزمونه را در حمام هوا با دمای C25° نگه دارید تا به صورت یکنواخت به دمای C25° برسد. آزمونه را به طوری که یک سطح آماده شده آن رو به بالاست، بر روی میز نفوذسنج قرار داده و آن را از گوشه‌ها، به پایین فشار دهید تا ثابت شود. نفوذپذیری را طبق روش گفته شده در موارد بالا انجام داده و این آزمون را سه مرتبه تکرار کنید.
روش اندازه‌گیری نفوذ مخروط در پترولاتوم
برای پترولاتوم‌های دارای نفوذ بیش از 200 واحد، یک کیلوگرم و برای پترولاتوم‌های دارای نفوذ معادل یا کمتر از 200 واحد، 700 گرم نمونه آزمایشگاهی را بردارید. آزمایه را در آون با دمای °C85 ذوب کنید و ظروف آزمونه‌ها را نیز هم‌زمان در آون قرار دهید. پس از ذوب نمونه، ظرف‌ها را تا 6 میلی‌متر لبه آن‌ها پر کنید. ظروف را به مدت 16 تا 18 ساعت در محیطی عاری از جریان هوا قرار دهید. سپس آزمونه‌ها را در حمام آب با دمای C25° قرار دهید تا دمای آن‌ها به C25° برسد. در نهایت طبق روش گفته شده در بند‌های پیشین، میزان نفوذ را محاسبه کنید.
روش‌های اندازه‌گیری نفوذ مخروط در گریس روان‌کننده‌ها با مخروط‌های دیگر
این روش‌ها تنها برای گریس‌های دارای نفوذ 175 تا 385 واحد کاربرد داشته و تنها در صورتی به کار گرفته می‌شوند که اندازه‌ی نمونه، مانع به کارگیری آزمون کامل باشد. لازم به ذکر است که مقادیر نفوذ واقعی با مقیاس کاهش یافته، قابل گزارش نیستند و باید به مقادیر نفوذ با مقیاس کامل تبدیل شوند. همچنین استفاده از روش مخروط 4/1، به علت دقت پایین باید تا حد امکان محدود شده و برای تعیین تغییر نفوذ گریس‌ها بعد از آزمون‌های برش مکانیکی در یاتاقان‌ها یا تجهیزات ویژه توصیه نمی‌شود.
گزارش آزمون
گزارش آزمون باید شامل شماره استاندارد ملی به همراه روش مورد استفاده و نوع مخروط انتخاب شده، نوع و مشخصات کامل فرآورده‌های مورد آزمون، نتایج آزمون و تاریخ انجام آزمون باشد. همچنین هرگونه انحراف از روش مشخص شده چه به صورت توافقی باشد یا نه، باید در گزارش آزمون ذکر شود.
نتیجه‌گیری
آزمایشگاه‌ها و مراکز واسنجی که در زمینه سنجش فرآورده‌های نفتی فعالیت می‌کنند، از روش‌های آزمون مطابق با روش‌های مورد تائید سازمان ملی استاندارد ایران استفاده می‌کنند و گزارش‌های لازم را در هر زمینه‌ای به مشتریان محترم ارائه می‌دهند. نفوذ مخروط در گریس‌های روان‌کننده و پترولاتوم راهنمایی خوبی برای تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگانی است که می‌خواهند عملکرد و میزان نفوذ گریس‌های روان‌کننده و پترولاتوم‌ها را شناسایی کن