Lubricant Viscosity Measurement in Manufacturing and Blending

Mazivá sa používajú v rozsiahlych odvetviach, ako je automobilový priemysel, chemický priemysel, stavebníctvo, textilný priemysel, infraštruktúra, poľnohospodárstvo, baníctvo a ropné vrty, pre ich vynikajúci výkon v odolnosti proti opotrebovaniu, mazivosti a odolnosti proti korózii. Problémy s tekutosťou, ako je príliš vysoká alebo príliš nízka viskozita, môžu skrátiť životnosť zariadení a zvýšiť náklady na údržbu. Ponorte sa do detailov s Lonnmeterom a nájdite najlepšie riešenia pre presné kontinuálne meranie viskozity pri miešaní mazacích olejov alebo vo výrobných procesoch. Sledujte trend priemyselnej automatizácie procesov.

Čo je index viskozity (VI) maziva?

Index viskozity (VI) je kritické meradlo, ktoré definuje schopnosť maziva udržiavať si konzistentnú viskozitu v celom rozsahu teplôt, čo je vlastnosť nevyhnutná na zabezpečenie spoľahlivého výkonu v rôznych prevádzkových podmienkach. Vysoký VI naznačuje minimálnu zmenu viskozity s kolísaním teploty, vďaka čomu je ideálny pre aplikácie, ako sú hydraulické systémy alebo motory vystavené extrémnym klimatickým podmienkam. Naopak, mazivo s nízkym VI vykazuje výrazné zmeny viskozity, čo môže znížiť výkon. Napríklad konvenčné minerálne oleje majú typicky VI 95 – 100, zatiaľ čo vysoko rafinované minerálne oleje dosahujú až 120 a syntetické oleje môžu dosiahnuť VI presahujúce 250.

Prehľad trhu a priemyselné aplikácie

Všetky druhy mazív by mali poskytovať konzistentný výkon aj v extrémnych podmienkach. Proces výroby mazív je pod rastúcim tlakom na splnenie prísnych noriem kvality, čo je spôsobené rastúcim dopytom po špecializovaných produktoch a kratšími dodacími lehotami.

Procesy miešania mazív a výroby mazacích olejov sa vo veľkej miere spoliehajú na presnú kontrolu hustoty a viskozity mazacieho oleja, aby sa zabezpečila spoľahlivosť produktu. Mazivá s vysokou viskozitou vynikajú v náročných aplikáciách, zatiaľ čo mazivá s nízkou viskozitou sú určené pre vysokorýchlostné systémy s nízkym zaťažením. Pokročilémerače viskozity mazacieho olejaumožňujú výrobcom splniť tieto rozmanité požiadavky a zároveň zabezpečiť optimálny výkon, zníženie odpadu a súlad s normami.

Ako sa určuje index viskozity maziva?

Stanovenie indexu viskozity zahŕňa štandardizovaný proces. Vzorec na výpočet VI je:

Kde:

U je viskozita maziva pri 40 °C.
L je viskozita referenčného oleja s VI = 0 pri 40 °C, čo zodpovedá viskozite maziva pri 100 °C.
H je viskozita referenčného oleja s VI = 100 pri 40 °C, čo zodpovedá viskozite maziva pri 100 °C.

Pre oleje s vysokou viskozitou (kinematická viskozita pri 100 °C > 70 cSt) sa na zabezpečenie presnosti používa upravený logaritmický vzorec. Táto metóda umožňuje výrobcom kvantifikovať teplotnú stabilitu maziva a zabezpečiť, aby spĺňalo špecifické potreby aplikácií v procese miešania mazív.

Proces miešania a výroby mazacích olejov

Miešanie mazacích olejov je sofistikovaný proces výberu surovín, miešania a kontroly kvality. Základové oleje – minerálne, syntetické alebo polosyntetické – sa získavajú rafináciou ropy vákuovou destiláciou, extrakciou rozpúšťadlom a hydrofinišovaním, aby sa dosiahli požadované vlastnosti, ako je viskozita, index viskozity a bod tuhnutia. Tieto základné oleje sa kombinujú s prísadami, ako sú látky zlepšujúce index viskozity, protiopotrebovacie činidlá, detergenty a antioxidanty, aby sa zlepšili výkonnostné charakteristiky, ako je tepelná stabilita a odolnosť proti korózii. Proces výroby maziva zahŕňa:

Výber základného oleja: Výber minerálnych alebo syntetických olejov na základe potrieb aplikácie.
Integrácia aditív: Pridanie aditív, ako sú modifikátory viskozity, na prispôsobenie vlastností.
Miešanie: Miešanie za kontrolovaných podmienok s použitím veľkých nádrží s miešadlami na zabezpečenie homogenity.
Kontrola kvality: Testovanie viskozity, hustoty, bodu vzplanutia a ďalších parametrov na splnenie noriem.
Balenie a distribúcia: Plnenie do fliaš alebo sudov pre dodanie na trh.

Tento dôkladný proces zabezpečuje, že mazivá spoľahlivo fungujú v aplikáciách od automobilových motorov až po priemyselné stroje, pričom hustota a viskozita mazacieho oleja slúžia ako kľúčové ukazovatele kvality.

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

Voľba medzi mazacím olejom s vysokou viskozitou a mazacím olejom s nízkou viskozitou závisí od prevádzkových požiadaviek aplikácie. Mazivá s vysokou viskozitou sú ideálne pre náročné aplikácie, ako sú prevodové oleje alebo plastické mazivá používané v stavebných zariadeniach alebo ložiskách v oceliarskom priemysle, kde:

Vytvára robustný ochranný film na zníženie trenia a opotrebenia pri vysokom zaťažení.
Zvýšte nosnosť a uneste ťažké stroje.
Zachytávajú nečistoty, ako sú nečistoty alebo kovové úlomky, a zabraňujú tak poškodeniu povrchu.
Udržiava stabilitu pri vysokých teplotách a zabezpečuje spoľahlivý výkon.

Príliš viskózne mazivá však môžu zvýšiť spotrebu energie a zaťažiť zariadenia. Naproti tomu mazivá s nízkou viskozitou sú vhodné pre vysokorýchlostné aplikácie s nízkym zaťažením, ako sú automobilové motory alebo hydraulické systémy, a ponúkajú:

Zlepšená tekutosť pre efektívnu cirkuláciu a výkon pri studenom štarte.
Znížená spotreba energie vďaka nižšiemu vnútornému treniu.
Zlepšený odvod tepla vo vysokorýchlostných systémoch.

Napriek tomu oleje s nízkou viskozitou nemusia poskytovať dostatočnú ochranu pri vysokom zaťažení, čo vedie k opotrebovaniu.

Prevádzková neefektívnosť

Zhoršené odpeňovanie a deemulgácia: Vedie k prevádzkovej neefektívnosti.

Zvýšené trenie a teplo

Nadmerná hrúbka bráni toku, urýchľuje oxidáciu a tvorí lak alebo kal.

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

Riziká spôsobené príliš vysokou alebo príliš nízkou viskozitou

Nesprávna viskozita mazív môže viesť k značným prevádzkovým problémom, čo odzrkadľuje problémy pozorované v procesoch, ako je proces fermentácie penicilínu, kde je presná kontrola kritická. Mazací olej s vysokou viskozitou predstavuje riziká, ako napríklad:

Vyššia spotreba energie: Na prekonanie odporu je potrebný väčší výkon, čo zvyšuje náklady.
Slabý výkon pri studenom štarte: Znížená čerpateľnosť predstavuje riziko poškodenia zariadenia pri nízkych teplotách.

Naopak, mazací olej s nízkou viskozitou môže mať za následok:

Nedostatočná tvorba filmu: Nedostatočná ochrana povrchu zvyšuje opotrebovanie a poruchu súčiastok.
Zvýšená citlivosť na kontamináciu: Redšie oleje sú menej účinné pri zachytávaní nečistôt.
Zvýšené trenie a teplo: Podporuje oxidáciu a skracuje životnosť maziva.

Tieto riziká zdôrazňujú potrebu presného riadenia procesu miešania mazacích olejov pomocou monitorovania viskozity v reálnom čase, aby sa zabezpečil konzistentný výkon.

Hodnota merania viskozity v automatizovanej procesnej linke

Začlenenie merania viskozity v reálnom čase pri miešaní do automatizovaných procesných liniek transformuje proces výroby mazív a ponúka:

Presné miešanie: Zaisťuje homogenitu, čím sa predchádza nešpecifikovaným dávkam a nákladnému opätovnému miešaniu.
Nákladová efektívnosť: Znižuje spotrebu energie, produkciu oleja a manuálne zásahy.
Zabezpečenie kvality: Udržiava súlad s normami ako ASTM D445, čím zabezpečuje akceptáciu na trhu.
Optimalizácia procesu: Minimalizuje časy miešania a zároveň dosahuje jednotné vlastnosti.
Škálovateľnosť: Podporuje plynulý prechod z pilotného projektu do plnohodnotnej produkcie.
Proaktívna detekcia problémov: Okamžite identifikuje kontamináciu alebo chyby miešania, čím skracuje prestoje.

Automatizáciou riadenia viskozity dosahujú výrobcovia produkciu just-in-time, zvyšujú flexibilitu a spĺňajú požiadavky konkurenčného trhu, podobné presnosti požadovanej pri kontinuálnej fermentácii penicilínu.

Výzvy s tradičným monitorovaním procesov

Tradičné monitorovanie procesov pri miešaní mazív sa vo veľkej miere spolieha na offline odber vzoriek a laboratórne testovanie, ako je napríklad univerzálny viskozimeter Saybolt, čo predstavuje značné výzvy:

Časové oneskorenia: Odber vzoriek a laboratórna analýza spôsobujú oneskorenia, ktoré bránia úpravám v reálnom čase.
Nepresnosť: Zmeny teploty a strihu počas odberu vzoriek znižujú spoľahlivosť údajov.
Náročnosť práce: Manuálny odber vzoriek zvyšuje prevádzkové náklady a riziko ľudskej chyby.
Riziká kontaminácie: Nekonzistentné metódy odberu vzoriek môžu viesť ku chybám alebo krížovej kontaminácii.
Obmedzená škálovateľnosť: Offline metódy majú problém držať krok s požiadavkami na vysokú priepustnosť výroby.

Tieto obmedzenia robia tradičné metódy nevhodnými pre moderné závody na miešanie mazacích olejov, kde sú rýchlosť, presnosť a automatizácia kľúčové pre udržanie konkurencieschopnosti.

Dôležitosť merania v reálnom čase pri miešaní

Meranie viskozity v reálnom čase prináša revolúciu do procesu miešania mazív tým, že poskytuje okamžité a presné údaje, ktoré zvyšujú efektivitu a kvalitu. Medzi kľúčové výhody patria:

Eliminácia opätovného miešania: Nepretržité monitorovanie zabezpečuje miešanie podľa špecifikácií, čím sa znižuje odpad a náklady na energiu.
Znížené manuálne zásahy: Automatizácia minimalizuje zapojenie operátora, čím sa znižujú náklady a chyby.
Optimalizované časy miešania: Úpravy v reálnom čase zabraňujú nadmernému alebo nedostatočnému miešaniu, čím šetria čas a zdroje.
Logistická efektívnosť: Analýza na mieste znižuje potrebu laboratórnych testov mimo pracoviska, čím sa znižujú náklady na dopravu.
Výhody pre životné prostredie: Maximalizuje využitie oleja, znižuje odpad a vplyv na životné prostredie.
Rozšírená diagnostika: Sleduje zmeny stavu oleja, čo umožňuje včasné odhalenie kontaminácie alebo degradácie.

Produktové riešenie Lonnmeter: Viskozimeter mazacieho oleja

Viskozimetre mazacieho oleja od spoločnosti Lonnmeter sú navrhnuté tak, aby spĺňali prísne požiadavky procesov výroby mazacích olejov a ponúkajú špičkové riešenia pre monitorovanie v reálnom čase. Medzi kľúčové vlastnosti patria:

Široký rozsah viskozity: Meria 10 – 10 000 000 cP, čo umožňuje použitie v komplexných zmesiach.
Odolnosť voči vysokým teplotám: Funguje až do 350 °C, vhodné pre prostredia s vysokým šmykovým namáhaním.
Integrované monitorovanie teploty: Používa vysoko presný viskozimetr mazacieho oleja na presné meranie viskozity s kompenzáciou teploty.
Bezproblémová automatizácia: Integruje sa so systémami PLC a DCS pre automatizované riadenie.
Robustný dizajn: Kompaktné, bezúdržbové senzory bez spotrebného materiálu zaisťujúce spoľahlivosť.
Zaznamenávanie údajov a zabezpečenie: Automaticky zaznamenáva údaje s časovými kódmi, čím zabraňuje neoprávneným zmenám a umožňuje analýzu trendov.

Merače Lonnmeter, podobné SRV a SRD od spoločnosti Rheonics, poskytujú merania viskozity a hustoty priamo v potrubí, čím eliminujú nepresnosti tradičných metód, ako je Sayboltův viskozimeter. Ich schopnosť pracovať s nenewtonovskými kvapalinami zaisťuje konzistentnú kvalitu miešania mazív a podporuje aplikácie od formulácie až po konečnú výrobu.

Zvládnutie kontroly viskozity prináša konzistentnú kvalitu, znižuje náklady, zvyšuje škálovateľnosť a zabezpečuje súlad s normami ako ASTM D445. Kontaktujte Lonnmeter ešte dnes a preskúmajte ich najmodernejšie riešenia merania viskozity a transformujte svoj výrobný proces!

Konajte teraz

Čas uverejnenia: 14. augusta 2025