Lubricant Viscosity Measurement in Manufacturing and Blending

Środki smarne są wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu, takich jak motoryzacja, chemia, budownictwo, tekstylia, infrastruktura, rolnictwo, górnictwo i wiercenie ropy naftowej, ze względu na ich wyjątkową odporność na zużycie, smarność i korozję. Problemy z płynnością, takie jak zbyt wysoka lub zbyt niska lepkość, mogą skrócić żywotność sprzętu i zwiększyć koszty konserwacji. Poznaj szczegóły firmy Lonnmeter i znajdź najlepsze rozwiązania do precyzyjnego, ciągłego pomiaru lepkości w mieszalnikach olejów smarowych lub liniach produkcyjnych. Podążaj za trendami automatyzacji procesów przemysłowych.

Jaki jest wskaźnik lepkości (VI) środka smarnego?

Wskaźnik lepkości (VI) to kluczowy parametr określający zdolność środka smarnego do utrzymania stałej lepkości w szerokim zakresie temperatur, co jest kluczowe dla zapewnienia niezawodnej pracy w zróżnicowanych warunkach eksploatacyjnych. Wysoki wskaźnik lepkości (VI) oznacza minimalne zmiany lepkości wraz ze zmianami temperatury, co czyni go idealnym do zastosowań takich jak układy hydrauliczne czy silniki narażone na ekstremalne warunki klimatyczne. Z kolei smar o niskim wskaźniku lepkości (VI) charakteryzuje się znacznymi zmianami lepkości, co może negatywnie wpływać na jego wydajność. Na przykład konwencjonalne oleje mineralne zazwyczaj mają wskaźnik lepkości (VI) na poziomie 95–100, podczas gdy wysokorafinowane oleje mineralne osiągają nawet 120, a oleje syntetyczne mogą osiągać wskaźniki lepkości przekraczające 250.

Wgląd w rynek i zastosowania przemysłowe

Wszystkie rodzaje środków smarnych powinny zapewniać stałą wydajność nawet w ekstremalnych warunkach. Proces produkcji środków smarnych jest poddawany coraz większej presji, aby spełniać rygorystyczne standardy jakości, co wynika z rosnącego popytu na produkty specjalistyczne i krótszych terminów dostaw.

Procesy mieszania środków smarnych i produkcji olejów smarnych w dużej mierze opierają się na precyzyjnej kontroli gęstości i lepkości oleju smarnego, aby zapewnić niezawodność produktu. Smary o wysokiej lepkości doskonale sprawdzają się w zastosowaniach wymagających dużej wytrzymałości, natomiast smary o niskiej lepkości są dostosowane do układów o dużej prędkości i niskim obciążeniu. Zaawansowanemierniki lepkości oleju smarowegoumożliwiają producentom spełnienie tych zróżnicowanych wymagań, zapewniając jednocześnie optymalną wydajność, redukcję odpadów i zgodność z normami.

Jak określa się wskaźnik lepkości środka smarnego?

Określenie wskaźnika lepkości wymaga standaryzowanego procesu. Wzór na obliczenie wskaźnika lepkości (VI) to:

Gdzie:

U to lepkość środka smarującego w temperaturze 40°C.
L to lepkość w temperaturze 40°C oleju odniesienia o VI = 0, odpowiadającego lepkości środka smarnego w temperaturze 100°C.
H to lepkość w temperaturze 40°C oleju odniesienia o VI = 100, odpowiadającego lepkości środka smarnego w temperaturze 100°C.

W przypadku olejów o wysokiej lepkości (lepkość kinematyczna w temperaturze 100°C > 70 cSt) w celu zapewnienia dokładności stosuje się zmodyfikowany wzór logarytmiczny. Metoda ta pozwala producentom określić ilościowo stabilność temperaturową środka smarnego, zapewniając jego spełnienie specyficznych wymagań w procesie mieszania środków smarnych.

Mieszanie i proces produkcji oleju smarowego

Mieszanie olejów smarowych to złożony proces selekcji surowców, mieszania i kontroli jakości. Oleje bazowe – mineralne, syntetyczne lub półsyntetyczne – powstają w procesie rafinacji ropy naftowej poprzez destylację próżniową, ekstrakcję rozpuszczalnikową i hydrorafinację w celu uzyskania pożądanych właściwości, takich jak lepkość, wskaźnik lepkości i temperatura płynięcia. Oleje bazowe są łączone z dodatkami, takimi jak stabilizatory wskaźnika lepkości, środki przeciwzużyciowe, detergenty i przeciwutleniacze, w celu poprawy parametrów eksploatacyjnych, takich jak stabilność termiczna i odporność na korozję. Proces produkcji środków smarnych obejmuje:

Wybór oleju bazowego: Wybór olejów mineralnych lub syntetycznych w zależności od potrzeb zastosowania.
Integracja dodatków: Dodawanie dodatków, takich jak modyfikatory lepkości, w celu dostosowania właściwości.
Mieszanie: Mieszanie w kontrolowanych warunkach przy użyciu dużych zbiorników z mieszadłami w celu zapewnienia jednorodności.
Kontrola jakości: testowanie lepkości, gęstości, temperatury zapłonu i innych parametrów w celu spełnienia norm.
Pakowanie i dystrybucja: Rozlewanie do butelek lub beczek w celu dostarczenia na rynek.

Ten precyzyjny proces zapewnia niezawodne działanie środków smarnych w różnych zastosowaniach, od silników samochodowych po maszyny przemysłowe. Gęstość i lepkość oleju smarowego stanowią kluczowe wskaźniki jakości.

Olej smarowy o wysokiej i niskiej lepkości

Wybór między olejem smarnym o wysokiej lepkości a olejem smarnym o niskiej lepkości zależy od wymagań eksploatacyjnych danego zastosowania. Smary o wysokiej lepkości idealnie nadają się do zastosowań wymagających dużej wytrzymałości, takich jak oleje przekładniowe lub smary stosowane w sprzęcie budowlanym lub łożyskach w przemyśle stalowym, gdzie:

Tworzy wytrzymałą warstwę ochronną, która redukuje tarcie i zużycie przy dużych obciążeniach.
Zwiększona nośność, umożliwiająca obsługę ciężkiego sprzętu.
Zatrzymuje zanieczyszczenia, takie jak brud czy opiłki metalu, zapobiegając uszkodzeniom powierzchni.
Zachowuje stabilność w wysokich temperaturach, gwarantując niezawodną pracę.

Jednak zbyt lepkie środki smarne mogą zwiększać zużycie energii i obciążać urządzenia. Z kolei środki smarne o niskiej lepkości nadają się do zastosowań wymagających dużej prędkości i niskiego obciążenia, takich jak silniki samochodowe czy układy hydrauliczne, oferując:

Poprawiona płynność zapewniająca wydajniejszą cyrkulację i lepsze osiągi podczas zimnego rozruchu.
Zmniejszone zużycie energii dzięki mniejszemu tarciu wewnętrznemu.
Lepsze odprowadzanie ciepła w systemach dużej prędkości.

Jednakże oleje o niskiej lepkości mogą nie zapewniać odpowiedniej ochrony przy dużych obciążeniach, co prowadzi do zużycia.

Nieefektywność operacyjna

Zaburzone właściwości odpieniające i deemulgujące: Prowadzi do nieefektywności operacyjnej.

Zwiększone tarcie i ciepło

Nadmierna grubość utrudnia przepływ, przyspiesza utlenianie i tworzy lakier lub osad.

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

Ryzyko spowodowane zbyt wysoką lub zbyt niską lepkością

Nieprawidłowa lepkość środków smarnych może prowadzić do poważnych problemów operacyjnych, podobnych do tych obserwowanych w procesach takich jak fermentacja penicyliny, gdzie precyzyjna kontrola ma kluczowe znaczenie. Oleje smarowe o wysokiej lepkości stwarzają zagrożenia, takie jak:

Większe zużycie energii: Aby pokonać opór potrzeba więcej energii, co zwiększa koszty.
Słaba wydajność zimnego rozruchu: Zmniejszona pompowalność stwarza ryzyko uszkodzenia sprzętu w niskich temperaturach.

Z kolei olej smarowy o niskiej lepkości może powodować:

Niewystarczające tworzenie się powłoki: Niedostateczna ochrona powierzchni zwiększa zużycie i awarie podzespołów.
Zwiększona wrażliwość na zanieczyszczenia: Rzadsze oleje są mniej skuteczne w wychwytywaniu zanieczyszczeń.
Zwiększone tarcie i ciepło: sprzyja utlenianiu i skraca żywotność środka smarnego.

Zagrożenia te podkreślają potrzebę precyzyjnej kontroli procesu mieszania olejów smarowych, wykorzystującej monitorowanie lepkości w czasie rzeczywistym w celu zapewnienia stałej wydajności.

Wartość pomiaru lepkości w linii procesowej automatyki

Wprowadzenie pomiaru lepkości w czasie rzeczywistym do procesu mieszania w zautomatyzowanych liniach produkcyjnych zmienia proces produkcji środków smarnych, oferując:

Mieszanie precyzyjne: gwarantuje jednorodność, zapobiega powstawaniu partii niezgodnych ze specyfikacją i kosztownemu ponownemu mieszaniu.
Oszczędność: Zmniejsza zużycie energii, produkcję oleju opałowego i konieczność ręcznych interwencji.
Zapewnienie jakości: Utrzymywanie zgodności z normami, takimi jak ASTM D445, co gwarantuje akceptację rynkową.
Optymalizacja procesu: Minimalizuje czas mieszania, zapewniając jednocześnie jednorodne właściwości.
Skalowalność: umożliwia płynne przejście od produkcji pilotażowej do produkcji na pełną skalę.
Proaktywne wykrywanie problemów: natychmiast identyfikuje zanieczyszczenia lub błędy mieszania, skracając przestoje.

Dzięki automatyzacji kontroli lepkości producenci osiągają produkcję w systemie just-in-time, zwiększają elastyczność i spełniają wymagania konkurencyjnego rynku, porównywalne z precyzją wymaganą w ciągłej fermentacji penicyliny.

Wyzwania związane z tradycyjnym monitorowaniem procesów

Tradycyjne monitorowanie procesów mieszania środków smarnych opiera się w dużej mierze na pobieraniu próbek offline i testach laboratoryjnych, np. przy użyciu uniwersalnego wiskozymetru Saybolta, co wiąże się ze znacznymi wyzwaniami:

Opóźnienia czasowe: Pobieranie próbek i analiza laboratoryjna powodują opóźnienia, które utrudniają dokonywanie korekt w czasie rzeczywistym.
Niedokładność: Zmiany temperatury i ścinania podczas pobierania próbek wpływają negatywnie na wiarygodność danych.
Nakład pracy: Ręczne pobieranie próbek zwiększa koszty operacyjne i ryzyko błędów ludzkich.
Ryzyko zanieczyszczenia: Niespójne metody pobierania próbek mogą być przyczyną błędów lub zanieczyszczenia krzyżowego.
Ograniczona skalowalność: Metody offline nie nadążają za wymaganiami produkcji o dużej przepustowości.

Ograniczenia te sprawiają, że tradycyjne metody nie sprawdzają się w nowoczesnych zakładach mieszania olejów smarowych, w których szybkość, dokładność i automatyzacja mają kluczowe znaczenie dla utrzymania konkurencyjności.

Znaczenie pomiaru w czasie rzeczywistym w mieszaniu

Pomiar lepkości w czasie rzeczywistym rewolucjonizuje proces mieszania środków smarnych, dostarczając natychmiastowych i dokładnych danych, które zwiększają wydajność i jakość. Najważniejsze korzyści to:

Eliminacja ponownego mieszania: Ciągły monitoring gwarantuje zgodność mieszanek ze specyfikacją, co redukuje ilość odpadów i koszty energii.
Zmniejszona ingerencja ręczna: Automatyzacja minimalizuje zaangażowanie operatora, obniżając koszty i liczbę błędów.
Zoptymalizowany czas mieszania: Regulacja w czasie rzeczywistym zapobiega nadmiernemu lub niedostatecznemu mieszaniu, oszczędzając czas i zasoby.
Efektywność logistyczna: analiza na miejscu ogranicza konieczność przeprowadzania badań laboratoryjnych poza placówką, co obniża koszty wysyłki.
Korzyści dla środowiska: Maksymalne wykorzystanie ropy, redukcja odpadów i negatywnego wpływu na środowisko.
Zaawansowana diagnostyka: monitoruje zmiany stanu oleju, umożliwiając wczesne wykrywanie zanieczyszczeń lub degradacji.

Rozwiązanie produktowe Lonnmeter: miernik lepkości oleju smarowego

Mierniki lepkości oleju smarowego Lonnmeter zostały zaprojektowane tak, aby sprostać rygorystycznym wymaganiom procesów produkcji oleju smarowego, oferując najnowocześniejsze rozwiązania do monitorowania w czasie rzeczywistym. Najważniejsze cechy:

Szeroki zakres lepkości: od 10 do 10 000 000 cP, co umożliwia stosowanie złożonych mieszanek.
Odporność na wysokie temperatury: Działa w temperaturach do 350°C, nadaje się do środowisk o dużym ścinaniu.
Zintegrowany monitoring temperatury: wykorzystuje precyzyjny miernik lepkości oleju smarowego w celu uzyskania precyzyjnych odczytów lepkości z uwzględnieniem kompensacji temperatury.
Bezproblemowa automatyzacja: integracja z systemami PLC i DCS w celu zapewnienia automatycznego sterowania.
Solidna konstrukcja: Kompaktowe, bezobsługowe czujniki bez materiałów eksploatacyjnych, gwarantujące niezawodność.
Rejestrowanie danych i bezpieczeństwo: automatyczne rejestrowanie danych z kodami czasowymi, zapobiegając nieautoryzowanym zmianom i umożliwiając analizę trendów.

Mierniki Lonnmeter, podobne do SRV i SRD firmy Rheonics, umożliwiają pomiary lepkości i gęstości w trybie inline, eliminując niedokładności tradycyjnych metod, takich jak wiskozymetr Saybolta. Ich zdolność do pomiaru płynów nienewtonowskich gwarantuje stałą jakość w mieszaniu środków smarnych, wspierając aplikacje od formulacji do finalnej produkcji.

Opanowanie kontroli lepkości zapewnia stałą jakość, redukcję kosztów, zwiększenie skalowalności i zgodność z normami takimi jak ASTM D445. Skontaktuj się z Lonnmeter już dziś, aby poznać ich najnowocześniejsze rozwiązania do pomiaru lepkości i zrewolucjonizować swój proces produkcyjny!

Podejmij działanie teraz

Czas publikacji: 14-08-2025