مقدمة
المعيار ASTM D7395 هو طريقة لتحديد لزوجة العينة باستخدام تكوين مخروطي/لوحي بمعدل قص محدد يبلغ 500 s⁻¹. ويتم التحقق من دقة النظام باستخدام ما بين زيت واحد إلى ثلاثة زيوت معايرة معتمدة ذات لزوجة معروفة.
يمكن لمقاييس اللزوجة من سلسلة Kinexus Prime من شركة NETZSCH تحديد خصائص مجموعة واسعة من السوائل المعقدة والمواد شبه الصلبة بفضل حساسيتها، وقدرتها على إجراء قياسات على أحجام عينات small ، وهندستها المعيارية، وقدراتها advanced software. وعلى وجه الخصوص، تتميز أجهزة قياس اللزوجة هذه بمحمل هوائي ذي احتكاك منخفض للغاية يوفر حساسية لا مثيل لها عبر معدلات القص التي تتراوح من المنخفضة جدًا (0.001 s⁻¹) إلى العالية جدًا (10,000 s⁻¹). وهذا يجعلها أداة مثالية ليس فقط لأغراض البحث والتطوير، ولكن أيضًا لتوحيد الاختبارات في بيئة الجودة وتحقيق مواصفات الطرق (حتى ASTM).
بالإضافة إلى ذلك، يتيح برنامج rSpace القابل للبرمجة للمستخدمين إنشاء تسلسلات خاصة بهم لتحميل العينات والقياس والتحليل التلقائي؛ أو الوصول إلى أكثر من 200 تسلسل مُعد مسبقًا (تغطي 6 لغات). ولتوضيح ذلك، تمت برمجة تسلسل يشمل متطلبات معيار ASTM D7395. وفي سياق مراقبة الجودة، يمكن بعد ذلك تأمين هذا التسلسل لضمان الاستخدام المتسق بين المستخدمين أو عبر مرافق الاختبار المختلفة.
تسلسل الاختبار وفقًا لمعيار ASTM D7395
لاختبار العينات وفقًا لمعيار ASTM D7395، تم إنشاء تسلسل مخصص قادر على تحديد لزوجة كل زيت قياسي و/أو عينة. ولإجراء القياس، تم استخدام تكوين مخروطي وصفيحي بحجم 20 مم وزاوية 2°، بحيث لم يتطلب الأمر سوى حجم صغير يبلغ 80 ميكرولتر فقط لكل عملية قياس. بمجرد تحميل العينة، ينتقل النظام إلى فجوة القص، ويدور ببطء بمعدل 10 s⁻¹ لضمان انتشار العينة، ثم يطالب المستخدم بالتأكد من قص العينة بشكل صحيح. ولضمان الاتساق، تم استخدام ماصة إزاحة موجبة لضمان توزيع الحجم المحدد دائمًا، وبالتالي لم تكن هناك حاجة إلى القص اليدوي.
ووفقًا لمعيار ASTM D7395، يتم بعد ذلك موازنة العينة المقصوصة عند درجة حرارة 25 درجة مئوية لمدة دقيقة واحدة. وبمجرد الوصول إلى درجة الحرارة المحددة، يتم تطبيق معدل القص البالغ 500 ثانية⁻¹، ويتم إبلاغ المستخدم بقيمة اللزوجة بعد 15 ثانية. وأخيرًا، يُطلب من المستخدم تحديد ما إذا كان يرغب في إجراء اختبار لعينة أخرى أم لا.
قياس الزيوت القياسية والعينات
تم تقييم ثلاثة أنواع من الزيوت المعدنية القياسية لإثبات دقة هذه الطريقة عبر نطاق واسع من اللزوجة. وترد في الجدول 1 ملخصًا لنتائج الزيوت المعدنية RTM12 وRTM22 وRTM32 (تم قياس كل منها مرتين).
يتضح من الجدول 1 أن لزوجة الزيوت المعدنية القياسية الثلاثة كانت جميعها ضمن نطاق خطأ نسبي لا يتجاوز 5% مقارنة بقيمة اللزوجة المعلنة. بالإضافة إلى ذلك، كان الخطأ النسبي بين اختبارات التكرار لكل زيت معدني مرجعي أقل من 2%، وهو ما يقع ضمن هامش القبول البالغ 10% الذي تنص عليه المواصفة القياسية.
الجدول 1: اللزوجة المقاسة لثلاثة زيوت معدنية مرجعية وفقًا لمعيار ASTM D7395
| الزيت المعدني | اللزوجة المرجعية عند 35.00 درجة مئوية (cP) | اللزوجة المقاسة (cP) | الخطأ مقارنة بالقيمة المرجعية (%) |
|---|---|---|---|
| RTM12 | 55.21 | 55.99 ± 0.04 | 1.4 ± 0.1 |
| RTM22 | 688.9 | 710.6 ± 3.1 | 3.1 ± 1.0 |
| RTM32 | 6009 | 6080 ± 9 | 1.2 ± 0.1 |
بعد تحديد تسلسل اختبار ASTM، تم اختبار مواد مختلفة (بنسختين لضمان قابلية التكرار) لتحديد لزوجتها وفقًا لمعيار ASTM D7395، وقد تم تلخيص النتائج في الجدول 2. تم اختيار كل عينة بناءً على تعرضها لعملية قص أو انتشار عند تطبيقها. وحتى العينة المعقدة مثل صلصة العسل والخردل التي تحتوي على جزيئات من بذور الخردل، تبين أنها قابلة للتكرار، ولكنها تتباين مع القياسات الأكثر دقة لعينات غسول اليدين وجل الشعر. وسيكون استخدام هذه الإجراءات كممارسة تشغيلية قياسية في بيئة التصنيع مفيدًا للتوحيد القياسي وضمان قابلية تكرار المنتج.
الجدول 2: اللزوجة المقاسة لثلاث عينات وفقًا لمعيار ASTM D7395
| العينة | اللزوجة المقاسة (cP) وفقًا لمعيار ASTM D7395 |
|---|---|
| غسول اليدين | 263.5 ± 10.2 |
| جل الشعر | 918.3 ± 18.4 |
| خردل العسل | 323.3 ± 23.5 |
ملخص
توفر سلسلة أجهزة قياس اللزوجة «Kinexus Prime» من شركة NETZSCH للمستخدمين تنوعًا في الاستخدامات ودرجة عالية من التخصيص فيما يتعلق بتحديد خصائص السوائل المعقدة والمواد شبه الصلبة. ويتيح البرنامج القابل للبرمجة للمستخدمين الوصول إلى مئات البرامج المعدة مسبقًا أو إنشاء برامجهم الخاصة. وفي هذا السياق، تم إنشاء طريقة اختبار مخصصة لجهاز Kinexus تتوافق مع معيار ASTM D7395 لتحديد اللزوجة بمعدل قص محدد يبلغ 500 s⁻¹.
NGB · مذكرة التطبيق رقم 434 · EN · 0426 · المواصفات الفنية قابلة للتغيير.
NETZSCH-Gerätebau GmbH
Wittelsbacherstraße 42 ∙ 95100 Selb ∙ ألمانيا
الهاتف: +49 9287/881-0 ∙ الفاكس: +49 9287/881505
at@NETZSCH.com ∙ www.NETZSCH.com