Viskoznost (Viscosity).
Po definicije to je unutrašnje trenje ili otpor kretanju djelića fluida pod dejstvom neke sile.
Dinamička viskoznost (Dynamic Absolute Viscosity)
Definiše se kod jakog smicanja i velikog gradijenta brzine u fluidu. Izvedene jedinice su: Paskal sekunda, Pa·s, i milipaskal sekunda, mPa·s, ranije se koristila jedinica centi Poaz: cP = 1 mPa·s. Mjeri se po ASTM D 2983.
Kinematska viskoznost (Kinematic Viscosity)
Predstavlja odnos dinamičke viskoznosti i gustine na datoj temperaturi: m2/s i mm2/s. Ranije se koristila jedinica centi Stoks: 1 cSt = 1 mm2/s. Kinematska viskoznost se određuje po ekvivalentnim metodama: ISO 3104; ASTM D 445; DIN 51562; JUS B.H8.022.
Prividna viskoznost (Apparent Viscosity)
Opisuje ponašanje fluida na niskim temperaturama, a određuje se na uređaju koji simulira startovanje u hladnim uslovima (CCS -Cold Cranking Simulator: simulator pokretanja ohlađenih dijelova). Opis uređaja je u standardnim metodama: DIN 51377 i ASTM D 2602.
Do povećanja vrijednosti viskoznosti ulja može doći zbog:
- povećane količine čađi u ulju
- oksidacije i polimerizacije pojedinih ugljikovodonika prisutnih u ulju.
Do smanjenja vrijednosti viskoznosti može doći zbog razrjeđenja gorivom i degradacije impruvera.
Indeks viskoznosti (Viscosity Index)
Promjena viskoznosti (mazivih ulja i svih drugih fluida) na promjenu temperature je u tehnici vrlo važna i ocjenjuje se indeksom viskoznosti. Kada fluid ima visoke vrijednosti indeksa viskoznosti (preko 100)onda je takav fluid manje podložan promjenama viskoznosti sa promjenom temperature. Kao primjer možemo uzeti hidrauličke pumpe, kompresore i druge strujne mašine: ako fluid mijenja viskoznost sa promjenom temperature, onda na niskim temperaturama velika viskoznost može dovesti do havarije pumpi, amortizera i drugih vitalnih sklopova. (Multigradni fluidi indeksa viskoznosti preko 130 mogu se koristiti tokom cijele godine. Ostali moraju biti obilježeni kao jednosezonski). Ovo svojstvo opisano je standardima metodama: ISO 2909; ASTM D 2270; JUS B.H8.024.
Promjena indeksa viskoznosti kod uzorka motornog ulja javlja se kao posljedica promjena viskoznosti na 40 OC i 100 OC. Do pada dolazi usled degradacije impruvera indeksa viskoznosti. Ukoliko je prilikom proizvodnje motornog ulja upotrijebljen kvalitetan impruver kod koga prilikom rada ne dolazi do degradacije i ulje će dugo zadržati početne vrijednosti viskoznosti i indeksa viskoznosti. Ukoliko se radi o ispitivanju nepoznatog uzorka ulja ova karakteristika nam može reći da li se radi o multigradnom ili monogradnom ulju.
Gustina (Density)
Zapreminska masa (po ISO) ili gustina homogene materije predstavlja odnos mase i zapremine na određenoj temperaturi. Za naftu se u EU uzima 15 OC, a u anglosaksonskoj literaturi 60 OF (14.56 OC). Gustina nafte i derivata se određuje standardnim metodama: ISO 3675; ASTM 1298; DIN 51757; JUS B.H8.015.
Relativna gustina (Relative Density)
Predstavlja odnos prema gustini neke standardne supstance (vrlo često je to gustina destilisane vode na +4 OC, pa se ona uzme za jedinicu).
U naftnoj privredi SAD se koriste API stepeni koji se dobiju kao relativna vrijednost gustine izmjerene na 60 OF, a prema ovom obrasca: API = (141,5 / gustina na 60 OF ) – 131,5. API stepeni se određuju metodom ASTM D 287.
Tačka paljenja (Flash Point)
To je temperatura (u OC) do koje treba zagrijati fluid da bi se upalio otvorenim plamenom. Važna je kao mjera isparljivosti i opasnosti od požara. Za maziva ulja se određuje standardnim metodama: ISO 2592; ASTM D 92; IP 36; DIN 51376.
Provjera tačke paljenja nam pokazuje da li je u ulju prisutno gorivo. Prisustvo goriva dovodi do pada tačke paljenja, a uzrok može biti istrošenost klipno-cilindarskog sklopa, kao i nepravilno podešen sistem za ubrizgavanje goriva.
Tačka zamućenja (Cloud Point)
Predstavlja temperaturu (OC) pri kojoj se u ohlađenom fluidu (mazivu) jave prvi kristali parafina. Do tada bistro ulje, počinje da se muti. Određuje se po metodi ISO 3016 i DIN 51597; JUS B.H8.034.
Tačka tečenja (Pour Point)
Predstavlja onu temperaturu (OC) na kojoj se pri hlađenju fluida pod određenim uslovima ispitivanja može još uvek uočiti tečenje. Temperatura na kojoj se, u datom kratkom vremenskom intervalu, više ne uočava tečenje je tačka stinjavanja. Kod parafinskih ulja tečenje sprečavaju kristali parafina. Tačke tečenja i stinjavanja se određuju metodama: ISO 3016; ASTM D 97; DIN 51597; JUS B.H8.034.
Isparljivost (Volatillity)
Predstavlja količinu fluida koja ispari u propisanom vremenu i na propisanoj temperaturi. Određuje se po metodama: ASTM D 943; DIN 51581 (Noack Test).
Kiselinski broj (Total Acid Number – TAN)
Predstavlja mjeru kiselosti fluida. Određuje se istim metodama kao neutralizacioni broj u mgKOH/g uzorka. Titracija se ne završava pri istoj pH vrijednosti pa je za isti uzorak ova vrijednost obično manja.
Ukupan kiselinski broj TAN (Total acid number) je veličina koja nam pokazuje da li je u ulju usljed oksidacije došlo do stvaranja kiselih produkata sagorijevanja. Ovaj broj se tokom rada povećava, a najveća dozvoljena vrijednost je 5 ili kada se približi vrijednosti TBN-a.
Ukupni bazni broj (Total Base Number – TBN) :
Predstavlja mjeru alkalnosti nastale od svih materija u fluidu koje pokazuju bazne reakcije. Izražava se u mgKOH/g uzorka. Određuje se metodama: ISO 3771; ASTM D 2896 i 664; IP 276 i 177; DIN EN 55.
TBN (Total Base Number) obezbjeđuje zaštitu motora od uticaja različitih korozivnih produkata sagorijevanja kao i produkata oksidacije i nitratacije. Za ocjenu stepena istrošenosti ulja vrijednost TBN-a ne smije pasti ispod 50% vrijednosti svježeg ulja. Ukoliko nemamo nov uzorak i ne znamo početnu vrijednost ovaj broj se poredi s TAN-om i ukoliko su im vrijednosti približne ulje se mora zamijeniti. Nagli pad ovog broja može da bude posledica korištenja goriva lošeg kvaliteta (sa velikim procentom sumpora).
Sadržaj pepela (Ash Content)
Predstavlja mjeru sadržaja jedinjenja metala i drugih neorganskih komponenata u ulju. Uzorak se sagorijeva po standardnom postupku i mjeri sadržaj pepela po metodama: ISO 3987; ASTM D 874; DIN 51768 i 51450. Ako se vrši samo sagorijevanje onda je to oksidni pepeo. Kada se on tretira sumpornom kiselinom dobije se sulfatni pepeo. Sulfatni pepeo obično daje predstavu o sadržaju aditiva (na bazi metala Ca, Mg, Zn, Ba i dr.) u fluidu. Metode: oksidi DIN EN 7; sulfati DIN 51575; gvožđe DIN 51397; Ba, Ca, Zn po metodi DIN 51391; mangan DIN 51431; hlor DIN 51577; fosfor ASTM D 1091; olovo ASTM D 810; Sn, Si, Al po ASTM D 811.
Sadržaj vode (Water Content)
Sadržaj vodu u fluidima se mjeri po metodam DIN 51777 u ppm (dijelova na milion) ili mg/kg. Do pojave vode u ulju može doći usljed :
- kondenzacije u toku rada motora (često vožnja u gradskim uslovima, kratke relacije na kojim motor ne postigne radnu temperaturu),
- curenje iz sistema za hlađenje zbog oštećenih zaptivki, pukotine u bloku motora ili zbog nedovoljno pritegnute glave motora.
Prema podacima dostupnim u literaturi dozvoljena količina vode u ulju je do 0,2 %.
Metali habanja (Wear metals)
Ovom analizom se određuje prisustvo metala u ulju. Čestice metala u ulju su jako abrazivne i njihovo prisustvo povećava habanje, a dovodi i do ubrzanja procesa oksidacije ulja. U toku laboratorijskog ispitivanja vrši se određivanje količine Fe (željeza), Cr (hroma), Cu (bakra), Al (aluminijuma), Pb (olova), Sn (kalaja). Metali koji ukazuju na potrošenost aditiva su: Zn (cink), Ca (kalcijum), Ba (barijum), Mg (magnezijum). Ukoliko se u ulju pojavi veća količina Na (natrijum), K (kalijum) ili B (bor) možemo sumnjati na prodor rashladne tečnosti, jer se ovi elementi nalaze u rashladnoj tečnosti. Povećan sadržaj Si (silicijum) ili Ca (kalcijum), koji potiču iz vazduha (prašina) ukazuje na neispravnost filtera za vazduh.
FT-IR: Produkti oksidacije
Organski spojevi, koji su sastavni dio maziva, pri povišenim temperaturama i pritiscima, a uz prisustvo kiseonika iz vazduha oksidiraju pri čemu nastaju spojevi kao što su: ketoni, aldehidi, esteri i kiseline. Nastale organske kiseline se neutrališu aditivima koji su sastavni dio motornog ulja, pri čemu se ti aditivi troše. Stvaranje kiselih produkata doprinosi zgušnjavanju ulja (povećanje viskoziteta) kao i koroziji metalnih dijelova. Utvrđivanje stepena oksidacije vrši se primjenom FT-IR spektrofotometrije.
Produkti nitratcije
Kada se organski spojevi izlažu dejstvu povišenih temperatura i pritisaka u prisustvu azota i kisika, kao što je to slučaj kod motora, dolazi do stvaranja azotnih oksida kao što su: NO, NO2 i N2O4. S kondenzovanom vodom stvaraju azotnu kiselinu ili se vežu za druge organske spojeve koji doprinose zgušnjavanju i stvaranju lakova na metalnim površinama. Visok nivo nitratacije može ukazivati na nepravilno podešen odnos gorivo / vazduh.
Sulfatacija
Produkti nastali oksidacijom sumpora prisutnog u gorivu pri čemu se stvaraju sumporni oksidi SO2 i SO3 koji u reakciji s vodom stvaraju sumpornu kiselinu. Ovi produkti doprinose stvaranju taloga i lakova, a izazivaju i koroziju metalnih dijelova.
Čađ
Povećana količina čađi u ulju može biti posljedica lošeg sagorijevanja goriva. Kod EGR (Exhaust Gas Recirculation) motora jedan dio gasova s izduvne grane se vraća u motor čime se u proces sagorijevanja uvodi određena količina čađi i smanje temperatura sagorijevanja u motoru, što doprinosi nastajanju čađi. Zato je kod analize ulja iz ovih motora pojava većih količina čađi donekle i očekivana. Kod svih drugih motora ona ukazuje na probleme u radu (nepotpuno sagorijevanje).
API – (American Petroleum Institute)
Američki naftni institut je najveće američko udruženje proizvođača nafte i prirodnog plina. Predstavlja oko 400 korporacija uključenih u proizvodnju, preradu , distribuciju i ostale djelatnosti vezane za naftnu industriju.
ACEA - (Association des Constructeurs Européens d’Automobiles)
Predstavlja udruženje evropskih proizvođača vozila, koje je 1991. godine naslijedilo prijašnji CCMC (Comite des Constructeurs d`Automobiles du Marche Commun) i preuzelo CCMC specifikacije. Prve ACEA specifikacije za motorna ulja izdate su krajem 1995. God pod oznakom ACEA European Oil Sequences 1996.