Межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 12156-1-2012 "Топливо дизельное. Определение смазывающей способности на аппарате HFRR. Часть 1. Метод испытаний" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 июня 2013 г. N 174-ст) (с изменениями и дополнениями)

Межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 12156-1-2012
"Топливо дизельное. Определение смазывающей способности на аппарате HFRR. Часть 1. Метод испытаний"
(введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 июня 2013 г. N 174-ст)

Diesel fuel. Determination of lubricity by the HFRR-apparatus. Part 1. Test method

МКС 75.160.20

Дата введения - 1 июля 2014 г.
Введен впервые

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 Подготовлен Открытым акционерным обществом "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (ОАО "ВНИИ НП") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 31 "Нефтяные топлива и смазочные материалы"

3 Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 15 ноября 2012 г. N 42)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Азербайджан	AZ	Азстандарт
Казахстан	KZ	Госстандарт Республики Казахстан
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Молдова	MD	Молдова-Стандарт
Россия	RU	Росстандарт
Украина	UA	Минэкономразвития Украины

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 12156-1:2006 Diesel fuel-Assessment of lubricity using the high-frequency reciprocating rig (HFRR) - Part 1: Test method (Топливо дизельное. Оценка смазывающей способности с использованием аппарата с возвратно-поступательным движением высокой частоты (HFRR). Часть 1. Метод испытания).

Настоящий стандарт разработан на основе ГОСТ Р ИСО 12156-1-2006 "Топливо дизельное. Определение смазывающей способности на аппарате HFRR. Часть 1. Метод испытаний".

Перевод с английского языка (en).

Официальные экземпляры стандарта на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным стандартам приведены в дополнительном приложении ДА.

Степень соответствия - идентичная (IDT)

5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 июня 2013 г. N 174-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 12156-1-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2014 г.

6 Введен впервые

Введение

Любое дизельное топливо, проходящее через систему впрыска, играет роль смазывающего материала. Чрезмерный износ, который ведет к быстрому выходу из строя деталей системы впрыска топлива, можно объяснить недостаточной смазывающей способностью топлива.

Для целого ряда комбинаций "топливо/деталь системы впрыска топлива" установлено влияние топлива на изнашиваемость деталей системы впрыска топлива, подвергающихся смешанному трению. Результаты испытания смазывающих свойств топлива данным методом, при различных комбинациях, позволяют с достаточной точностью предсказать смазывающую способность топлива.

Предупреждение - Настоящий стандарт не ставит своей целью решить все вопросы безопасности, связанные с его применением. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за обеспечение соответствующих мер безопасности и охраны здоровья и определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием.

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает метод определения смазывающей способности дизельных топлив, включая дизельное топливо, содержащее присадки, улучшающие его смазывающие способности, на аппарате с высокочастотным возвратно-поступательным движением шарика (HFRR).

Настоящий стандарт применим для топлив, используемых для дизельных двигателей.

2 Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного документа, для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).

ISO Guide 33:2000 Uses of certified reference materials (Использование сертифицированных эталонных материалов)

ISO Guide 34:2000 General requirements for the competence of reference material producers (Общие требования к компетенции производителей эталонных материалов)

ISO Guide 35:2006 Reference materials - General and statistical principles for certification (Эталонные материалы. Общие и статистические принципы сертификации)

ISO 683-17:1999 Heat-treated steels, alloy steels and free-cutting steels - Part 17: Ball and roller bearing steels (Стали термообработанные, легированные и автоматные. Часть 17. Стали для шариковых и роликовых подшипников)

ISO 3290 Roller bearings - Balls - Dimensions and tolerances (Подшипники качения. Шарики. Размеры и допуски)

ISO 4259:1992 Petroleum products - Determination and application of precision data in relation to methods of test (Нефтепродукты. Определение и применение показателей прецизионности методов испытания)

ISO 5272:1979 Toluene for industrial use - Specifications (Толуол для промышленного применения. Технические условия)

ISO 6507-1:2005 Metallic materials - Vickers hardness test - Part 1: Test method (Металлические материалы. Испытание твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод испытания)

ISO 6508-1:2005 Metallic materials - Rockwell hardness test - Part 1: Test method (scales А, В, C, D, E, F, G, H, K, N, T) [Металлические материалы. Испытание твердости по Роквеллу. Часть 1. Метод испытания (шкалы A-B-C-D-E-F-G-H-K-N-T)]

ASTM D 329-02 Standard Specification for Acetone (Технические требования к ацетону)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 смазывающая способность (lubricity): Свойство топлива, измеряемое пятном износа на металлическом шарике, которое образуется в результате трения металлического шарика о неподвижную металлическую пластину, полностью погруженную в топливо в точно определенных условиях испытания.

3.2 средний диаметр пятна износа; MWSD [mean wear scar diameter (MWSD)]: Измеренный средний диаметр пятна износа, образующийся на шарике.

3.3 WS1,4: Расчетное значение диаметра пятна износа, скорректированное к стандартному давлению водяных паров 1,4 кПа.

3.4 коэффициент корректировки влажности; HCF [humidity correction factor (HCF)]: Коэффициент корректировки влажности (мкм/кПа), приводящий значение пятна износа, полученное в условиях испытания, к стандартизованному давлению водяного пара, равному 1,4 кПа.

4 Сущность метода

4.1 Образец испытуемого топлива помещают в емкость, в которой поддерживается заданная температура. Металлический шарик прочно закрепляют в вертикально расположенном держателе и прижимают с приложением нагрузки к горизонтально укрепленной металлической пластине. Шарик совершает возвратно-поступательные движения с определенной частотой и длиной хода. При этом поверхность шарика, вступающая в контакт с пластиной, полностью погружена в топливо. Металлические свойства шарика, пластины, температура, нагрузка, прилагаемая к шарику; частота и длина хода шарика точно заданы.

Для корректировки размера пятна износа, полученного на испытуемом шарике, к стандартному набору условий испытания в процессе испытания учитывают условия окружающей среды. Полученный в результате испытаний диаметр пятна износа является мерой смазывающей способности жидкости.

5 Реактивы и материалы

5.1 Сжатый воздух под давлением 140-210 кПа, с содержанием углеводородов не более 0,1 см³/м³, воды - не более 50 см³/м³. Используют для сушки деталей установки.

Предупреждение - Следует соблюдать особую осторожность при наличии легковоспламеняющихся веществ.

5.2 Толуол для промышленных целей по ISO 5272.

Предупреждение - Толуол - легковоспламеняющееся вещество. Пары его вредны при вдыхании.

5.3 Ацетон по ASTM D 329.

Предупреждение - Ацетон - легковоспламеняющееся вещество. Пары его взрывоопасны.

5.4 Эталонные жидкости

Для проверки состояния и надежности работы аппарата, применяемого для испытания, используют две эталонные жидкости, подготовленные в соответствии с ISO Guide 34 и ISO Guide 35. Эти жидкости должны иметь четкую маркировку с указанием значения, полученного на аппарате HFRR (WS1.4), с соответствующим диапазоном допустимых значений, выраженных в микрометрах, с поправочным коэффициентом влажности HCF, выраженным в микрометрах на килопаскали. Расчетные значения (диаметра пятна износа), полученные в результате проведения испытаний настоящим методом на аппарате HFRR, для обеих эталонных жидкостей должны отличаться не менее чем на 200 мкм друг от друга ¹⁾.

------------------------------

¹⁾_{Эталонные жидкости СЕС RF-90-A-92 серии 5 и DF-92-02 и жидкость А по ASTM D 6079 подходят для использования в качестве эталонных жидкостей с высокой смазывающей способностью. Эталонная жидкость СЕС DF-70-00 и жидкость В по ASTM D 6079 подходят для использования в качестве стандартных жидкостей с низкой смазывающей способностью. Стандартные жидкости СЕС могут быть получены в Haltermann Products, Schopenstehl 15, D-20095 Гамбург, Германия; стандартные жидкости ASTM могут быть получены в Центре мониторинга испытаний ASTM, 6555 Penn Avenue, Pittsburgh, PA 15026-4489, США. Данная информация представлена только для удобства пользователей настоящего стандарта. Может быть использована аналогичная продукция, если она обеспечивает получение тех же результатов.}

------------------------------

6 Аппаратура

6.1 Испытательные аппараты ²⁾

------------------------------

²⁾_{Аппараты HFRR, HFR2, поставляемые PCS Instruments, 78 Stanley Gardens, Лондон W3 7SZ, Великобритания, подходят для испытания. Данная информация представлена для удобства пользователей настоящего стандарта. Может быть использовано другое оборудование, если она обеспечивает получение тех же результатов.}

------------------------------

Аппарат для испытания, приведенный на рисунке 1, должен обеспечивать возможность приводить в возвратно-поступательное движение с заданной частотой, длиной хода и нагрузкой укрепленный металлический шарик в контакте со стационарной стальной пластиной; при этом вступающие в контакт поверхности должны быть полностью погружены в испытуемое топливо в соответствии с условиями испытания по таблице 1.

1 - резервуар для топлива; 2 - металлический шарик; 3 - нагрузка; 4 - металлическая пластина; 5 - нагревательный элемент; 6 - направление возвратно-поступательного движения

Рисунок 1 - Схема аппарата HFRR

Таблица 1 - Условия проведения испытаний

Параметр	Значение
Объем топлива, см3	2 0,2
Амплитуда колебаний, мм	1 0,02
Частота колебаний, Гц	50 1
Характеристики воздуха лаборатории *	Рисунок 2
Температура топлива, °С	60 2
Приложенная нагрузка, r **	200 1
Длительность испытания, мин	75 0,1
Площадь поверхности топлива, мм2	600 100
* Характеристики воздуха лаборатории, измеренные на расстоянии 0,1-0,25 м от резервуара с жидкостью, должны регулироваться в принятом диапазоне характеристик, указанных на рисунке 2. ** Общая приложенная нагрузка, включая вес держателя.

Резервуар для топлива должен выполнять две функции: жестко удерживать металлическую пластину и содержать топливо. Температура резервуара и находящейся в нем жидкости должна поддерживаться в соответствующем диапазоне с помощью регулируемого электронагревателя, непосредственно связанного с резервуаром.

Блок регулировки аппарата для контроля переменных рабочих параметров должен обеспечивать хранение и восстановление результатов измерения.

1 - неприемлемый диапазон условий - слишком сухо; 2 - приемлемый диапазон условий; 3 - неприемлемый диапазон условий - слишком влажно

Рисунок 2 - Характеристики воздуха лаборатории

6.2 Испытательная пластина ³⁾

------------------------------

³⁾_{Подходящие испытательные пластины и шарики доступны в PCS Instruments, 78 Stanley Gardens, Лондон W3 7SZ, Великобритания. Данная информация представлена для удобства пользователей настоящего стандарта. Может быть использована аналогичная продукция, если она обеспечивает получение тех же результатов.}

------------------------------

Обработанная пластинка из стали марки ISO 683-17-100Cr6, изготовленная из отпущенного прута, с твердостью по шкале Виккерса "HV30" от 190 до 210 (ISO 6507-1). Ее поверхность должна быть отполирована до значения Ra < 0,02 мкм.

6.3 Испытуемый шарик ³⁾

------------------------------

³⁾_{Подходящие испытательные пластины и шарики доступны в PCS Instruments, 78 Stanley Gardens, Лондон W3 7SZ, Великобритания. Данная информация представлена для удобства пользователей настоящего стандарта. Может быть использована аналогичная продукция, если она обеспечивает получение тех же результатов.}

------------------------------

Шарик диаметром 6 мм, класса 28 (G28) по ISO 3290 из стали марки ISO 683-17-100Cr6, который должен обладать твердостью по шкале Роквелла "С" (HRC) от 58 до 66 (ISO 6508-1).

6.4 Микроскоп

Микроскоп металлургического типа, позволяющий измерять диаметр пятна износа на шарике с точностью до 1 мкм.

6.5 Эксикатор

Эксикатор, содержащий осушающий агент, пригодный для хранения металлических шариков, пластин и деталей аппарата.

6.6 Ванна очистительная

Очистительная ванна ультразвукового типа мощностью не менее 40 W с резервуаром из нержавеющей стали соответствующей емкости.

6.7 Контейнер для топлива

Контейнер для топлива из листовой нержавеющей стали с эпоксидным покрытием. Другие материалы можно использовать для изготовления контейнера только в случае, если они дают аналогичные результаты.

6.8 Устройство для измерения времени

Механическое или электронное устройство для измерения времени, способное проводить измерения с точностью (75  0,1) мин.

6.9 Испытательный груз

Груз массой 200 г с любыми приспособлениями для его крепления.

7 Подготовка к испытанию и калибровка

7.1 Подготовка аппарата

7.1.1 Используемые при испытании металлические пластины (6.2) (зеркальной поверхностью вверх) и металлические шарики (6.3) с помощью чистых пинцетов помещают в стеклянный контейнер, заливают их толуолом (5.2) так, чтобы толуол полностью покрыл все пластины и шарики, и оставляют для "замачивания" не менее чем на 8 ч, затем контейнер помещают на 10 мин в ультразвуковую очистительную ванну (6.6). После этого пластины (зеркальной поверхностью вверх) и шарики переносят в контейнер со свежим толуолом, контейнер закрывают крышкой и хранят соответствующим образом, избегая загрязнений.

7.1.2 Детали аппарата

Перед испытанием все детали аппарата, держатели, шурупы и другие комплектующие детали, контактирующие с испытуемым топливом, помещают вместе с испытуемыми металлическими пластинами и шариками (предварительно очищенными, как описано в 7.1.1) в чистый стеклянный стакан и полностью заливают толуолом (5.2). Стакан помещают на 10 мин в ультразвуковую очистительную ванну (6.6), затем с помощью чистых пинцетов детали, металлические пластины и шарики перемещают в стакан с ацетоном (5.3). Стакан ставят на 2 мин в ультразвуковую очистительную ванну. Затем детали аккуратно вынимают, обдувают воздухом (5.1) и, если их не используют сразу, хранят в эксикаторе (6.5).

7.2 Калибровка и регулировка

7.2.1 Температура

Точность терморегулятора, используемого для поддержания необходимой температуры испытуемого топлива (рисунок 1), проверяют с помощью калиброванного устройства измерения температуры.

7.2.2 Частота

Частоту возвратно-поступательных движений привода проверяют калиброванным частотомером.

7.2.3 Длина хода

Длина хода должна быть тщательно измерена, поскольку является основным параметром прецизионности испытания. Длина хода для аппаратов, применяемых в данном методе, контролируется электронной самокалибровкой. Альтернативно длину хода, используя калиброванный микроскоп, проверяют путем измерения полной длины пятна износа на испытательной пластине после проведения испытания эталонной жидкости, обладающей низкой смазывающей способностью. Для получения фактической длины пятна износа из измеренной длины пятна износа вычитают среднюю ширину пятна износа.

7.2.4 Продолжительность испытания

Длительность проведения испытания контролируют с помощью калиброванного устройства измерения времени - таймера (6.8).

7.2.5 Режим работы испытательного аппарата

Режим работы аппаратуры необходимо проверять в соответствии с инструкциями, приведенными в ISO Guide 33 и ISO 4259, проводя единичное испытание (как указано в разделах 7-9) каждой из двух эталонных жидкостей (5.4). Для расчета значения WS1,4 (раздел 3) необходимо использовать сертифицированное значение HCF (раздел 3) для конкретной эталонной жидкости.

Если WS1,4 находится вне сертифицированного диапазона допустимых значений, для такой эталонной жидкости следует провести два дополнительных испытания. Если результат одного из этих испытаний не соответствует диапазону, следует провести проверку аппаратуры и длины хода (7.2.1-7.2.4). Если результат для жидкости с низкими смазывающими свойствами является слишком низким, то, возможно, ее необходимо заменить.

Испытания эталонных жидкостей следует проводить с каждой из них после проведения 25 испытаний или по истечении 10 дней испытаний (в зависимости от того, какое из указанных условий будет выполнено первым).

8 Проведение испытания

8.1 При проведении испытания с особой тщательностью соблюдают чистоту и указанные способы очистки материалов. При установке, регулировке и манипулировании всеми используемыми при испытании деталями (пластинами, шариками, емкостями, приспособлениями для крепления и т.д.) следует защищать их от загрязнения, используя чистые пинцеты, контролировать поверхность металлических шариков и пластин на отсутствие царапин.

8.2 С помощью пинцета металлическую пластину (блестящей поверхностью вверх) помещают в емкость для испытуемого образца топлива. Пластину закрепляют в емкости, а емкость - в аппарате. Проверяют правильность установки в емкости с испытуемым топливом устройства для измерения температуры.

8.3 С помощью пинцета стальной шарик закрепляют в держателе, а держатель присоединяют к концу рычага вибратора. Перед окончательным закреплением держателя проверяют горизонтальность его положения.

8.4 Измеряют температуру и относительную влажность окружающего воздуха на расстоянии от 0,1 до 0,25 м от емкости с образцом для испытания. Если полученные значения не отвечают требованиям, приведенным на рисунке 2, перед началом испытания принимают меры для изменения относительной влажности. Регистрируют температуру и относительную влажность воздуха.

8.5 С помощью одноразовой пипетки помещают в емкость 2 см³ испытуемого топлива.

8.6 Опускают рычаг и подвешивают к нему груз массой 200 г (6.9). Убеждаются, что груз и его крепление находятся в свободном состоянии.

8.7 Устанавливают регулятор температуры, длину хода и частоту колебаний в соответствии со значениями, приведенными в таблице 1.

8.8 Продолжительность испытания - 75 мин. После окончания испытания отключают вибратор и нагреватель и удаляют прикрепленный груз. Поднимают рычаги освобождают держатель шарика.

8.9 Измеряют температуру и относительную влажность на расстоянии от 0,1 до 0,5 м от емкости с образцом топлива. Чтобы результаты испытания были признаны действительными, они должны соответствовать требованиям, приведенным на рисунке 2. Регистрируют температуру и относительную влажность.

8.10 Не освобождая шарик из держателя, промывают держатель несколько раз в толуоле, затем несколько раз в ацетоне (5.3), после чего помещают держатель в стакан со свежим толуолом. Стакан помещают на 30 с в ультразвуковую очистительную ванну (6.6).

8.11 Держатель шарика перемещают в стакан со свежим ацетоном и на 30 с помещают в ультразвуковую очистительную ванну. После высыхания держателя и шарика на воздухе пятно износа обводят специальным маркером.

8.12 Емкость с жидкостью удаляют из аппарата и освобождают от жидкости соответствующим образом. Не вынимая пластины из емкости, несколько раз промывают ее толуолом, затем - несколько раз ацетоном и помещают емкость в стакан со свежим толуолом. Стакан ставят на 30 с в ультразвуковую очистительную ванну.

8.13 Переносят емкость (вместе с испытательной пластиной) в стакан со свежим ацетоном и затем на 30 с в ультразвуковую очистительную ванну. После сушки пластины на воздухе вынимают ее из емкости и хранят в соответствующей таре (пластиковом пакете), используя в качестве маркировки номер эксперимента.

8.14 Металлический шарик, находящийся в держателе, помещают под микроскоп и измеряют диаметр пятна износа в соответствии с разделом 9.

8.15 После измерения пятна износа металлический шарик освобождают из держателя и хранят в соответствующем сосуде вместе с металлической пластиной.

Следует сохранять испытательные пластины и шарики не менее 12 месяцев.

9 Измерение пятна износа

9.1 Помещают металлический шарик под микроскоп со 100-кратным увеличением.

9.2 Испытуемый шарик перемещают в поле зрения к центру пятна износа. Регулируют подсветку микроскопа, чтобы был ясно различим край пятна износа. При возникновении вопросов - см. приложение А.

9.3 Измеряют диаметр пятна износа по оси абсцисс и оси ординат (см. 10.1) с точностью до 1 мкм. Полученные в результате измерений значения заносят в таблицу. Если расхождение в размерах пятна износа по оси абсцисс х и оси ординат y (т.е. х - y) превышает диапазон от плюс 100 до минус 30 мкм, следует проверить правильность определения границ пятна износа.

10 Расчеты

10.1 Некоррелированный средний диаметр пятна износа MWSD, мкм, рассчитывают по формуле

,

(1)

где х - размер пятна износа, перпендикулярный к направлению возвратно-поступательного движения, мкм;

y - размер пятна износа, параллельный направлению возвратно-поступательного движения, мкм.

10.2 Исходное абсолютное давление насыщенных паров в момент начала испытания AVP₁, кПа, рассчитывают по формуле

,

(2)

где RH₁ - относительная влажность в момент начала испытания, %;

,

где T₁ - температура окружающего воздуха в момент начала испытания, °С.

10.3 Абсолютное давление насыщенных паров в конце испытания AVP₂, кПа, рассчитывают по формуле

,

(3)

где RH₂ - относительная влажность в конце испытания, %;

,

где T₂ - температура окружающего воздуха в конце испытания, °С.

10.4 Среднее значение абсолютного давления AVP, кПа, рассчитывают по формуле

.

(4)

10.5 Скорректированный диаметр пятна износа WS1,4, мкм, рассчитывают по формуле

,

(5)

где HCF - поправочный коэффициент влажности. Для неизвестного топлива HCF = 60.

11 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать:

a) ссылку на настоящий стандарт;

b) описание испытуемого топлива;

c) результаты измерений пятна износа по осям абсцисс и ординат и нескорректированного среднего диаметра пятна износа MWSD с точностью до 1 мкм;

d) данные о температуре и относительной влажности воздушной среды в начале и конце испытания;

e) рассчитанное среднее значение абсолютного давления паров AVP;

f) скорректированный средний диаметр пятна износа WS1,4 с точностью до 1 мкм;

g) идентификацию испытанных образцов;

h) дату и полученные в результате последнего испытания характеристики обоих эталонных топлив;

i) дату проведения испытания.

12 Прецизионность

Прецизионность была установлена при испытании топлив со средним диаметром пятна износа в диапазоне от 300 до 600 мкм с помощью статистической обработки результатов испытаний, проведенных в различных лабораториях в соответствии с ISO 4259.

12.1 Повторяемость (сходимость) r

Расхождение двух результатов испытаний, полученных одним и тем же оператором водной лаборатории на идентичном материале с использованием одного и того же оборудования в одинаковых условиях в течение длительного времени и при точном соблюдении метода проведения испытания, может превышать значение r = 63 мкм только в одном случае из 20.

12.2 Воспроизводимость R

Расхождение двух результатов независимых испытаний, полученных разными операторами, работающими в разных лабораториях, одним и тем же методом на идентичном материале с использованием разного оборудования в течение длительного времени, может превышать значение R = 102 мкм только в одном случае из 20.