قياسات اللزوجة والكثافة

الدور الأساسي للزوجة في توصيف المواد البترولية

تُعرف اللزوجة تقنياً بأنها مقياس للمقاومة الداخلية للسائل للتدفق، وهي ربما تكون الخاصية الفيزيائية الأكثر أهمية للمنتجات البترولية. من الوقود الخفيف إلى زيوت التشحيم الثقيلة والنفط الخام، تحدد اللزوجة سلوك المادة أثناء النقل والترشيح والاحتراق في المحركات. تم هندسة حلول اللزوجة من PAC لتوفير قياسات دقيقة لكل من اللزوجة الديناميكية والحركية. ومن خلال التوصيف الدقيق لخصائص الجريان هذه، يمكن للمصافي ضمان تلبية منتجاتها للمتطلبات الصارمة لمصنعي المحركات وأنظمة التصنيف الدولية مثل SAE أو ISO.

تقنية المكبس المتذبذب للزوجة الديناميكية

تعد تقنية المكبس المتذبذب سمة تقنية أساسية في مجموعة أجهزة اللزوجة من PAC. في هذه الطريقة، يتم دفع مكبس كهرومغناطيسياً ذهاباً وإياباً داخل غرفة قياس محكومة حرارياً. يتناسب الوقت الذي يستغرقه المكبس للتحرك لمسافة محددة طردياً مع اللزوجة الديناميكية لعينة السائل. وتتميز هذه التقنية بمتانتها العالية لأنها تتطلب حجماً صغيراً جداً من العينة وهي مقاومة للاهتزازات والتداخلات البيئية، مما يسمح بمراقبة مستمرة لتغيرات اللزوجة عبر نطاق واسع من درجات الحرارة.

قياس الكثافة المتكامل عبر أنبوب U المتذبذب

لتوفير ملف كامل لخصائص السوائل، تدمج العديد من أجهزة PAC قياس الكثافة إلى جانب اللزوجة. يتم تحقيق ذلك تقنياً باستخدام مبدأ أنبوب U المتذبذب، حيث يتم ملء أنبوب مجوف بالعينة واهتزازه عند تردد الرنين الخاص به. وبما أن تردد الاهتزاز يعتمد على كتلة السائل داخل الأنبوب، يمكن للنظام حساب الكثافة بدقة متناهية (تصل إلى 0.0001 جم/سم³). يسمح دمج الكثافة واللزوجة في دورة واحدة بالحساب الآلي للزوجة الحركية، مما يسهل سير العمل المخبري ويقلل من احتمالية الخطأ الناتج عن القياسات المنفصلة.

قدرات درجات الحرارة والضغط العالي (HTHP)

في التقييم التقني لزيوت التشحيم وسوائل المكامن، من الضروري قياس اللزوجة تحت ظروف قاسية. تقدم PAC أجهزة قياس لزوجة متخصصة مصممة لبيئات الضغط والحرارة المرتفعين (HTHP). يمكن لهذه الأجهزة محاكاة الظروف الموجودة في أعماق آبار النفط أو داخل المحركات عالية الأداء، حيث تعمل عند ضغوط تصل إلى 20,000 رطل لكل بوصة مربعة ودرجات حرارة تتجاوز 190 درجة مئوية. هذه القدرة حيوية لفهم استقرار الإضافات وسمك طبقة التزييت للزيوت عند تعرضها للإجهادات الميكانيكية والحرارية الحديثة.

الأتمتة والتنظيف الفعال بالمذيبات

يتم تعزيز الكفاءة التقنية في المختبر من خلال أنظمة PAC الآلية لمعالجة العينات والتنظيف. تلغي أجهزة قياس اللزوجة الآلية العمل اليدوي المرتبط بالأنابيب الشعرية الزجاجية التقليدية. تم تصميم الأنظمة لإجراء دورات تنظيف آلية باستخدام أقل حجم ممكن من المذيبات، مما يقلل من النفايات الكيميائية والتكاليف التشغيلية. بمجرد اكتمال الاختبار، يقوم النظام تلقائياً بغسل خلية القياس وتجفيفها بالهواء، مما يضمن عدم وجود تلوث خلطي بين العينات، ويسمح باختبار عدد كبير من العينات بأقل تدخل من المشغل.

الامتثال للمعايير التحليلية الدولية

تتوافق أجهزة اللزوجة والكثافة من PAC تماماً مع المعايير التنظيمية العالمية، بما في ذلك ASTM D445 وD7042 وD4052 وISO 12185. يعد معيار ASTM D445 هو المرجع التقليدي للزوجة الحركية، بينما يغطي D7042 الطرق الأحدث والأسرع التي تستخدم مستشعرات الكثافة واللزوجة الديناميكية المتكاملة. ومن خلال الالتزام بهذه البروتوكولات، تضمن PAC أن البيانات الناتجة معترف بها عالمياً للتجارة وشهادات الجودة، حيث تتضمن الأجهزة إجراءات معايرة مدمجة ودعماً للمواد المرجعية المعتمدة (CRM).

التحكم الحراري الدقيق والاستقرار

تتأثر اللزوجة بشكل كبير بدرجة الحرارة؛ فحتى تغير قدره درجة مئوية واحدة يمكن أن يغير القياس بشكل كبير. تستخدم أجهزة PAC تقنيات تبريد وتسخين "بيلتير" المتقدمة أو حمامات عالية الدقة للحفاظ على بيئة حرارية مستقرة ضمن حدود +- 0.01 درجة مئوية. يتم تحقيق هذه الدقة التقنية من خلال حلقات تحكم PID متطورة ومستشعرات حرارية عالية الدقة. ومن خلال ضمان قياس العينة عند درجة حرارة دقيقة وموحدة، توفر أجهزة PAC القابلية للتكرار اللازمة لمقارنة دفعات الزيت عبر مواقع المصافي المختلفة.

إدارة البيانات الرقمية والتكامل مع LIMS

يتم إدارة البيانات التقنية الناتجة عن محللات اللزوجة والكثافة من PAC من خلال برامج قوية تدعم القابلية الكاملة للتتبع الرقمي. يتم تسجيل كل قياس مع طابع زمني كامل وسجل درجة الحرارة وحالة المعايرة. يسمح البرنامج بالنقل الآلي للنتائج إلى أنظمة إدارة معلومات المختبر (LIMS)، مما يلغي إدخال البيانات يدوياً وأخطاء النسخ المحتملة. يعد هذا التكامل الرقمي ضرورياً لبيئات مراقبة الجودة الحديثة، حيث يوفر قاعدة بيانات دائمة وقابلة للبحث تدعم مسارات التدقيق وتحليل مراقبة العمليات الإحصائية (SPC) المعقدة.

اقرأ المزيد عن أجهزة PAC من هنا