Voitelurasvan testaaminen – yleisiä testejä
Perusöljyn viskositeetti
Perusöljyn viskositeetti on kaikkien voiteluaineiden, myös voitelurasvojen, tärkein ominaisuus. Voitelurasvan voiteluominaisuudet perustuvat sekä paksuntimeen että perusöljyyn, mutta lopullisen voitelukyvyn ratkaisee ennen kaikkea perusöljyn viskositeetti.
Viskositeetti riippuu lämpötilasta ja paineesta. Viskositeettia mitattaessa ilmoitetaan aina lämpötila, sillä viskositeetti alenee lämpötilan noustessa. Viskositeetti mitataan yleensä siten, että kuinka paljon kuluu aikaa, jotta tietty öljymäärä valuu standardin mukaisen aukon läpii. Perusöljyn viskositeetti ilmoitetaan ”kinemaattisena viskositeettina”, jonka yksikkönä on mm²/s lämpötilassa 40 °C tai 100 °C.
Menetelmät: ASTM D445, ISO 3104, DIN 51562, IP 71
Tippumispiste
Voitelurasvaa kuumennettaessa saavutetaan lopulta lämpötila, jossa paksunnin on muuttunut niin paljon, että se ei enää pysty pitämään öljyä sisällään. Tippumispiste on lämpötila, jossa ensimmäinen pisara öljyä tippuu rasvasta. Mittaus suoritetaan standardinmukaisella menetelmällä, jossa rasvaa sisältävää astiaa kuumennetaan uunissa niin kauan, että ensimmäinen pisara öljyä tulee ulos astiasta.
Monet luulevat virheellisesti, että tippumispiste kuvaa rasvan suorituskykyä korkeassa lämpötilassa. Tippumispiste ei kerro mitään rasvan käyttöominaisuuksista eikä merkitse käyttölämpötilan ylärajaa. Kyse on siitä, että tippumispisteen ylittävässä lämpötilassa rasvan odotetaan vuotavan öljyä enemmän. Tilapäiset ilmoitetun käyttölämpötilan ylityksestä voivat olla mahdollisia rasvasta riippuen.
Menetelmät: ASTM D566, ISO 2176, DIN 51801, IP 396
Kuparikorroosio
Kuparikorroosiotestillä määritetään rasvan kyky suojata keltametalleja/messinkejä ja muita pehmeitä metalliseoksia, joita laakereissa toisinaan käytetään. Kiillotettu kupariliuska altistetaan voitelurasvalle tietyksi ajaksi tietyssä lämpötilassa. Yleensä altistusaika on 24 tuntia ja lämpötila 100–120 °C. Tämän jälkeen liuska puhdistetaan ja testiarvo määritetään vertaamalla väriä ASTM-standardiin. Asteikon paras arvo on ”1a”.
Menetelmät: ASTM D4048, ISO 2160, DIN 51811, IP112/154
Kartiotunkeuma
Voitelurasvojen yleisin testimenetelmä on kartiotunkeuma, jolla mitataan voitelurasvan kiinteys. Rasva lämmitetään 25 °C:seen ja kaadetaan astiaan. Rasvaan kohdistetaan 60 iskua 60 sekunnin aikana. Standardinmukaisen kartion annetaan upota omalla painollaan astiassa olevaan rasvaan, ja kartion uppoamissyvyys mitataan millimetrin kymmenesosan tarkkuudella. Mitä korkeampi arvo, sitä pehmeämpi rasva. Arvo määrittää NLGI*-luokan oikealla olevan taulukon mukaisesti. NLGI-luokkien 0–000 voitelurasvoja käytetään usein keskusvoitelujärjestelmissä. NLGI 2 on selvästi yleisin kiinteysluokka. NLGI-luokat 3–6 ovat harvinaisia.
| NLGI-luku | Kiinteys | Tunkeuma mm/10 5 sekunnin aikana |
|---|---|---|
| 000 | Juokseva | 475 – 445 |
| 00 | Puolijuokseva | 430 – 400 |
| 0 | Jähmeä | 385 – 355 |
| 1 | Puolikiinteä | 340 – 310 |
| 2 | Kiinteä (normaali) | 295 – 265 |
| 3 | Erikoiskiinteä | 250 – 220 |
| 4 | Erittäin kiinteä | 205 – 175 |
| 5 | Puolikova | 160 – 130 |
| 6 | Tankorasva | 115 – 85 |
Nykyään kunkin perinteisen NLGI-luokan väliin lisätään usein ylimääräinen kiinteysluokka. Nämä luokat nimetään puolikkailla asteilla, esim. 1,5 tai 2,5.
Menetelmät: ASTM D217, ISO 2137 DIN 51580, IP 50
* NLGI = National Lubricating Grease Institute
Vedenkestävyys
”Water wash out test” -vedenkestävyyskokeella mitataan rasvan kyky pysyä paikallaan laakerissa märissä olosuhteissa. Kokeessa laakeripesään suunnataan vesisuihku, jonka virtaus on 5 ml/s ja lämpötila 79 °C. Kokeen jälkeen pesä avataan ja sitä kuivataan 77 °C:n lämpötilassa 15 tunnin ajan. Kokeen tuloksena on pois huuhtoutuneen voitelurasvan mitattu määrä. Mitä suurempi osa rasvasta on jäljellä laakerissa, sitä parempi sen vesihuuhtelun kestävyys on.
Menetelmät: ASTM D1264, ISO 11009, DIN 51807/2, IP215
Korrosiosuojaus
Emcor-testi on dynaaminen testi, jolla arvioidaan voitelurasvan korroosiosuojauskyky laakerissa. Testissä voidaan käyttää tislattua vettä, synteettistä suolavettä tai erityistä prosessivettä. Testiin kuuluva laakeri täytetään testattavalla rasvalla. Laakeri asennetaan moottorikäyttöiseen akseliin ja sijoitetaan toisesta päästä suljettuun koteloon (nesteen on voitava kulkea laakerin läpi).
Tämän testijakson aikana laakerin käyttöja lepovaiheet vuorottelevat. Testin lopuksi ulkokehä arvioidaan 5-portaisella asteikolla, jossa 0 tarkoittaa, että korroosiota ei ole, ja 5 tarkoittaa voimakasta korroosiota.
Menetelmät: ISO 11007
Kuormitettavuus
Voitelurasvan enimmäiskuormitettavuus, niin kutsutut EP-ominaisuudet, mitataan nelikuulakokeen hitsautumiskuormalla. Hitsautumispisteessä voitelurasvan enimmäiskuormituskyky ylittyy eikä rasva enää voitele. Eri testimenetelmillä saavutettujen tulosten vertailu voi olla vaikeaa.
Testissä astia täytetään voitelurasvalla. Kolme puhdistettua teräskuulaa upotetaan rasvaan ja lukitaan paikalleen renkaalla ja mutterilla. Neljäs kuula asennetaan koneeseen kolmen kuulan yläpuolelle. Momenttivarteen kohdistetaan haluttu paino tietyn paineen muodostamiseksi. Ylintä kuulaa pyöritetään nopeudella 1 420 rpm 60 sekunnin ajan, ja testi toistetaan kuormitusta lisäten, kunnes hitsautuminen tapahtuu.
Tulos ilmoitetaan Newtoneina (N).
Kulumissuojauskyky
Voitelurasvan kulumissuojauskyky vaativissa oloissa mitataan neljän kuulan kulumiskokeella. Rasvan kulumissuojausominaisuudet arvioidaan liukukosketuksessa teräs terästä vasten. Testilaitteisto on sama kuin neljän kuulan hitsautumiskokeessa, mutta kuorma on pienempi ja laitteisto herkempi. Testin jälkeen kolmen kiinteän kuulan kulumisjälkien koko mitataan. Mitä alhaisempi arvo, sitä paremman kulumissuojauksen rasva tarjoaa dynaamisessa kuormituksessa.
Menetelmät: ASTM D2266, DIN 51350, IP 239
