PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETRÓLEO. DETERMINACIÓN …

Quito - Ecuador

NORMA TÉCNICA ECUATORIANA NTE INEN 1981:2013 Primera revisión

PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETRÓLEO. DETERMINACIÓN

DE LA VISCOCIDAD SAYBOLT

Primera edición PETROLEUM PRODUCTS. TEST METHOD FOR SAYBOLT VISCOSITY

First edition

DESCRIPTORES: Petróleo y tecnologías afines, productos de petróleo en general, determinación de la viscosidad saybolt PE 01.04-316 CDU: 662.753.12 CIIU: 3550 ICS: 75.080

CDU: 662.753.12 CIIU : 3550

ICS: 75.080 PE 01.04-316

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Norma Técnica

Ecuatoriana Voluntaria

PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETRÓLEO

DETERMINACIÓN DE LA VISCOCIDAD SAYBOLT

NTE INEN

1981:2013 Primera revisión

2013-09

1. INTRODUCCIÓN

1.1 Este método de ensayo es útil en la caracterización de algunos productos derivados del petróleo como un parámetro para establecer la uniformidad en el transporte y las fuentes de suministro. La viscosidad Saybolt Furol es aproximadamente una décima parte de la viscosidad Saybolt Universal y se recomienda para la caracterización de productos derivados del petróleo tales como fuel oil y otros materiales residuales que tienen viscosidades Saybolt Universal mayores a 1000 segundos. La determinación de la viscosidad Saybolt Furol de los materiales bituminosos a temperaturas más altas está cubierta por el Método de Ensayo ASTM E102.

2. OBJETO 2.1 Esta norma describe el método para la determinación de la viscosidad Saybolt en productos derivados del petróleo.

3. ALCANCE 3.1 Este método de ensayo cubre los procedimientos empíricos para la determinación de la viscosidad Saybolt Universal o Saybolt Furol de productos derivados del petróleo a temperaturas comprendidas entre 21 y 99 °C (70 y 210 °F). Además, se indica un procedimiento especial para determinar la viscosidad Saybolt de productos céreos (ver nota 1).

4. DEFINICIONES 4.1 Furol. Es un sigla de “Fuel and road oils” (combustibles y aceites para carretera). 4.2 Viscosidad Saybolt Furol, SSF. Es el tiempo corregido de flujo, en segundos, de 60 mL de muestra, a través de un orificio Furol, calibrado a condiciones normalizadas. Se debe reportar la temperatura a la cual se determina viscosidad Saybolt Furol. 4.3 Viscosidad Saybolt Universal, SSU. Es el tiempo corregido de flujo, en segundos, de 60 mL de muestra, a través de un orificio Universal, calibrado a condiciones normalizadas. Se debe reportar la temperatura a la cual se determina viscosidad Saybolt Universal.

5. MÉTODO DE ENSAYO 5.1 Resumen del método 5.1.1 Se mide, en segundos, el tiempo que tarda en fluir un volumen de 60 mL de muestra, a través de un orificio calibrado, bajo condiciones controladas. Este tiempo se corrige por medio de un factor de corrección que corresponde al orificio utilizado y el resultado se reporta como la viscosidad de la muestra a la temperatura a la que se toma el tiempo de fujo. 5.2 Equipos 5.2.1 Viscosímetro Saybolt y baño. Debe cumplir las especificaciones que se indican en la Figura A.3.1 y se describen en el Anexo A.1. 5.2.2 Tubo de extracción. Debe cumplir las especificaciones que se indican en la Figura A.3.2. 5.2.3 Soporte para el termómetro. Debe cumplir las especificaciones que se indican en la Figura A.3.3. _______________ NOTA 1. Se sugieren los métodos de ensayo ASTM D 445 y ASTM D 2170 para la determinación de la viscosidad cinemática. Estos métodos requieren una menor cantidad de muestra y se llevan a cabo en un tiempo menor; además, tienen una mayor precisión. La viscosidad cinemática puede convertirse a viscosidad Saybolt mediante el uso de las Tablas de la norma ASTM D2161. Se recomienda que los índices de viscosidad se calculen a partir de la viscosidad cinemática en lugar de la viscosidad Saybolt.

(Continúa) DESCRIPTORES: Petróleo y tecnologías afines, productos de petróleo en general, determinación de la viscosidad saybolt.

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5.2.4 Termómetros de Viscosidad Saybolt. Deben cumplir con las especificaciones que se indican en la Tabla 1. Cada termómetro ASTM debe cumplir los requisitos de la especificación ASTM E1, dependiendo de su numeración.

Tabla 1. Termómetros ASTM para viscosidad Saybolt

Ensayo estándar de Temperatura

Termómetro ASTM No

Termómetro

Rango ⁰C (⁰F) Subdivisiones ⁰C (⁰F)

21,1 (70) 17C (17F) 19 a 27 (66 a 80) 0,1 (0,2)

25,0 (77) 17C (17F) 19 a 27 (66 a 80) 0,1 (0,2)

37,8 (100) 18C (18F) 34 a 42 (94 a 108) 0,1 (0,2)

50,0 (122) 19C (19F) 49 a 57 (120 a 134) 0,1 (0,2)

54,4 (130) 19C (19F) 49 a 57 (120 a 134) 0,1 (0,2)

60,0 (140) 20C (20F) 57 a 65 (134 a 148) 0,1 (0,2)

82,2 (180) 21C (21F) 79 a 87 (174 a 188) 0,1 (0,2)

98,9 (210) 22C (22F) 95 a 103 (204 a 218) 0,1 (0,2)

5.2.5 Termómetros para el baño térmico. Puede ser cualquier dispositivo de medición de temperatura, siempre y cuando su precisión sea equivalente a la de los termómetros de Viscosidad Saybolt. 5.2.6 Embudo de filtración. Debe cumplir las especificaciones que se indican en la Figura A.3.4. y debe estar equipado con mallas intercambiables de tela metálica de 150 µm (Número 100) y de 75 µm (Número 200), que cumplan los requisitos de la especificación ASTM E11 en relación a la tela metálica. 5.2.7 Copa receptora. Debe cumplir las especificaciones que se indican en la Figura A.3.5. 5.2.8 Cronometro. Debe graduarse en décimas de segundo, con precisión del 0,1%, en una verificación efectuada en un período de 60 minutos. También pueden usarse los temporizadores eléctricos siempre que operen en un circuito de frecuencia controlado. 5.3 Muestreo 5.3.1 Se debe preparar la muestra a ensayarse de acuerdo a lo que se indica en las prácticas ASTM D140, ASTM D4057 o ASTM D4177, según corresponda. 5.4 Preparación de equipos 5.4.1 Se debe utilizar un orificio universal para lubricantes y destilados con tiempos de fluidez mayores a 32 segundos para obtener la precisión requerida. No se sugiere utilizar este orificio para las muestras con tiempos de fluidez mayores a 1000 segundos. 5.4.2 Se debe utilizar un orificio Furol para materiales residuales con tiempos de fluidez mayores a 25 segundos para obtener la precisión requerida (Ver también el numeral 1.1). 5.4.3 Limpiar completamente el viscosímetro con un solvente apropiado de baja toxicidad, y posteriormente, eliminar todo el exceso del mismo. Limpiar la copa receptora de la misma manera, (ver nota 2). 5.4.4 Ubicar el viscosímetro de manera que no esté expuesto a corrientes de aire y/o cambios bruscos de temperatura y la muestra no se contamine con polvo o vapores durante el ensayo. 5.4.5 Colocar la copa receptora (Ver Figura A.3.5.) debajo del viscosímetro de modo que la marca de graduación de la copa se encuentre entre 100 y 130 mm (4 y 5 pulgadas) por debajo del fondo del tubo de carga, y que el chorro de la muestra apenas toque el cuello de la copa. 5.4.6 Llenar el baño hasta al menos 6 mm (1/4 pulgadas) por encima del anillo de desborde interno del viscosímetro con uno de los líquidos que se recomiendan en la Tabla 2. 5.4.7 Efectuar una adecuada agitación y control térmico del baño, de manera que cuando la muestra alcance la temperatura de ensayo, ésta no varíe en más de ±0,03 °C (±0,05 °F). ___________ NOTA 2. El émbolo que se suministra con el viscosímetro, nunca debe utilizarse para la limpieza, debido a que su uso puede dañar el anillo de desborde y las paredes del viscosímetro.

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5.4.8 Efectuar las determinaciones a temperaturas mayores que el punto de rocío de la atmósfera que rodea al equipo. 5.4.9 Para llevar a cabo los ensayos de calibración y de referencia, se debe mantener la temperatura ambiente entre 20 y 30 °C (68 y 86 °F), y registrar el valor de la misma. Sin embargo, con temperaturas ambientales de hasta 38 °C (100 °F), los errores no exceden del 1%. 5.5 Calibración y estandarización 5.5.1 Calibrar el viscosímetro Saybolt Universal a intervalos periódicos, midiendo el tiempo de flujo, a 37,8 °C (100 °F) de un aceite estándar de viscosidad conocida, de acuerdo al procedimiento que se indica en el numeral 5.6. (Ver el Anexo A.2 para aceites estándares de viscosidad conocida). 5.5.2 El tiempo de flujo del aceite estándar de viscosidad conocida, debe ser igual al valor de viscosidad Saybolt certificado. Si el tiempo de flujo excede el 0,2% del valor certificado, se debe calcular un factor de corrección, F, para el viscosímetro como se indica a continuación:

F

En donde: V = Viscosidad Saybolt certificado de la muestra estándar, s t = Tiempo de flujo a 37,8 °C (100 °F), s (ver nota 3). 5.5.3 Calibrar el viscosímetro Saybolt Furol a 50,0 °C (122 °F) de la misma manera que se indicó anteriormente, utilizando un aceite estándar de viscosidad conocida con un tiempo de flujo mínimo de 90 segundos. 5.5.4 En los ensayos de referencia, no se debe utilizar viscosímetros u orificios que requieran correcciones mayores al 1,0%. 5.6 Procedimiento 5.6.1 Establecer y controlar la temperatura del baño, a la temperatura de ensayo seleccionada. 5.6.1.1 Las temperaturas de ensayo normalizadas para determinar la viscosidad Saybolt Universal son 21,1; 37,8; 54,4 y 98,9 °C (70, 100, 130 y 210 °F). 5.6.1.2 Las temperaturas de ensayo normalizadas para determinar la viscosidad Saybolt Furol son 25,0; 37,8; 50,0 y 98,9 °C (77, 100, 122, y 210 ° F). 5.6.1.3 Otras temperaturas de ensayo normalizadas que se utilizan son 60,0 y 82,2 °C (140 y 180 °F). 5.6.2 Insertar un tapón de corcho, provisto de una cadena, para retirarlo fácilmente de la cámara de aire del fondo del viscosímetro. El corcho se ajusta lo suficiente para evitar el escape de aire, que se evidencia por la ausencia de muestra cuando éste se retira del viscosímetro. 5.6.3 Si la temperatura de ensayo seleccionada es mayor que la temperatura ambiente, calentar la muestra en su envase original a no más de 1,7 °C (3,0 °F) por encima de la temperatura de ensayo. Nunca se debe calentar una muestra dentro de 28 °C (50 °F) de su punto de inflamación (Ver Métodos de Ensayo ASTM D93), debido a que la pérdida de volatilidad podría alterar su composición. 5.6.4 Agitar bien la muestra y filtrarla a través de un tamiz de 150 µm (N °100), colocado sobre el embudo, directamente dentro del viscosímetro hasta que el nivel de la muestra se encuentre por encima del anillo de desborde. 5.6.5 Las viscosidades de aceites de cilindro refinados con vapor, aceites lubricantes negros, aceites combustibles residuales y productos céreos similares pueden verse afectadas por su historial térmico. Utilizar el siguiente procedimiento de precalentamiento con dichos productos para obtener resultados confiables a temperaturas por debajo de 93 °C (200 °F): _____________ NOTA 3. Si la calibración se realiza utilizando un aceite estándar de viscosidad conocida que tiene un tiempo de fluidez entre 200 y 600 segundos, el factor de corrección se aplica a todos los niveles de viscosidad y temperaturas.

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5.6.5.1 Calentar la muestra en su envase original a aproximadamente 50 °C (122 °F), agitándola y mezclándola para disolver las parafinas presentes. Revisar el fondo del recipiente con una varilla de agitación para asegurarse de que todas las parafinas hayan desaparecido y mezclar bien. 5.6.5.2 Verter aproximadamente 100 mL de muestra en un matraz Erlenmeyer de 125 mL y taparlo sin apretar, con un corcho o tapón de goma. 5.6.5.3 Sumergir el matraz en un baño de agua hirviendo durante 30 minutos. 5.6.5.4 Agitar bien la muestra, retirarla del baño de agua hirviendo, limpiar el exterior del matraz y filtrarla a través de un tamiz de 75 µm (N °200), colocado sobre el embudo, directamente dentro del viscosímetro hasta que el nivel de la muestra se encuentre por encima del anillo de desborde. 5.6.6 Agitar la muestra en el viscosímetro con la ayuda de un termómetro que esté equipado con su soporte (Ver Figura A.3.3.), utilizando movimientos circulares de 30 a 50 rpm, en un plano horizontal. Cuando la temperatura de la muestra permanezca constante y no difiera de 0,03 °C (0,05 °F) de la temperatura de ensayo seleccionada, durante 1 minuto de agitación continua, retirar el termómetro (ver nota 4). 5.6.7 Inmediatamente colocar el extremo del tubo de extracción (Ver Figura A.3.2.) dentro de la cámara del viscosímetro en un determinado punto y aplicar succión para remover parte de la muestra hasta que el nivel de la misma se encuentre por debajo del anillo de desborde. No tocar el anillo de desborde con el tubo de extracción puesto que la altura efectiva de la muestra puede reducirse. 5.6.8 Verificar que la copa receptora esté en la posición correcta. Posteriormente, retirar el corcho del viscosímetro con la ayuda de la cadena, y poner simultáneamente en marcha el cronómetro. 5.6.9 Detener el cronometro cuando el menisco de la muestra alcance la marca de graduación de 60 mL del cuello de la copa receptora.

5.6.10 Reportar el tiempo de flujo de la muestra, en segundos, con una precisión de 0,1 segundos. 5.7 Cálculos 5.7.1 Multiplicar el tiempo de flujo, en segundos, por el factor de corrección para el viscosímetro, que se determinó en el apartado 5.5. 5.7.2 Reportar el tiempo de flujo corregido como la Viscosidad Saybolt Universal o Furol de la muestra, a la temperatura a la cual se ha desarrollado el ensayo. 5.8 Errores del Método 5.8.1 Los resultados no deben variar respecto de la media en más de los valores que se indican a continuación, (ver nota 5). 5.8.1.1 Repetibilidad. Un operador y el mismo equipo, 1%. 5.8.1.2 Reproducibilidad. Diferentes operadores y diferentes equipos, 2%. ______________ NOTA 4. La temperatura de ensayo no se logra por inmersión de cuerpos calientes o fríos en la muestra, debido a que dicho tratamiento térmico afecta a la muestra y a la precisión del ensayo. NOTA 5. Para los productos derivados del petróleo, la precisión y desviación se basa en los datos del método de ensayo ASTM E102. Para emulsiones, se debe usar la precisión y desviación que se estable en el método de ensayo ASTM D244, Sección 38.

(Continua)

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Tabla 2. Líquidos recomendados para baño

Temperatura de ensayo

normalizada, ⁰C

Líquidos recomendados para baño Diferencial de Temperatura

máxima*, ⁰C

Precisión de Temperatura de

Control del baño, ⁰C

21,1 Agua ±0,05 ±0,03

25,0 Agua ±0,05 ±0,03

37,8 Agua o aceite de 50 a 70 SSU a 37,8 ⁰C(100⁰F) ±0,15 ±0,03





98,9 Aceite de 330 a 370 SSU a 37,8 ⁰C(100⁰F) ±1,10 ±0,06

*Diferencia Máxima Permisible de Temperatura entre el baño y la muestra, durante el ensayo

6. INFORME DE RESULTADOS 6.1 Reportar el tiempo de flujo corregido como la Viscosidad Saybolt Universal o Furol de la muestra, a la temperatura a la cual se ha desarrollado el ensayo. 6.2 Reportar los resultados con una precisión de 0,1 segundos, para valores de viscosidad iguales o menores a 200 segundos, y con una precisión de 1 segundo, para valores mayores a 200 segundos.

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ANEXO A

A.1 Viscosímetro Saybolt y Accesorios

A.1.1 Viscosímetro. El viscosímetro debe construirse totalmente de un metal resistente a la corrosión, conforme a las dimensiones que se indican en la Figura A.3.1. El orificio, Universal o Furol, puede construirse como una unidad remplazable en el viscosímetro, es por ello que, tanto el extremo inferior del tubo como el orificio, deben ser roscados. Colocar verticalmente el tubo de carga en el baño y verificar la alineación, con un nivel de burbuja ubicado sobre el plano del anillo. Emplear un corcho u otro medio adecuado para evitar el flujo de la muestra, hasta el inicio del ensayo; una pequeña cadena o cable puede unirse al corcho para facilitar su rápido retiro. A.1.2 Baño térmico. El baño sirve como un apoyo para sostener el viscosímetro en posición vertical, así como el recipiente para colocar el líquido del baño. El baño debe estar provisto de un dispositivo eficiente de agitación y protegerse con un aislante efectivo. De igual manera se debe equipar el baño con una bobina para el calentamiento y enfriamiento y con dispositivos controlados termostáticamente, capaces de mantener la temperatura dentro de la precisión que se indica en la Tabla 2. Los dispositivos de calentamiento y la bobina deben ubicarse a por lo menos 30 mm del tubo de carga. Se debe proporcionar un medio para mantener el líquido del baño por lo menos a 6 mm (0,25 pulgadas) por encima del anillo de desborde. Los tipos de líquidos se indican en la Tabla 2.

A.2 Materiales de Referencia para Viscosidad

A.2.1 Materiales de Referencia para viscosidad Saybolt. Se demostró utilizando Materiales de Referencia para viscosidad, conforme a los requerimientos de la ASTM, que los valores de viscosidad saybolt obtenidos por medio de ecuaciones a partir de los resultados de viscosidad cinemática de un estudio cooperativo, son equivalentes. Los valores de viscosidad cinemática se transforman en valores de viscosidad Saybolt Universal y Saybolt Furol por medio de Tablas de conversión que se indican en las Tablas 4, 5 y 6. Las viscosidades Saybolt aproximadas se indican en la Tabla 3. A.2.2 Materiales de Referencia de acuerdo a las normas ASTM para viscosidad Saybolt. Los Materiales de Referencia para viscosidad pueden usarse también para calibraciones de rutina a otras temperaturas, como se indica en la Tabla 3. Otros Líquidos de Referencia, adecuados para realizar calibraciones de rutina, pueden usarse siempre y cuando se seleccionen aceites estables que cubran el rango deseado y cuyos valores de viscosidad se hayan obtenido en un viscosímetro calibrado con un Material de Referencia que cumpla los requerimientos de la ASTM. A.2.3 Calibraciones de rutina. Materiales de Referencia para viscosidad pueden usarse también para calibraciones de rutina a otras temperaturas, como se muestra en la Tabla 3.

Tabla 3. Materiales de Referencia para Viscosidad Saybolt (ver nota 6 y 7)

Viscosidad del aceite estándar A 37,8 ⁰C (100 ⁰F) A 98,9 ⁰C (210 ⁰F) A 50 ⁰C (122 ⁰F)

SSU mm2/s SSU mm

2/s SSU mm

2/s

S3 36 3,0

S6 46 6,0

S20 100 20

N26 130 27

N35 170 35

N44 220 48

S60 280 60

N75 380 82

N100 500 110

N140 720 160

S200 925 200 105 20

N250 1300 280 140 29

N350 1570 340 160 32

N415 2180 470 200 41

S600 240 50 120 310

S2000 360 72

________________ NOTA 6. Todos los valores son nominales y pueden variar con el lote. NOTA 7. Estos materiales de referencia para viscosidad se encuentran disponibles en recipientes de 0,5 L y pueden obtenerse directamente de Cannon Instrument Co.

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A.3 Materiales y Equipos

Figura A.3.1 Viscosímetro Saybolt con Orificio Universal y Furol (ver nota 8)

Figura A.3.2 Tubo de extracción para usarse con el viscosímetro Saybolt (Ver Nota 8)

_________ NOTA 8. Todas las dimensiones están en milímetros (pulgadas)

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Figura A.3.3 Soporte para Termómetro (Ver Nota 8)

Figura A.3.4 Embudo de filtración para usarse con Viscosímetro Saybolt (Ver Nota 8)

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Figura A.3.5 Copa Receptora (Ver Nota 8)

A.4 Cartas de Viscosidad-Temperatura para Productos Líquidos derivados del Petróleo

A.4.1 Alcance A.4.1.1 Las cartas de viscosidad cinemática - temperatura que se muestran en las Figuras A.4.1 y A.4.2 permiten verificar la viscosidad cinemática de productos líquidos derivados del petróleo a cualquier temperatura dentro de un rango establecido, siempre y cuando se conozcan sus viscosidades cinemáticas a dos temperaturas. A.4.1.2 Las cartas están diseñadas para permitir que los datos de viscosidad cinemática -temperatura del petróleo, se tracen en línea recta. Estas cartas tienen una mayor linealidad en relación a las cartas que se encuentran disponibles en el método de ensayo ASTM D341-43, lo cual permite una mejor extrapolación de los datos a altas temperaturas. A.4.2 Riesgo Técnico A.4.2.1 Advertencia. Las cartas deberían utilizarse sólo en el rango en el cual los productos derivados del petróleo son líquidos homogéneos. Este rango está comprendido entre el punto de nube a bajas temperaturas y el punto inicial de ebullición a altas temperaturas. Las cartas tienen una mayor linealidad tanto en valores bajos de viscosidad cinemática como en temperaturas de hasta 340 °C (aproximadamente 650 °F) o mayores. Algunos productos con puntos de ebullición altos pueden mostrar una pequeña desviación desde una línea recta por debajo de 280 °C (aproximadamente 550 °F), que depende de la muestra individual o la precisión de los datos. Se pueden obtener datos confiables siempre que se realicen trazos dentro la región de alta temperatura incluso si algunos productos presentan alguna curvatura. Las extrapolaciones en regiones de bajas temperaturas carecen de precisión, sin embargo, datos experimentales obtenidos bajo el punto de nube o la temperatura de formación de cristales, por lo general no tienen una repetibilidad confiable para su interpolación o extrapolación en las cartas. También debe hacerse hincapié en que, fluidos de otros hidrocarburos no suelen formar una línea recta en estas cartas.

A.4.3 Descripción A.4.3.1 Las cartas están diseñadas para obtener datos de viscosidad cinemática-temperatura de productos líquidos derivados del petróleo, con tan solo trazar una línea recta sobre un amplio rango. Siete cartas están disponibles de la siguiente manera:

Carta I: Viscosidad Cinemática, Rango Alto: Viscosidad cinemática: 0,3 a 20000000 cSt Temperatura: -70 a 370 °C Tamaño: 680 por 820 mm (26,75 por 32,25 pulgadas) Pad de 50 ADJD034101

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Carta II: Viscosidad Cinemática, Rango Bajo Viscosidad cinemática: 0,18 a 6,5 cSt Temperatura: -70 a 370 °C Tamaño: 520 por 820 mm (20,5 por 32,25 pulgadas) Pad de 50 ADJD034102 Carta III: Viscosidad Cinemática, Rango Alto Viscosidad cinemática: 0,3 a 20000000 cSt Temperatura: -70 a 370 °C Tamaño: 217 por 280 mm (8,5 por 11,0 pulgadas) Pad de 50 ADJD034103 Carta IV: Viscosidad Cinemática, Rango Bajo Viscosidad cinemática: 0,18 a 6,5 cSt Temperatura: -70 a 370 °C Tamaño: 217 por 280 mm (8,5 a 11,0 cm) Pad de 50 ADJD034104 Carta V: Viscosidad Cinemática, Rango Alto Viscosidad cinemática: 0,3 a 20 000 000 cSt Temperatura: -100 a +700 °F Tamaño: 680 por 820 mm (26,75 por 32,25 pulgadas) Pad de 50 ADJD034105 Carta VI: Viscosidad Cinemática, Rango Bajo Cinemática Viscosidad: 0,18 a 3,0 cSt Temperatura: -100 a +700 °F Tamaño: 520 por 820 mm (20,5 por 32,25 pulgadas) Pad de 50 ADJD034106 Carta VII: Viscosidad Cinemática, Rango Medio Cinemática Viscosidad: de 3 a 200 000 cSt Temperatura: de -40 a +150 °C Tamaño: 217 por 280 mm (8,5 por 11,0 pulgadas) Pad de 50 ADJD034107

A.4.3.2 Se recomienda el uso de las cartas I, II, V y VI por comodidad y por precisión en el trazo. La carta VII es la sección de rango medio de la carta I a escala algo reducida. Se provee para comodidad una relación con los informes y datos de evaluación. Las cartas III y IV son las mismas cartas que I y II y se incluyen a una escala muy reducida para conveniencia en relación con informes o evaluación rápida de los datos. No se recomienda usar estas últimas cartas cuando se requieren interpolaciones o extrapolaciones más precisas.

A.4.3 Procedimiento

A.4.3.1 Dibujar en la carta dos puntos conocidos de viscosidad cinemática con sus respectivas temperaturas y trazar una línea definida entre ellos. Un punto en esta línea, dentro del rango definido en el numeral A.4.2., muestra la viscosidad cinemática a la temperatura deseada, y viceversa. A.4.3.2 Por otra parte, las viscosidades cinemáticas y temperaturas que se interpolan y extrapolan, deben calcularse como se indica en el numeral A.4.5., dentro del rango definido en el numeral A.4.2. A.4.4 Extrapolación

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A.4.4.1 Los puntos de viscosidad cinemática y temperatura en la parte de extrapolación de la línea, pero que todavía se encuentra dentro del rango definido en el numeral A.4.2., son satisfactorios siempre y cuando la línea de temperatura-viscosidad cinemática cubra un amplio rango, para lo cual es importante que los dos puntos conocidos de temperatura y viscosidad cinemática estén muy separados. Si estos dos puntos no están lo suficientemente separados, los errores experimentales en la determinación de viscosidad cinemática y en el trazo de la línea pueden afectar gravemente la precisión de los puntos extrapolados, especialmente si la diferencia entre una temperatura extrapolada y la temperatura más cercana de determinación es mayor a la diferencia entre las dos temperaturas de determinación. En casos extremos, se recomienda una determinación adicional en la tercera temperatura.

A.4.5 Ecuaciones matemáticas A.4.5.1 A continuación, se indican ecuaciones que tienen relación con la escala de la carta, las cuales son necesarias cuando en los cálculos se incluyen viscosidades cinemáticas menores a 2,0 mm

2/s

(cSt). lo lo lo

e (

e ( En donde: log = Logaritmo de base 10, = Viscosidad cinemática, mm

2/s (o cSt),

T = Temperatura, K (t + 273,15, donde t en °C), A y B = constantes A.4.5.2 Si se remplaza la segunda ecuación en la primera, se pueden calcular las constantes A y B para una muestra, cuyos datos experimentales de viscosidad cinemática pueden ser menores a 2,0 mm

2/s (cSt). Este procedimiento también puede utilizarse si se desea calcular la temperatura de una

viscosidad cinemática requerida.

A.4.5.3 Por el contrario, la viscosidad cinemática asociada a una temperatura requerida puede encontrarse a partir de la segunda ecuación mediante la resolución de Z, al sustituirse en la primera ecuación; a continuación, obtener la viscosidad cinemática a partir del valor de Z, utilizando la tercera ecuación.

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Figura A.4.1 Facsímil de la Carta I de Viscosidad Cinemática -Temperatura de alto rango (Temperatura grados Celsius)

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Figura A.4.2 Facsímil de la Carta II de Viscosidad Cinemática -Temperatura de bajo rango (Temperatura grados Celsius)

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A.5 Conversión de Viscosidad Cinemática a Viscosidad Saybolt Universal o a Viscosidad Saybolt Furol

A.5.1 Introducción A.5.1.1 En el pasado, la industria del petróleo se enfocó en medir la viscosidad cinemática utilizando un viscosímetro Saybolt y las unidades de viscosidad cinemática se expresaban en segundos Saybolt Universal (SSU) y en segundos Saybolt Furol (SSF), pero en la actualidad ya no se utiliza en la actualidad. A.5.1.2 En este Anexo se incorporan las ecuaciones oficiales de SSU y SSF a las unidades del SI de viscosidad cinemática, mm

2/s.

A.5.1.3 Además, se permite la conversión entre unidades de SSU y SSF y las unidades del SI de la viscosidad cinemática. A.5.2 Objeto A.5.2.1 En este Anexo se describe el procedimiento para la conversión de viscosidad cinemática a viscosidad Saybolt Universal o a viscosidad Saybolt Furol. A.5.3 Alcance A.5.3.1 Este Anexo cubre las Tablas de conversión y ecuaciones para convertir la viscosidad cinemática en mm

2/s a cualquier temperatura, a la viscosidad Saybolt Universal (en Segundos

Saybolt Universal (SSU)) a la misma temperatura; y para convertir la viscosidad cinemática en mm2/s

a 122 y 210 °F (50 y 98,9 °C) a viscosidad Saybolt Furol (en Segundos Saybolt Furol (SSF)) a las mismas temperaturas. Los valores de viscosidad cinemática se basan en el valor de la viscosidad cinemática del agua, 1,0034 (mm

2/s) (cSt) a 68 °F (20 °C) (ver nota 9).

A.5.4 Resumen del método A.5.4.1 La viscosidad Saybolt Universal equivalente a una viscosidad cinemática dada varía con la temperatura a la que se efectúa la determinación. Los valores de conversión básicos son los que se indican en la Tabla 6 para 100 °F. La viscosidad Saybolt Universal equivalente a una viscosidad cinemática dada a cualquier temperatura puede calcularse como se describe en el numeral A.5.1.3. Por conveniencia los valores equivalentes a 210 °F se indican en la Tabla 4. A.5.4.2 La viscosidad Saybolt Furol equivalente se indica en la Tabla 6 solamente para las temperaturas de 122 °F y 210 °F. A.5.5 Procedimiento para convertir Viscosidad Cinemática a Viscosidad Saybolt Universal A.5.5.1 Para convertir viscosidades cinemáticas entre 1,81 y 500 mm

2/s (cSt) a 100 °F, y entre 1,77 y

139,8 mm2/s (cSt) a 210 °F, a segundos Saybolt Universal, utilizar directamente la Tabla 4, (ver nota

10. A.5.5.2 Para convertir viscosidades cinemáticas mayores al límite superior que se indica en la Tabla 4, a temperaturas de 100 y 210 °F, a viscosidades Saybolt Universal, se debe utiliza la siguiente ecuación:

e undos a ol ni ersal en is o es En donde: B = 4,632 a 100ºF o 4,664 a 210ºF ___________ NOTA 9. El Método de Ensayo ASTM D445 se utiliza para medir viscosidad cinemática mediante el uso de viscosímetros apropiados. Se recomienda reportar las unidades de viscosidad cinemática en mm

2/s en lugar de Segundos Saybolt Universal

(SSU) o Segundos Saybolt Furol (SSF). El método de Ensayo para determinar Viscosidad Saybolt se sigue utilizando con el fin de calcular viscosidades cinemáticas a partir de datos de SSU y SSF que aparecen en la literatura pasada. NOTA 10. Para obtener viscosidades que no estén en la lista, pero que se encuentren dentro del intervalo dado en la Tabla 4, realizar una interpolación lineal.

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A.5.5.3 Para otras temperaturas diferentes de 100 o 210 °F, convertir viscosidades cinemáticas a viscosidad Saybolt Universal, utilizando la siguiente ecuación, (ver nota 11).

F( En donde: = Viscosidad Saybolt Universal a t, ºF

= Viscosidad Saybolt Universal, a 100ºF en Segundos Saybolt Universal equivalentes a la viscosidad cinemática en centistokes a t, ºF, de la Tabla 4.

A.5.5.4 Debido a que la relación entre la viscosidad Saybolt y viscosidad cinemática es lineal por sobre 75 mm

2/s (cSt), las viscosidades cinemáticas por encima de este límite pueden convertirse a

viscosidades Saybolt Universal a cualquier temperatura entre 0 y 350 °F mediante el uso de la ecuación que se indica en el numeral A.5.5.2, seleccionando el factor adecuado para B de la Tabla 5. A.5.6 Procedimiento para convertir Viscosidad Cinemática a Viscosidad Saybolt Furol A.5.6.1 Para convertir viscosidades cinemáticas entre 48 a 1300 mm

2/s (cSt) a 122 °F, y entre 50 y

1300 mm2/s (cSt) a 210 °F, a segundos Saybolt Furol, se debe utilizar directamente la Tabla 6 (ver

nota 12). A.5.6.2 Para convertir viscosidades cinemáticas sobre 1300 cSt, a segundos Saybolt Furol, se debe utilizar las siguientes ecuaciones:

e undos a ol Furol a F

s a F

e undos a ol Furol a F

s a F

A.5.7 Procedimiento para cálculos computarizados A.5.7.1 La Tabla 4 y 6, se calcularon ajustando una curva a los puntos originales de datos experimentales. Las ecuaciones derivadas se dan de la siguiente manera para la comodidad de aquellos que desean utilizar una computadora para su conversión en lugar de hacer uso de las Tablas:

F

F F

F F

En donde:

= viscosidad cinemática,

s a F

F F = Viscosidad Saybolt Furol a 122°F en segundos Saybolt Furol equivalentes a viscosidad

cinemática,

s a F

F F = Viscosidad Saybolt Furol a 210°F en segundos Saybolt Furol equivalentes a viscosidad

cinemática a

s a F

__________ NOTA 11. Los multiplicadores para segundos Saybolt Universal en la ecuación del numeral A.5.5.3 se dan como factor A en la Tabla 5 para un rango de temperaturas. NOTA 12. Las viscosidades que no se indiquen en la Tabla, pero que estén dentro del rango que se indica en la Tabla 6, se pueden obtener por interpolación lineal.

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A.5.7.2 Las dos primeras ecuaciones del numeral A.5.7.1 y la Tabla 4 se limitan a valores de viscosidad Saybolt Universal de 32,0 segundos y mayores. A.5.7.3 Las dos últimas ecuaciones del numeral A.5.7.1 y la Tabla 6 se limitan a valores de viscosidad Saybolt Furol de 25,1 segundos y mayores. A.5.8 Equivalencias suplementarias para conversión de unidades A.5.8.1 Las siguientes unidades y equivalencias se utilizan con frecuencia para la conversión de viscosidad: Poise = cgs, unidad absoluta de viscosidad. Centipoise = 0,01 poise. Stokes = cgs, unidad de viscosidad cinemática Centistokes = 0,01 stokes. Centipoise = centistokes *densidad (a la temperatura deseada) A.6 Informe de resultados A.6.1 Reportar la Viscosidad Saybolt Universal y la Viscosidad Saybolt Furol con una precisión de 0,1 segundos, para valores de viscosidad iguales o menores a 200 segundos, y con una precisión de 1 segundo, para valores mayores a 200 segundos.

(Continua)

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Tabla 4. Viscosidad cinemática a viscosidad Saybolt Universal 1,77 a 500,0 m2/s (cSt)

*Fuente: Norma ASTM D 2161 Practice for Conversion of Kinematic Viscosity to Saybolt Universal Viscosity or to Saybolt Furol Viscosity

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Tabla 4. Continuación


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Tabla 4. Continuación *Fuente: Norma ASTM D 2161 Practice for Conversion of Kinematic Viscosity to Saybolt Universal Viscosity or to Saybolt Furol Viscosity

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Tabla 4. Continuación *Fuente: Norma ASTM D 2161 Practice for Conversion of Kinematic *Fuente: Norma ASTM D 2161 Practice for Conversion of Kinematic Viscosity to Saybolt Universal Viscosity or to Saybolt Furol Viscosity

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Tabla 5. Factores de conversión, para viscosidad cinemática a viscosidad Saybolt Universal


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Temperatura, °F

Factores de Conversión

Factor A, 75 mm2/s (cSt) y menor Factor B, sobre 75 mm

2/s (cSt)

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Tabla 6. Viscosidad cinemática a viscosidad Saybolt Furol de 48 a 1300 m

2/s (cSt)


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APÉNDICE Z

Z.1 DOCUMENTOS NORMATIVOS A CONSULTAR

Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 930 Productos de petróleo. Muestreo. ASTM D93 Test Methods for Flash Point by Pensky-Martens

Closed Cup Tester ASTM D117 Guide for Sampling, Test Methods, and Specifications

for Electrical Insulating Oils of Petroleum Origin ASTM D140 Practice for Sampling Bituminous Materials ASTM D244 Test Methods and Practices for Emulsified Asphalts ASTM D445 Test Method for Kinematic Viscosity of Transparent and

Opaque Liquids (and Calculation of Dynamic Viscosity) ASTM D2161 Practice for Conversion of Kinematic Viscosity to

Saybolt Universal Viscosity or to Saybolt Furol Viscosity ASTM D2170 Test Method for Kinematic Viscosity of Asphalts

(Bitumens) ASTM D4057 Practice for Manual Sampling of Petroleum and

Petroleum Products ASTM D4177 Practice for Automatic Sampling of Petroleum and

Petroleum Products ASTM E1 Specification for ASTM Liquid-in-Glass Thermometers ASTM E11 Specification for Wire Cloth and Sieves for Testing

Purposes ASTM E102 Test Method for Saybolt Furol Viscosity of Bituminous

Materials at High Temperatures

Z.2 BASES DE ESTUDIO ASTM D88-07, Standard Test Method for Saybolt Viscosity, American Society for Testing and Materials, USA. ASTM D2161-10, Standard Practice for Conversion of Kinematic Viscosity to Saybolt Universal Viscosity or to Saybolt Furol Viscosity, American Society for Testing and Materials, USA. ASTM D341-03, Standard Test Method for Viscosity-Temperature Charts for Liquid Petroleum Products, American Society for Testing and Materials, USA.

INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA

Documento:

NTE INEN 1981

Primera revisión

TÍTULO: PRODUCTOS DE PETRÓLEO. DETERMINACIÓN

DE LA VISCOSIDAD SAYBOLT

Código:

PE 01.04-316

ORIGINAL:

Fecha de iniciación del estudio:

REVISIÓN:

Fecha de aprobación anterior por Consejo Directivo 1993-12-28

Oficialización con el Carácter de Obligatoria

por Acuerdo No. 038 de 1994-01-28

publicado en el Registro Oficial No. 378 de 1994-02-10

Fecha de iniciación del estudio: 2012-07-18

Fechas de consulta pública: 2012-12-19 a 2013-01-18

Subcomité Técnico de:

Fecha de iniciación: Fecha de aprobación: Integrantes del Subcomité:

NOMBRES:

Mediante compromiso presidencial N° 16364, el

Instituto Ecuatoriano de Normalización – INEN, en vista

de la necesidad urgente, resuelve actualizar el acervo

normativo en base al estado del arte y con el objetivo de

atender a los sectores priorizados así como a todos los

sectores productivos del país.

Para la revisión de esta Norma Técnica se ha

considerado el nivel jerárquico de la normalización,

habiendo el INEN realizado un análisis que ha

determinado su conveniente aplicación en el país.

La Norma en referencia ha sido sometida a consulta

pública por un período de 30 días y por ser considerada

EMERGENTE no ha ingresado a Subcomité Técnico.

INSTITUCIÓN REPRESENTADA:

Otros trámites: ♦4 Esta norma sin ningún cambio en su contenido fue DESREGULARIZADA, pasando de

OBLIGATORIA a VOLUNTARIA, según Resolución de Consejo Directivo de 1998-01-08 y oficializada

mediante Acuerdo Ministerial No. 235 de 1998-05-04 publicado en el Registro Oficial No. 321 del 1998-05-20

Esta NTE INEN 1981:2013 (Primera revisión), reemplaza a la NTE INEN 1981:1994

La Subsecretaría de la Calidad del Ministerio de Industrias y Productividad aprobó este proyecto de norma

Oficializada como: Voluntaria Por Resolución No. 13283 de 2013-08-08

Registro Oficial No. 75 de 2013-09-06

Instituto Ecuatoriano de Normalización, INEN - Baquerizo Moreno E8-29 y Av. 6 de Diciembre

Casilla 17-01-3999 - Telfs: (593 2)2 501885 al 2 501891 - Fax: (593 2) 2 567815 Dirección General: E-Mail:[email protected]

Área Técnica de Normalización: E-Mail:[email protected] Área Técnica de Certificación: E-Mail:[email protected] Área Técnica de Verificación: E-Mail:[email protected]

Área Técnica de Servicios Tecnológicos: E-Mail:[email protected] Regional Guayas: E-Mail:[email protected] Regional Azuay: E-Mail:[email protected]

Regional Chimborazo: E-Mail:[email protected] URL:www.inen.gob.ec

PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETRÓLEO. DETERMINACIÓN …

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