⛽ 润滑脂锥入度
采用锥入度法测定润滑脂的稠度（硬度）。测量标准锥体在自重下的贯入深度。
要点速览
- 标准: PN-EN ISO 2137:2020
- 类别: 石油化工
- 操作步骤数: 10
- 各步骤合计时间: 1 小时 22 分钟
- 结果单位: × 0,1 mm（如 265 = 26,5 mm）
- 锥体含锥杆质量: 102,5 g（全锥）
- 贯入时间: 5 ± 0,1 s
概述
锥入度是评价润滑脂和工业凡士林稠度（硬度）的基本方法。锥入度结果用于按 NLGI（美国润滑脂协会）体系将润滑脂划分为 9 个稠度等级——从 000 级（半流体）到 6 级（很硬的块状）。NLGI 分级是全球通用的润滑脂稠度描述语言。
方法是在 25°C 下测量规定质量的标准金属锥体（102,5 g，缩小锥体为 9,38 g）在 5 秒内贯入润滑脂样品的深度（以十分之一毫米计）。贯入越深，润滑脂越软。标准区分未工作锥入度（P0）、在工作器中经 60 次双行程工作后的锥入度（P60），以及更长时间工作后的锥入度。
NLGI 等级与 P60 锥入度范围：000（445–475）、00（400–430）、0（355–385）、1（310–340）、2（265–295）、3（220–250）、4（175–205）、5（130–160）、6（85–115）。汽车和工业领域最常用的是 NLGI 2 级（P60 = 265–295 × 0,1 mm）。
锥入度是为特定应用选择润滑脂的关键参数——过软的脂会从轴承中流失，过硬的脂无法把润滑剂送入摩擦区。所有润滑脂技术数据表（TDS）均要求给出该试验结果，它也是润滑脂生产质量控制的基础。
方法原理
将润滑脂样品装入直径 77 mm、深 58 mm 的标准脂杯中。测定工作锥入度（P60）时，先在工作器中对润滑脂进行 60 次双行程工作。将装脂的脂杯恒温至 25°C，随后置于锥入度计下。将标准金属锥体（锥角 30°，含锥杆质量 102,5 g）调整至锥尖恰好接触脂面。释放锥体，自释放起 5 秒后在锥入度计标尺上以 0,1 mm 精度读取贯入深度（1 个锥入度单位 = 0,1 mm）。
应用领域
- 按 NLGI 体系对润滑脂分级（000–6 级）
- 润滑脂生产质量控制
- 润滑脂机械安定性研究（P0 与 P60 与 P100000 对比）
- 为特定应用选择润滑脂（轴承、齿轮、丝杠）
- 汽车和航空工业润滑脂的验收检验
- 温度对润滑脂稠度影响的研究
- 在用润滑脂老化和劣化监测
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 结果单位 | × 0,1 mm（如 265 = 26,5 mm） |
| 锥体含锥杆质量 | 102,5 g（全锥） |
| 贯入时间 | 5 ± 0,1 s |
| 试验温度 | 25 ± 0,5°C |
| NLGI 2（典型） | P60 = 265–295 × 0,1 mm |
| 重复性 | ±4 个锥入度单位（全锥） |
标准
- 标准编号
- PN-EN ISO 2137:2020
- 标准名称（波兰语）
- Przetwory naftowe i srodki smarowe — Oznaczanie penetracji stozkowej smarow plastycznych i wazeliny
- 标准名称（英语）
- Petroleum products and lubricants — Determination of cone penetration of lubricating greases and petrolatum
分步操作程序
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样品制备
在原容器中充分混匀润滑脂。避免混入空气。取具代表性的样品。
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装填工作器（P60）
将润滑脂装入工作器容器，避免气泡。装入多孔板。
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润滑脂工作
以约 1 次/秒的速度进行 60 次双行程工作。测定 P0 时跳过本步骤。
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装填脂杯
将工作后的润滑脂转入脂杯。用刮刀刮平表面，避免气泡。
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恒温
将装脂的脂杯放入 25 ± 0,5°C 水浴中。恒温至少 1 小时（或直至整体达到 25°C）。
-
锥入度计调整
将脂杯置于锥入度计下。放下锥体直至锥尖接触脂面。标尺清零。
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进行锥入
释放锥体并同时启动秒表。恰好 5 秒后锁定锥体。读取贯入深度。
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重复测量
在脂杯不同位置至少进行 3 次锥入（间距不小于 10 mm）。计算平均值。
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结果计算
结果为至少 3 次测量的平均值，以 × 0,1 mm 单位表示。依据表格判定 NLGI 等级。
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设备清洗
用溶剂油、随后用甲苯清洗锥体、锥杆和容器。干燥后置于保护包装中存放。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 实验室锥入度计 | Anton Paar PNR 500、Koehler K95500、Normalab NPM 440 | 15 000–50 000 PLN |
| 锥入度锥体（全锥） | 30° 钢锥，含锥杆质量 102,5 g，符合 ISO 2137 | 1 000–3 000 PLN |
| 半锥 / 四分之一锥 | 用于小样品 — 质量 9,38 g（半锥）、2,34 g（四分之一锥） | 800–2 000 PLN |
| 润滑脂工作器 | Koehler K19500，容器 + 多孔板，手动或自动 | 5 000–15 000 PLN |
| 恒温浴 | Julabo CORIO CD-200F，用于脂杯恒温（25°C） | 5 000–12 000 PLN |
| 脂杯 | ISO 2137 锥入度杯（d = 77 mm，h = 58 mm），不锈钢 | 300–800 PLN |
| 实验室温度计 | Pt100 或玻璃液体温度计 0–50°C，精度 0,5°C | 200–1 000 PLN |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| 溶剂油 / 石脑油 | 8032-32-4 | 试验后清洗锥体、锥杆和容器 |
| 甲苯 | 108-88-3 | 去除树脂状润滑脂残留的溶剂 |
| NLGI 参比润滑脂 | — | 锥入度已定值的润滑脂，用于锥入度计核查 |
职业健康与安全
- 锥入度锥体 — 锥尖锋利，操作时有刺伤风险
- 溶剂油 — 易燃，在通风柜中操作
- 甲苯 — 吸入有毒，使用呼吸防护
- 接触润滑脂时佩戴防护手套（皮肤刺激）
- 必须佩戴护目镜和实验服
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN ISO 2137:2020 — 《Petroleum products and lubricants — Determination of cone penetration of lubricating greases and petrolatum》。
该方法的原理是什么？
将润滑脂样品装入直径 77 mm、深 58 mm 的标准脂杯中。测定工作锥入度（P60）时，先在工作器中对润滑脂进行 60 次双行程工作。
测量范围和准确度是多少？
结果单位：× 0,1 mm（如 265 = 26,5 mm）；锥体含锥杆质量：102,5 g（全锥）；贯入时间：5 ± 0,1 s；试验温度：25 ± 0,5°C。
完成检测需要多长时间？
各步骤所列时间合计约为 1 小时 22 分钟。整个程序共 10 个步骤。
需要哪些设备？
实验室锥入度计、锥入度锥体（全锥）、半锥 / 四分之一锥、润滑脂工作器、恒温浴、脂杯、实验室温度计。核心仪器的参考价格（实验室锥入度计）：15 000–50 000 PLN。
该检测用于哪些场景？
按 NLGI 体系对润滑脂分级（000–6 级）；润滑脂生产质量控制；润滑脂机械安定性研究（P0 与 P60 与 P100000 对比）；为特定应用选择润滑脂（轴承、齿轮、丝杠）；汽车和航空工业润滑脂的验收检验；温度对润滑脂稠度影响的研究；在用润滑脂老化和劣化监测。
需要采取哪些安全防护措施？
锥入度锥体 — 锥尖锋利，操作时有刺伤风险；溶剂油 — 易燃，在通风柜中操作；甲苯 — 吸入有毒，使用呼吸防护；接触润滑脂时佩戴防护手套（皮肤刺激）；必须佩戴护目镜和实验服。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN ISO 2137。