ASTM D445-18 Standard Test Method Kinematic Viscosity dan Perhitungan dari Dynamic/Absolute Viscosity

Viskositas (viscosity) atau yang lebih dikenal istilah tingkat kekentalan adalah respon fluida terhadap shear stress dan shear rate dalam hubunganya dengan transfer momentum. Terdapat 2 tipe viskositas yang dipakai dalam aplikasi di lapangan yaitu:

Dynamic/Absolute Viscosity: mengukur tahanan aliran fluida atau kemampuan terhadap transfer momentum (tumbukan). Memiliki rumus = mass/(length x time) dengan satuan kg/(m.s) atau Pa.s
Kinematic Viscosity/Diffusivity: rasio antara dynamic viscosity/density fluida pada temperatur dan tekanan yang sama, satuannya kg/(m.s) : kg/m³= m²/s dan bisa dikonversi menjadi mm²/s = Cst (Centistokes)

Berikut standar peralatan pada ASTM D445-18 untuk mengukur kinematic viscosity yaitu viscometer kapiler.

Gambar 1. Skematik bath System Viscometer Kapiler

Keterangan sebagai berikut:

Gambar diatas adalah skematik bath system yang akan ditempatkan pada main host (controller system), sehingga akan menjadi satu kesatuan alat ukur yang dinamakan viscometer

Gambar 2. Viskometer Kapiler

Urutan sistem kerja sebagai berikut:

Memasang cover glass pada sisi luar dan menaruh bath system pada sisi dalam
Menuang air pada bath system sampai penuh batas atas
Install thermometer untuk mengukur suhu air
Heating air dan menyalakan stirrer. Umumnya pengujian viskositas pada 2 temperatur yaitu 40 ^oC dan 100 ^oC. Untuk pengujian viskositas 40 ^oC maka set temperature controller pada 50 ^oC untuk sampel encer (tembus cahaya) dan 60-65 ^oC untuk sampel kental (residual oil atau tidak tembus cahaya). Sedangkan pada 100 ^oC set temperature controller pada 100-105 ^oC. Stirrer berfungsi meratakan panas pada seluruh bath system. Set temperature tersebut diberi toleransi pengurangan temperatur karena yang diukur oleh thermometer adalah lingkungannya (air) sedangkan temparatur viskositas adalah sistemnya (sampel diuji)
Mengambil capillary pipe dan mengisi dengan sampel yang akan diukur viskositas-nya menggunakan rubbel ball suck (biasanya dalam 1 bath system terdapat multi capillary pipe sehingga bisa digunakan untuk mengukur beberapa sampel sekaligus). Sampel akan terkumpul pada bagian gelembung besar capillary pipe
Install capillary pipe di bath system dan membiarkan 30-60 menit menit sampai sampel mendekati suhu pemanas di lingkungannya (air yang dipanaskan)
Setelah kira-kira temperatur tercapai selanjutnya dengan menggunakan rubber ball suck menarik sampel sari gelembung besar menuju titik gelembung kecil atas (titik A) kemudian rubber ball suck dilepas dan seketika sampel akan turun ke gelembung kecil bawah (titik B). Waktu antara titik A ke titik B itulah yang diukur menggunakan stop-watch/timer. Standar ASTM D445-18 ini mengharuskan waktu yang dibutuhkan tidak boleh kurang dari 200 sekon (karena sistem manual cenderung banyak error) dan ketika kurang maka digunakan tipe capillary pipe dengan ukuran lebih kecil. Terdapat pengecualian syarat tersebut yaitu boleh < 200 sekon asalkan menggunakan viscometer automatic
Standar ASTM D445-18 menganjurkan melakukan pengujian 2x tiap sampel dan jika didapatkan data yang terlalu jauh maka diulang dari awal dan jika mendekati maka dirata-rata
Menghitung nilai kinematic viscosity sesuai ketentuan berikut:

Setelah nilai kinematic viscosity didapatkan maka bisa dilakukan konversi ke dynamic viscosity sesuai ketentuan diatas.

Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):

Feriyanto, Y.E. (2020). Standard Test Method Kinematic Viscosity dan Perhitungan dari Dynamic/Absolute Viscosity, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:

[1] ASTM D445-18 Standard Test Method for Kinematic Viscosity of Transparent and Opaque Liquid (and Calculation of Dynamic Viscosity)

[2] Feriyanto, Y. E. (2016). Analisa Oli Pelumas (Tribology) dan Referensi Report, Best Practice Experience in Power Plant. Surabaya