TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 14401:2025
ASTM D5001-23
NHIÊN LIỆU TUỐC BIN HÀNG KHÔNG XÁC ĐỊNH ĐỘ BÔI TRƠN BẰNG THIẾT BỊ ĐÁNH GIÁ
KHẢ NĂNG BÔI TRƠN VIÊN BI TRÊN XY LANH (BOCLE)
Standard test method for measurement of lubricity of aviation turbine fuels by the ball-on-
cylinder lubricity evaluator
Lời nói đầu
TCVN 14401:2025 được xây dựng trên cơ sở chấp nhận hoàn toàn tương đương với ASTM D5001-
23 Standard Test Method for Measurement of Lubricity of Aviation Turbine Fuels by the Ball-on-
Cylinder Lubricity Evaluator với sự cho phép của ASTM quốc tế, 100 Barr Harbor Drive, West
Conshohocken, PA 19428, USA. Tiêu chuẩn ASTM D5001-23 thuộc bản quyền của ASTM quốc tế.
TCVN 14401:2025 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC28 Sản phẩm dầu mỏ và chất bôi
trơn biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất
lượng Quốc gia thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
NHIÊN LIỆU TUỐC BIN HÀNG KHÔNG XÁC ĐỊNH ĐỘ BÔI TRƠN BẰNG THIẾT BỊ ĐÁNH GIÁ
KHẢ NĂNG BÔI TRƠN VIÊN BI TRÊN XY LANH (BOCLE)
Standard test method for measurement of lubricity of aviation turbine fuels by the ball-on-
cylinder lubricity evaluator
1 Phạm vi áp dụng
1.1 Tiêu chuẩn này quy định việc đánh giá các tính chất mài mòn của nhiên liệu tuốc bin hàng không
trong điều kiện bôi trơn tới hạn trên các bề mặt thép ma sát.
1.1.1 Phương pháp này kết hợp hai quy trình, một quy trình sử dụng thiết bị bán tự động và quy trình
thứ hai sử dụng thiết bị hoàn toàn tự động. Có thể sử dụng một trong hai thiết bị để thực hiện thử
nghiệm.
1.2 Các giá trị trình bày theo đơn vị SI được coi là tiêu chuẩn. Tiêu chuẩn này không bao gồm các
đơn vị đo lường khác.
1.3 Tiêu chuẩn này không đề cập đến tất cả các vấn đề liên quan đến an toàn khi sử dụng. Người sử
dụng tiêu chuẩn này có trách nhiệm thiết lập các nguyên tắc về an toàn và bảo vệ sức khoẻ cũng như
khả năng áp dụng phù hợp với các giới hạn quy định trước khi đưa vào sử dụng.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi
năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp
dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
ASTM D4175 Standard terminology relating to petroleum products, liquid fuels, and lubricants (Thuật
ngữ liên quan đến sản phẩm dầu mỏ, nhiên liệu lỏng và chất bôi trơn)
ASTM D4306 Standard practice for aviation fuel sample containers for tests affected by trace
contamination (Quy trình chuẩn bị các bình chứa mẫu nhiên liệu hàng không cho các phép thử bị ảnh
hưởng bởi ô nhiễm vết)
ASTM D6708 Standard practice for statistical assessment and improvement of expected agreement
between two test methods that purport to measure the same property of a material (Phương phápn
đánh giá thống kê và cải thiện sự đồng thuận mong đợi giữa hai phương pháp thử có mục đích đo
lường cùng một đặc tính của một vật liệu)
AISI E-52100 Chromium alloy Steel (Thép hợp kim Crom)
ISO 3290-1 Rolling bearings - Balls - Part 1: steel balls (Ổ lăn - Bi - Phần 1: Bi thép)
SAE 8720 Steel (Thép)
3 Thuật ngữ, định nghĩa
3.1 Thuật ngữ, định nghĩa
3.1.1 Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ, định nghĩa quy định trong ASTM D4175 và các thuật
ngữ, định nghĩa dưới đây:
3.2 Định nghĩa các thuật ngữ cụ thể đối với tiêu chuẩn này
3.2.1
Độ bôi trơn (lubricity)
Đại lượng mô tả khả năng chất lỏng giảm thiểu ma sát giữa các bề mặt và giảm thiểu hư hại của các
bề mặt khi chúng chuyển động tương đối với nhau trong điều kiện có tải trọng.
3.2.1.1 Giải thích: Trong phương pháp thử này, độ bôi trơn của chất lỏng được xác định theo vết
mòn, tính bằng milimet. Vết mòn này được tạo ra trên một viên bi đứng yên khi nó tiếp xúc với một
vòng thử hình trụ quay được làm ướt bằng một chất lỏng, vận hành trong các điều kiện xác định và
được kiểm soát chặt chẽ.
3.2.2
Vết mòn - dùng trong ngành nhiên liệu lỏng) (wear scar - in liquid fuels industry)
Đường kính trung bình của vùng bị mài mòn và trầy xước, được đo theo hai hướng xác định, được
tạo ra trên viên bi thử trong điều kiện xác định.
3.2.2.1 Giải thích: vết mòn tạo ra theo phương pháp thử TCVN 14401 (ASTM D5001) thường được
gọi là vết mòn BOCLE.
3.3 Chữ viết tắt
3.3.1 BOCLE - Thiết bị đánh giá khả năng bôi trơn bi trên xy lanh (Ball on Cylinder Lubricity
Evaluator)
3.3.2 HRC - Thang độ cứng Rockwell “C” (Rockwell Hardness “C” scale)
3.3.3 WSD - Đường kính vết mòn (Wear Scar Diameter)
4 Tóm tắt phương pháp
Chất lỏng thử nghiệm được chứa trong một bình thử với không khí trong bình được duy trì ở độ ẩm
tương đối 10 %. Một viên bi thép không quay được giữ bởi một ngàm lắp thẳng đứng và được ép vào
đường kính ngoài của một vòng thép hình trụ lắp hướng tâm và được áp vào một tải trọng. Vòng thử
nghiệm được quay với tốc độ cố định trong khi nó được nhúng một phần vào bình chứa chất lỏng thử
nghiệm. Điều đó giúp cho vòng thép luôn được duy trì ở trạng thái ướt và chất lỏng thử nghiệm liên
tục được chuyển đến bề mặt bi/vòng. Vết mòn tạo ra trên bi thử nghiệm là thước đo đặc tính bôi trơn
của chất lỏng. Xem Điều 10 về hiệu chuẩn và chuẩn hóa đường kính vết mòn (WSD).
5 Ý nghĩa và ứng dụng
5.1 Sự mài mòn do ma sát quá mức, dẫn đến làm giảm tuổi thọ của các bộ phận động cơ như bơm
nhiên liệu và bộ điều chỉnh nhiên liệu, đôi khi được coi là do nhiên liệu hàng không thiếu khả năng bôi
trơn.
5.2 Mối liên hệ giữa kết quả thử nghiệm và tình trạng hư hỏng của bộ phận trong hệ thống nhiên liệu
hàng không do mài mòn đã được chứng minh với một số tổ hợp nhiên liệu/phần cứng, trong đó sự bôi
trơn biên là một yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của bộ phận máy bay.
5.3 Vết mòn được tạo ra trong thử nghiệm đánh giá độ bôi trơn bằng viên bi trên xy lanh (BOCLE)
khá nhạy cảm với các yếu tố như độ nhiễm tạp chất của chất lỏng và vật liệu thử nghiệm, sự có mặt
của oxy và nước trong khí quyển và nhiệt độ của phép thử. Phép đo độ bôi trơn này cũng nhạy cảm
với các vật liệu vết thu được trong quá trình lấy mẫu và tồn chứa. Phải sử dụng bình chứa được quy
định trong ASTM D4306.
5.4 Phương pháp thử BOCLE có thể không phản ánh trực tiếp điều kiện vận hành của phần cứng
động cơ. Ví dụ, một số nhiên liệu có hàm lượng các hợp chất lưu huỳnh cao có thể cho kết quả thử
nghiệm bất thường.
6 Thiết bị và dụng cụ
6.1 Để biết thông tin chi tiết về thiết bị cần thiết cho từng phương pháp Đánh giá độ bôi trơn bằng
viên bi trên xy lanh (BOCLE), xem: Phụ lục A.1 đối với phương pháp bán tự động, Phụ lục A.2 đối với
phương pháp hoàn toàn tự động.
6.2 Kính hiển vi có khả năng phóng đại 100x lần và phù hợp để đo vết mòn trên bi chính xác đến 0,01
mm.
6.2.1 Phương pháp đo vết mòn - Có thể là micromet trượt bằng thủy tinh có thang chia vạch 0,01 mm
hoặc micromet kỹ thuật số và cụm lam kính có độ phân giải ít nhất là 0,01 mm.
6.3 Bồn rửa - Bồn siêu âm bằng thép không gỉ không hàn, có dung tích 1,9 L và công suất rửa 40 W.
6.4 Bảng 1 liệt kê các yêu cầu thử nghiệm.
Bảng 1 - Điều kiện vận hành tiêu chuẩn
Thể tích chất lỏng 50 mL ± 1,0 mL
Nhiệt độ chất lỏng 25 °C ± 1 °C
Không khí đã điều hòa Độ ẩm tương đối 10 % ± 0,2 % ở 25 °C ± 1 °C
Xử lý sơ bộ chất lỏng 0,50 L/min thổi qua chất lỏng và 3,3 L/min thổi trên chất lỏng trong
15 min
Điều kiện thử nghiệm chất lỏng,
tốc đội thổi không khí
3,8 L/min thổi trên chất lỏng
Tải trọng sử dụng 1 000 g (quả cân 500 g) (± 1 g)
Tốc độ quay của xy lanh 240 rpm ± 1 rpm
Thời gian thử nghiệm 30 min ± 0,1 min
7 Thuốc thử và vật liệu
7.1 Vòng thử nghiệm, làm bằng thép SAE 8720, có thang độ cứng Rockwell “C”, số (HRC) từ 58
đến 62 và bề mặt hoàn thiện ở giá trị hiệu dụng từ 0,56 pm đến 0,71 μm. Hình 1 đưa ra các kích
thước.
Hình 1 - Vòng thử bi trên xy lanh
7.2 Bi thử nghiệm, là bi thép hợp kim crôm làm từ thép số E-52100 theo tiêu chuẩn AISI, có đường
kính 12,7 mm, cấp từ 5 đến 10. Các viên bi được mô tả trong ISO 3290-1. Chỉ số độ cứng HRC của bi
phải từ 64 đến 66, là khoảng hẹp hơn so với yêu cầu của ISO.
7.3 Thiết bị bổ sung - Chi tiết về các hạng mục thiết bị thử nghiệm bổ sung dành riêng cho từng
phương pháp thử được đưa ra trong phụ lục thích hợp.
7.4 Không khí nén có hàm lượng hydrocarbon phải nhỏ hơn 0,1 ppm và hàm lượng nước phải nhỏ
hơn 50 ppm (CẢNH BÁO: Khí nén dưới áp suất cao. Sử dụng rất thận trọng khi có vật liệu dễ
cháy vì nhiệt độ tự bốc cháy của hầu hết các hợp chất hữu cơ trong không khí giảm mạnh ở
áp suất cao. Xem A.3.1)
7.5 Bình hút ẩm chứa chất làm khô không chỉ thị, có dung tích đủ để chứa các vòng thử, bi thử và
phần cứng khác.
7.6 Găng tay sạch, loại dùng một lần làm bằng vải cotton, không xơ.
7.7 Khăn lau, khăn lau mềm loại dùng 1 lần, để lau tinh, không xơ, không chứa hydrocarbon.
7.8 Isooctan (CẢNH BÁO: Rất dễ cháy. Có hại nếu hít phải. Dạng hơi có thể gây cháy đột ngột.
Xem A.3.2.), có cấp tỉnh khiết thuốc thử, độ tinh khiết tối thiểu 95 %, 2,2,4-trimetylpentan.
7.9 Rượu isopropyl (CẢNH BÁO: Dễ cháy. Xem A.3.3.), có cấp tỉnh khiết thuốc thử.
7.10 Aceton (CẢNH BÁO: Rất dễ cháy. Dạng hơi có thể gây cháy đột ngột. Xem A.3.4.), có cấp
tỉnh khiết thuốc thử.
7.11 Chất lỏng chuẩn
7.11.1 Chất lỏng JFA - chất chuẩn có độ bôi trơn cao (CẢNH BÁO: Dễ cháy). URL của trang web
này là http://webstore.astmtmc.cmu.edu/webstore/ProductDetail.aspx?ProductlD=50. Lưu giữ trong lọ
thủy tinh borosilicat sạch có nắp đậy lót giấy nhôm hoặc bình kim loại lót epoxy hoàn toàn. Bảo quản
ở nơi tối.
7.11.2 Chất lỏng JFB - chất chuẩn có độ bôi trơn thấp (CẢNH BÁO: Dễ cháy. Dạng hơi có hại).
URL của trang web này là http://webstore.astmtmc.org/ftp/docs/sds/fuel/JFB10_CofA.pdf. Lưu giữ
trong lọ thủy tinh borosilicat sạch với nắp có chèn lót giấy nhôm hoặc bình kim loại lót epoxy hoàn
toàn. Bảo quản ở nơi tối.
7.11.3 Phải lưu giữ các chất lỏng chuẩn trong vật chứa lót epoxy hoặc chai thủy tinh borosilicat có
nắp đậy lót giấy nhôm hoặc PTFE. Phải bảo quản chai thủy tinh borosilicat ở nơi tối.
8 Lấy mẫu, mẫu thử và thiết bị thử
8.1 Làm sạch thiết bị và các bộ phận thử nghiệm
8.1.1 Vòng thử nghiệm, như đã nhận
8.1.1.1 Phải loại bỏ một phần lớp phủ bảo vệ bằng cách chà xát thủ công bằng vải vụn hoặc khăn
giấy thấm isooctan.
8.1.1.2 Đặt các vòng đã làm sạch một phần vào cốc thủy tinh sạch dung tích 500 mL. Rót một lượng
vừa đủ hỗn hợp isooctan (2,2,4-trimetyl pentan) và rượu isopropyl theo tỷ lệ 1:1 vào cốc thủy tinh sao
cho bao phủ hoàn toàn vòng thử nghiệm.
8.1.1.3 Đặt cốc vào bồn rửa siêu âm và chạy trong thời gian 15 min.
8.1.1.4 Nhấc vòng thử ra và lặp lại chu trình làm sạch siêu âm 8.1.1.3 bằng cốc sạch và dung môi
mới.
8.1.1.5 Gắp tất cả vòng thử sạch bằng kẹp sạch hoặc găng tay dùng một lần. Lấy các vòng thử ra
khỏi cốc thủy tinh và rửa bằng isooctan, làm khô và rửa bằng aceton.
CHÚ THÍCH 1: Hoạt động sấy khô có thể được thực hiện bằng cách sử dụng tia khí nén ớ áp suất từ
140 kPa đến 210 kPa.
8.1.1.6 Làm khô và bảo quản trong bình hút ẩm.
8.1.2 Bi thử, như đã nhận
8.1.2.1 Đặt các viên bi vào cốc thủy tinh 300 mL. Chuyển một lượng vừa đủ hỗn hợp isooctan và
rượu isopropyl theo tỷ lệ 1:1 vào cốc thủy tinh sao cho dung môi làm sạch này bao phủ hoàn toàn các
viên bi.
CHÚ THÍCH 2: Trong một lần có thể xử lý được một lượng bi đủ cho năm ngày.
8.1.2.2 Đặt cốc thủy tinh vào máy rửa siêu âm và bật trong 15 min.
8.1.2.3 Lặp lại chu trình làm sạch của 8.1.2.2 bằng cốc sạch và dung môi mới.
8.1.2.4 Lấy ra và rửa sạch bằng isooctan, làm khô và rửa sạch bằng aceton.
8.1.2.5 Làm khô và bảo quản trong bình hút ẩm.
8.1.3 Bình chứa, nắp bình chứa, mâm bi, vòng khóa, cụm trục (Phương pháp A, phương pháp bán tự
động), cụm vòng thử (Phương pháp B, phương pháp hoàn toàn tự động) và tất cả các bộ phận khác
tiếp xúc trực tiếp với nhiên liệu thử nghiệm (tham khảo phụ lục thích hợp).
8.1.3.1 Rửa bằng isooctan.
8.1.3.2 Làm sạch trong bồn rửa siêu âm với hỗn hợp isooctan và rượu isopropyl với tỷ lệ 1:1 trong
thời gian 5 min.
8.1.3.3 Lấy ra và rửa bằng isooctan, làm khô và rửa bằng aceton.
8.1.3.4 Bảo quản trong bình hút ẩm cho đến khi cần dùng.
8.1.4 Phần cứng
8.1.4.1 Phần cứng và dụng cụ, là bất kỳ bộ phận nào tiếp xúc với chất lỏng thử nghiệm phải được
làm sạch bằng cách rửa kỹ bằng isooctan và lau bằng khăn.
8.1.4.2 Bảo quản các bộ phận trong bình hút ẩm khi không sử dụng.
8.1.5 Sau khi thử nghiệm
8.1.5.1 Tháo bình chứa và vòng thử.
8.1.5.2 Tháo rời các bộ phận và vệ sinh bằng bồn rửa siêu âm sử dụng hỗn hợp isooctan và rượu
isopropyl theo tỷ lệ 1:1 trong thời gian 5 min. Rửa bằng isooctan, lau khô và rửa bằng aceton. Lắp ráp
lại các bộ phận.
8.1.5.3 Làm khô và bảo quản trong bình hút ẩm.
CHÚ THÍCH 3: Khi thử cùng một chất lỏng, có thể vệ sinh bình chứa bằng tay. Rửa bình chứa bằng
isooctan. Lau bằng khăn dùng một lần để loại bỏ cặn nhiên liệu còn sót lại và các mảnh vụn thử
nghiệm. Rửa lại bình chứa bằng isooctan. Làm khô và rửa lần cuối bằng aceton, làm khô.
8.1.5.4 Bảo quản các bộ phận trong bình hút ẩm khi không sử dụng.
8.1.5.5 Chỉ áp dụng cho phương pháp bán tự động (Phương pháp A) - Trong quá trình vệ sinh, phải
cẩn thận để đảm bảo rửa sạch và sấy khô đường ống thổi khí vào nhiên liệu. Bảo quản các bộ phận
trong bình hút ẩm khi không sử dụng.
9 Chuẩn bị thiết bị
9.1 Sử dụng các quy trình sau, khi áp dụng:
Phụ lục A. 1 đối với phương pháp bán tự động.
Phụ lục A.2 đối với phương pháp hoàn toàn tự động.
10 Hiệu chuẩn và chuẩn hóa
10.1 Kiểm tra trực quan các viên bi thử trước mỗi lần thử nghiệm
Loại bỏ các viên bi có vết rỗ, vết mòn hoặc bề mặt bất thường.
10.2 Chất lỏng chuẩn
10.2.1 Thực hiện ba phép thử trên mỗi lô mới của chất lỏng chuẩn theo Điều 11 bằng cách sử dụng
vòng thử đã chuẩn hóa trước đó bằng phép thử với chất lỏng chuẩn.
10.2.2 Lặp lại ba phép thử trên nếu đường kính vết mòn chênh lệch nhau hơn 0,04 mm đối với chất
lỏng chuẩn A hoặc hơn 0,08 mm đối với chất lỏng chuẩn B.
10.2.3 Loại bỏ chất lỏng chuẩn liên quan nếu đường kính vết mòn đối với các thử nghiệm lặp lại
(10.2.2) lại chênh lệch hơn giá trị thu được trong 10.2.1.
10.2.4 Tính toán vết mòn trung bình cho ba kết quả nằm trong giá trị của 10.2.2 đối với chất lỏng
chuẩn thích hợp.
10.2.5 So sánh các kết quả trung bình với các giá trị đường kính vết mòn (WSD) của các chất lỏng
chuẩn theo kết quả chứng nhận phân tích (COA) của Trung tâm giám sát Thử nghiệm ASTM (ASTM
Test Monitoring Center - TMC). TMC cấp COA cho cả JFA và JFB, chúng được đăng trên website:
http://www.astmtmc.org/ftp/docs/sds/.
10.2.6 Loại bỏ lô chất lỏng chuẩn mới nếu kết quả trung bình thu được ở 10.2.4 chênh lệch hơn 0,04
mm đối với chất lỏng chuẩn A hoặc hơn 0,08 mm đối với chất lỏng chuẩn B so với các giá trị chất lỏng
chuẩn đưa ra trong 10.2.5.
10.3 Hiệu chuẩn vòng thử
10.3.1 Kiểm tra từng vòng thử mới bằng chất lỏng chuẩn A theo Điều 11.
10.3.2 Chấp nhận vòng thử nếu kết quả đường kính vết mòn trong phạm vi 0,04 mm WSD của giá trị
chất lỏng chuẩn A nêu ra trong 10.2.5.
10.3.3 Lặp lại phép thử nếu đường kính vết mòn không nằm trong phạm vi 0,04 mm WSD của giá trị
chất lỏng chuẩn A nêu ra trong 10.2.5.
10.3.4 Loại bỏ vòng nếu hai giá trị thu được trong 10.3.1 và 10.3.3 chênh lệch nhau hơn 0,04 mm
WSD hoặc nếu cả hai giá trị chênh lệch hơn 0,04 mm WSD so với giá trị chất lỏng chuẩn A nêu ra
trong 11.2.5.
10.3.5 Kiểm tra từng vòng thử mới bằng chất lỏng chuẩn B theo Điều 11.
10.3.6 Chấp nhận vòng nếu kết quả đường kính vết mòn nằm trong phạm vi 0,08 mm WSD của giá
trị chất lỏng chuẩn B nêu ra trong 10.2.5.
10.3.7 Lặp lại phép thử nếu đường kính vết mòn không trong phạm vi 0,08 mm WSD của giá trị chất
lỏng chuẩn B nêu ra trong 10.2.5.
10.3.8 Loại bỏ vòng thử nếu hai giá trị thu được trong 10.3.5 và 10.3.7 chênh lệch nhau hơn 0,08 mm
WSD so chúng với nhau hoặc nếu cả hai giá trị chênh lệch 0,08 mm WSD so với giá trị chất lỏng
chuẩn nêu ra trong 11.2.5.
CHÚ THÍCH 4: Các kết quả thử BOCLE rất nhạy cảm với sự nhiễm tạp chất của chất lỏng chuẩn,
vòng thử, bi và phần cứng.
11 Quy trình
11.1 Phụ lục A.1 mô tả quy trình thử nghiệm sử dụng phương pháp bán tự động.
11.2 Phụ lục A.2 mô tả quy trình thử nghiệm sử dụng phương pháp hoàn toàn tự động.
12 Tính toán và giải thích các kết quả
12.1 Đo vết mòn
12.1.1 Bật đèn kính hiển vi và đặt bi thử dưới kính hiển vi có độ phóng đại 100 lần.