Petroleum products and lubricants — Determination of roll stability of lubricating grease — Part 1: Dry condition test

This document specifies a method for evaluating the change of consistency, as measured by cone penetration, of lubricating grease when worked in the roll stability test apparatus. The method described in this document only applies to grease with cone penetration in the range of 175 × 0,1 mm to 385 × 0,1 mm, as measured using ISO 2137.

Produits pétroliers et lubrifiants — Détermination de la stabilité au laminage des graisses lubrifiantes — Partie 1: Essai en condition sèche

Le présent document décrit une méthode d'évaluation du changement de consistance de la graisse lubrifiante, mesuré par pénétrabilité au cône, lorsqu'elle est travaillée dans l'appareillage d'essai de stabilité au laminage. La méthode ne s'applique qu'aux graisses dont la pénétrabilité au cône est comprise entre 175 × 0,1 mm et 385 × 0,1 mm, mesurée selon l'ISO 2137.

General Information

Status
Published
Publication Date
04-Feb-2026
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
05-Feb-2026
Due Date
12-Sep-2025
Completion Date
05-Feb-2026

Overview

ISO 12940-1:2025, titled "Petroleum products and lubricants - Determination of roll stability of lubricating grease - Part 1: Dry condition test," is an international standard developed by ISO Technical Committee ISO/TC 28. This standard specifies a method to evaluate the mechanical stability of lubricating grease by measuring changes in grease consistency under rolling stress through a roll stability test apparatus. The test focuses on dry condition assessment for greases with cone penetration values ranging from 175 to 385 (1/10 mm) as defined by ISO 2137.

Mechanical stability is a critical property for lubricating greases used in rolling bearings and gearboxes, where grease undergoes mechanical working and shearing. ISO 12940-1 provides a laboratory-scale technique to simulate these operating conditions, enabling manufacturers and users to evaluate grease quality and predict in-service performance.

Key Topics

  • Scope and Applicability
    The method applies exclusively to lubricating greases with cone penetration between 175 and 385 (1/10 mm). The measurement of consistency changes is based on cone penetration tests before and after exposure to low-shear rolling action.

  • Test Principle
    Grease is introduced into a horizontal steel cylinder with a roller weight inside. The cylinder is actuated at a defined speed, causing the grease to undergo mechanical working. The change in grease consistency, reflected by cone penetration variation, indicates its roll stability under dry conditions.

  • Test Conditions
    Two primary conditions are specified:

    • Condition A: Testing at ambient temperature
    • Condition B: High temperature, long duration testing (details in full standard)
  • Apparatus Specifications

    • Horizontal steel cylinder rotated at 165 rpm ± 15 rpm
    • Roller weight of 5,000 g ± 50 g inside the cylinder
    • Precision balance reading to 0.1 g
    • Stainless steel spatula for grease application
  • Procedure Highlights

    • Grease sample preparation as per ISO 23572
    • Initial worked cone penetration measurement (per ISO 2137)
    • Mechanical working of grease under controlled temperature and shear conditions
    • Post-test cone penetration to assess consistency change
  • Significance of Test
    The roll stability test estimates softening and mechanical degradation tendencies of grease under simulated operating conditions. While direct correlations with field performance are not yet established, it serves as a critical tool in grease development and quality specification.

Applications

  • Lubricant Quality Control
    Organizations evaluating grease mechanical stability during production use ISO 12940-1 to ensure resistance to shear and structural degradation during service.

  • Product Development
    Formulators can compare the durability and mechanical properties of different grease compositions and thickener types, optimizing formulations for demanding applications.

  • Performance Specification
    Purchasing and end-users may specify roll stability requirements to select greases that maintain consistency under mechanical working, reducing maintenance risks in bearings and power transmission systems.

  • Research and Academic Studies
    Provides a standard methodological approach for studying grease behavior under mechanical stress in tribology research and lubrication engineering.

Related Standards

  • ISO 2137:2020 - Petroleum products and lubricants - Determination of cone penetration of lubricating greases and petrolatum. This standard defines the method to measure baseline grease consistency, critical for ISO 12940-1 applicability.

  • ISO 23572 - Petroleum products - Lubricating greases - Sampling of greases. Guidance for obtaining representative grease samples for testing.

  • ASTM D1263 - Standard Test Method for Mechanical Stability of Industrial Lubricating Greases (Grease Worker Method). An alternative test method addressing grease mechanical stability via extruding grease under working conditions.

  • ASTM D1831 - Standard Test Method for Roll Stability of Lubricating Grease (Wheel Bearing Test). A comparative approach involving grease stability under roller bearing conditions.

Summary

ISO 12940-1 addresses the need for standardized evaluation of grease mechanical stability under rolling conditions, focusing on dry environment testing. Its methodical approach to testing changes in consistency via cone penetration before and after mechanical working provides valuable insights into grease durability. This standard supports lubricant manufacturers, end-users, and researchers in ensuring that lubricating greases deliver reliable performance, maintain lubrication efficiency, and reduce machinery wear in industrial applications.

Keywords: ISO 12940-1, lubricating grease, roll stability, mechanical stability, cone penetration test, grease consistency, petroleum products, grease testing standards, ISO 2137, dry condition test, lubricant quality control

Standard

ISO 12940-1:2026 - Petroleum products and lubricants — Determination of roll stability of lubricating grease — Part 1: Dry condition test Released:5. 02. 2026

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Standard

ISO 12940-1:2026 - Produits pétroliers et lubrifiants — Détermination de la stabilité au laminage des graisses lubrifiantes — Partie 1: Essai en condition sèche Released:5. 02. 2026

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Frequently Asked Questions

ISO 12940-1:2026 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Petroleum products and lubricants — Determination of roll stability of lubricating grease — Part 1: Dry condition test". This standard covers: This document specifies a method for evaluating the change of consistency, as measured by cone penetration, of lubricating grease when worked in the roll stability test apparatus. The method described in this document only applies to grease with cone penetration in the range of 175 × 0,1 mm to 385 × 0,1 mm, as measured using ISO 2137.

This document specifies a method for evaluating the change of consistency, as measured by cone penetration, of lubricating grease when worked in the roll stability test apparatus. The method described in this document only applies to grease with cone penetration in the range of 175 × 0,1 mm to 385 × 0,1 mm, as measured using ISO 2137.

ISO 12940-1:2026 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 75.100 - Lubricants, industrial oils and related products. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.

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Standards Content (Sample)


International
Standard
ISO 12940-1
First edition
Petroleum products and
2026-02
lubricants — Determination of roll
stability of lubricating grease —
Part 1:
Dry condition test
Produits pétroliers et lubrifiants — Détermination de la stabilité
au laminage des graisses lubrifiantes —
Partie 1: Essai en condition sèche
Reference number
© ISO 2026
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
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or ISO’s member body in the country of the requester.
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CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 1
5 Significance of the test . 2
6 Sampling . 2
7 Apparatus . 2
8 Procedure . 2
8.1 Determination of the penetration, p .2
8.2 Preparation of the apparatus .2
8.3 Running the test .2
8.3.1 Condition A at ambient temperature .2
8.3.2 Condition B at high temperature – long duration .3
9 Calculation . 3
10 Expression of the result . . 3
11 Test report . 3
12 Precision . 4
12.1 General .4
12.2 Repeatability, r.4
12.3 Reproducibility, R .4
Annex A (informative) Examples of equipment . 5
Bibliography . 8

iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee
has been established has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely
with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 28, Petroleum and related products, fuels and
lubricants from natural or synthetic sources.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.

iv
Introduction
Mechanical stability is one of the most important properties of grease. As a matter of fact, grease must
withstand mechanical churning in a bearing or in a gear box. The most commonly used method at the time
of publication of this document is to submit grease to mechanical working in a grease worker, whereby the
grease is extruded through holes drilled in a work plate for a certain number of strokes. This is the method
described in ISO 2137 with the option of 100 000 double strokes.
[1]
Another method to assess the mechanical stability of grease is specified in ASTM D1263. This method is
performed on a wheel hub and tests the leakage tendency of the grease from tapered roller bearings.
Instead of extruding the grease through holes or centrifuging it from a non-sealed tapered roller bearing,
[2] [3]
the method specified in this document (see also ASTM D1831 and NF T60-190 laminates the grease
between a roller weight and a hollow cylinder. This is closer to the stresses that a grease encounters in a
bearing.
Mechanical stability of a grease depends on the type of thickener, the manufacturing procedure, and its
consistency grade. Nevertheless, any grease in a bearing suffers rolling, with the effect of destroying the
thickener and its structure.
It is not necessary for grease to be in the rolling/sliding contact in a bearing, but the base oil bleeding out
from the grease is needed to lubricate the rolling/sliding contact. There should be enough grease in the
vicinity of the tribological contact that the debleeding oil can flow into the contact. The thickener of the
grease creates additional friction and can also create noise. When the soap structure of the grease is milled
down by over rolling, there can be positive long-term effects when the soap elements form a layer on the
raceways. However, this can also have negative effects, depending on the composition and additives.
Furthermore, the ideal operating clearance in a (rolling) bearing is just a few microns, while the soap
structure easily has a factor 10 larger dimension. As long as the capillary flow of lubricant remains, the
bearing is lubricated. Once this capillary flow ceases, there is a high risk of seizures.
It is therefore important to check the mechanical stability of grease by rolling at laboratory scale.

v
International Standard ISO 12940-1:2026(en)
Petroleum products and lubricants — Determination of roll
stability of lubricating grease —
Part 1:
Dry condition test
WARNING — The use of this document can involve hazardous materials, operations and equipment.
This document does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its use.
It is the responsibility of users of this document to take appropriate measures to ensure the safety
and health of personnel prior to the application of
...


Norme
internationale
ISO 12940-1
Première édition
Produits pétroliers et lubrifiants —
2026-02
Détermination de la stabilité
au laminage des graisses
lubrifiantes —
Partie 1:
Essai en condition sèche
Petroleum products and lubricants — Determination of roll
stability of lubricating grease —
Part 1: Dry condition test
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2026
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe. 1
5 Signification de l'essai . 2
6 Échantillonnage . 2
7 Appareillage . 2
8 Mode opératoire . 2
8.1 Détermination de la pénétrabilité, p . .2
8.2 Préparation de l'appareillage .2
8.3 Réalisation de l'essai .2
8.3.1 Condition A à température ambiante.2
8.3.2 Condition B à haute température — longue durée .3
9 Calculs . 3
10 Expression du résultat . 3
11 Rapport d'essai . 4
12 Fidélité . 4
12.1 Généralités .4
12.2 Répétabilité, r .4
12.3 Reproductibilité, R . .4
Annexe A (informative) Exemples d’équipement . 6
Bibliographie . 9

iii
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n'avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié tout ou partie de
tels droits de propriété.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de
l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 28, Produits pétroliers et produits connexes,
combustibles et lubrifiants d’origine synthétique ou biologique.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.

iv
Introduction
La stabilité mécanique est l'une des propriétés les plus importantes d'une graisse. En fait, la graisse doit
résister à un malaxage mécanique dans un roulement ou dans une boîte d'engrenages. La méthode la plus
utilisée actuellement consiste à soumettre une graisse à un travail mécanique dans un malaxeur, dans lequel
la graisse est extrudée à travers des trous forés dans une plaque de travail, pendant un certain nombre de
cycles. Il s'agit de la méthode décrite dans l'ISO 2137 avec l'option de 100 000 cycles doubles.
[1]
Une autre méthode d'évaluation de la stabilité mécanique de la graisse est spécifiée dans l'ASTM D1263 .
Cette méthode est réalisée sur un moyeu de roue et évalue la tendance de la graisse à s’écouler d’un roulement
à rouleaux coniques.
Au lieu d'extruder la graisse à travers des trous ou de la centrifuger à partir d'un roulement à rouleaux
[2]
coniques non étanche, la méthode spécifiée dans le présent document (voir également l'ASTM D1831 et
[3]
la NF T60-190 ), lamine la graisse entre un rouleau massif et un cylindre creux. Cela est plus proche des
contraintes qu'une graisse rencontre dans un roulement.
La stabilité mécanique d'une graisse dépend du type d'épaississant, du mode opératoire de fabrication et
de son grade de consistance. Mais toute graisse dans un roulement subit un laminage, ce qui a pour effet de
détruire l'épaississant et sa structure.
Il n'est pas nécessaire que la graisse soit présente dans le contact de roulement/glissement d'un roulement,
mais l'huile de base qui s'écoule de la graisse est nécessaire pour lubrifier le contact de roulement/glissement.
Il convient qu'il y ait suffisamment de graisse à proximité du contact tribologique pour que l'huile qui s'écoule
puisse s'y infiltrer. L'épaississant de la graisse crée un frottement supplémentaire et peut également générer
du bruit. Lorsque la structure du savon de la graisse est broyée par un laminage excessif, cela peut avoir des
effets positifs à long terme lorsque les éléments de savon forment une couche sur les chemins de roulement.
Cependant, cela peut également avoir des effets négatifs, selon la composition et les additifs.
De plus, le jeu de fonctionnement idéal dans un roulement n'est que de quelques microns, alors que la
structure du savon a facilement une dimension 10 fois plus grande. Tant que l'écoulement capillaire du
lubrifiant demeure, le roulement est lubrifié. Une fois que cet écoulement capillaire cesse, les risques de
grippage sont importants.
Il est donc important de vérifier la stabilité mécanique d'une graisse par laminage à l'échelle du laboratoire.

v
Norme internationale ISO 12940-1:2026(fr)
Produits pétroliers et lubrifiants — Détermination de la
stabilité au laminage des graisses lubrifiantes —
Partie 1:
Essai en condition sèche
AVERTISSEMENT — L'utilisation du présent document implique l'intervention de produits,
d'opérations et d'équipements à caractères dangereux. Le présent document n'a pas pour but
de traiter tous les problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il est de la
responsabilité de l'utilisateur du présent document de prendre les mesures appropriées pour
assurer la sécurité et préserver la santé du personnel avant l’application du présent document et de
déterminer l'applicabilité de toute autre restriction règlementaire.
1 Domaine d'application
Le présent document décrit une méthode d'évaluation du changement de consistance de la graisse
lubrifiante, mesuré par pénétrabilité au
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.

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