Dəniz Bürünc Qatlarının Praktik Kavitasiya Eroziyası Testi

Kavitasiya eroziyasının sınağı ən faydalıdır, əgər o, nəzarətli laboratoriya təsirini real mühəndislik problemi ilə əlaqələndirirsə. Praktik bir nümunə, gəmi rudderləri və pervanelər kimi dəniz komponentləri üçün kavitasiya müqavimətli mis örtüklərin qiymətləndirilməsidir. Bu hissələr yerli təzyiq dalğalanmalarının səth yaxınlığında buxar qabarcıqlarını yaratdığı zonalarda fəaliyyət göstərir, bu qabarcıqlar çökmə zamanı təkrar yüksək intensivlikli təsir yükləri yaradır. Zaman keçdikcə bu, çuxurlanma, yorğunluq zədələnməsi, örtük nasazlığı və material itkisi yaradır.

Mis Örtüklərin Kavitasiya Eroziyası Sınağı

Hauer və başqalarının tədqiqatında, soyuq püskürtmə, isti püskürtmə, HVOF püskürtmə və yay püskürtmə ilə əldə olunan bürünc örtüklər tökmə nikel, alüminium bürünc və gəmiqayırma poladı ilə müqayisə edilmişdir. Əsas sual sadə idi: hansı örtük prosesi dəniz xidməti üçün kavitasiya məruz qalmasından kifayət qədər uzun müddət sağ qalan bürünc səth yarada bilər? Bu suala cavab vermək üçün tədqiqatçılar ASTM G32-16 əsasında kavitasiya eroziyası testindən istifadə etdilər və vibrasiya aparatı ilə istifadə etdilər, o cümlədən test sistemi kimi Hielscher UIP1000hdT ultrasəsli vibrasiya sistemi.

Test Şəraitinin Dəqiq İdarəolunması və Avtomatlaşdırılmış Məlumatların Qeydiyyatı

UIP1000hdT sonikatoru bu tip test üçün yaxşı uyğundur, çünki o, kavitasiyanın eroziya testində istifadə olunan diapazonda yüksək intensivlikli, aşağı tezlikli ultrasəs verir. 1000 vattlıq sonikator istifadə edilən kavitasiyalı eroziya testi qurğusu 20 kHz-də işləyir və dəqiq proses izlənməsinə, amplituda nəzarətinə, temperatur ölçməsinə və test məlumatlarının avtomatik protokollaşdırılmasına imkan verir. Bu funksiyalar əhəmiyyətlidir, çünki kavitasiyanın intensivliyi amplituda, maye temperaturu, maye təzyiqi, sonotrod geometriyası və sonotrod ilə nümunə arasındakı məsafədən güclü şəkildə asılıdır.

(a) Sonikator UIP1000hd ilə ASTM G32-16-ya uyğun kavitasiya eroziya testi (dolayı üsul). Bütün test parametrləri nominal dəyərlərdir; tolerantlıqlar standartda göstərilmişdir.
(b) Eroziya-zaman əyrisində sxematik mərhələlər və test prosedurundakı xarakterik parametrlər.
Qrafiklər və tədqiqat: ©Hauer et al., 2021.

Bronz örtüklərin ultrasəs kavitasiya eroziya testi

For the marine bronze coating example, the test was performed in the indirect ASTM G32 arrangement. In this configuration, the specimen is not attached to the vibrating horn. Instead, the ultrasonic sonotrode generates cavitation in distilled water, and the coated specimen is fixed beneath the sonotrode at a defined gap. Hauer et al. used a 0.5 mm distance between sample and sonotrode, a frequency of 20 kHz, and a peak-to-peak amplitude of 50 µm. The test liquid was distilled water, held at approximately room temperature, around 25 °C.

Nümunənin hazırlanması kritik addımdır. Kavitasiya məruz qalmadan əvvəl örtüklü səthlər addım-addım üyüdülmüş və 4 μm-dən aşağı incə almaz aşındırıcı səviyyəsinə qədər cilalanır. Bu, boş yapışmış hissəciklərin və ya səth qeyri-müntəzəmliklərinin təsirini azaldır ki, əks halda dərhal ayrıla və eroziya əyrisini poza bilər. Məqsəd örtüyün yaxşı görünməsini təmin etmək deyil, ölçülən kütlə itkisinin kavitasiya müqavimətini əks etdirməsi üçün təkrarlanan başlanğıc şəraiti yaratmaqdır.

Ultrasəs Kavitasiya Eroziyası Testi Proseduru və Nəticələri

The practical test procedure is straightforward. First, each specimen is cleaned, dried, and weighed on a precision balance. It is then mounted in the test cell beneath the sonotrode BS4d22 of the sonicator UIP1000hdT with the 0.5 mm gap set carefully and repeatably. The sonicator is operated at the defined amplitude and frequency, while the liquid temperature is controlled to prevent heating from changing cavitation intensity. After a defined exposure interval, the specimen is removed, cleaned, dried, and weighed again. This sequence is repeated over increasing, material-dependent exposure intervals until a complete erosion curve is obtained.
The raw measurement is mass loss. For engineering comparison, this mass loss is converted into volume loss using the material density. The volume loss is then divided by the exposed surface area to determine mean erosion depth. From the erosion-depth curve, the researcher can calculate characteristic erosion parameters such as maximum erosion rate, terminal erosion rate, and mean depth of erosion. Hielscher also notes that erosion can be reported as mass, volume, or penetration depth per time or per delivered ultrasonic energy, depending on the chosen protocol.

Tənzimlənmiş örtük keyfiyyəti parametrlərinin funksiyası kimi orta eroziya dərinlikləri n. Toz tavlaması və beləliklə azaldılmış toz gücü yüksək örtük keyfiyyətlərinə nail olmağa imkan verir. Əlavələr 100 dəqiqəlik kavitasiya test vaxtından sonra səth zədələnməsini göstərir.
Qrafiklər və tədqiqat: ©Hauer və b., 2021.

One important lesson from the Hauer study is that early erosion rates can be misleading. Thermally and kinetically sprayed coatings often showed high initial material loss, followed by a lower, more stable erosion rate. For this reason, Hauer et al. used terminal erosion rate as a more representative indicator of long-term coating performance. In their 120-minute comparison, the terminal erosion rate was evaluated mainly from the second half of the test, above 60 minutes, to better capture the stabilized behavior.

Test nəticələri göstərir ki, idarə olunan vibrasiya kavitasiya cihazı niyə dəyərlidir. Tökmə nikel alüminium bürünc terminal eroziya sürəti təxminən 0.40 μm/saat idi. Optimallaşdırılmış isti püskürtülmüş bürünc 0.57 μm/saat sürətə çatdı ki, bu da tökmə göstəricisinə yaxın idi. Gəmiqayırma poladında optimallaşdırılmış arc-spray örtük təxminən 1.02 μm/s, optimallaşdırılmış HVOF örtük isə təxminən 1.74 μm/saat sürətə çatırdı. Bu örtüklər tökmə pervane bürüncünə tam uyğun gəlməsə də, gəmiqayırma poladından xeyli üstün idi; tədqiqat bildirir ki, arc-spray və HVOF püskürtülmüş örtüklər VL-A poladından müvafiq olaraq təxminən 26 və 16 dəfə daha yaxşı kavitasiya müqaviməti əldə edib.

Kavitasiya eroziyası testləriniz üçün vibrasiya cihazı kimi Sonicator istifadə edin

The practical conclusion is that cavitation erosion testing with the UIP1000hdT sonicator as vibratory apparatus can do more than rank materials. It reveals how coating process, microstructure, oxide content, porosity, interface bonding, and post-treatment affect real erosion behavior. Hauer et al. concluded that HVOF and arc spraying can offer a strong performance-cost compromise for improving steel rudder surfaces, while cold and warm spraying are preferred when cavitation resistance close to bulk nickel aluminum bronze is required.

Laboratoriyalar və örtük istehsalçıları üçün təkrarlana bilən nəticələrin açarı test parametrlərinin ciddi nəzarətidir: sonotrod amplitudası, tezlik, sonotrod-nümunə məsafəsi, maye temperaturu, maye kimyası, nümunə hazırlanması, çəki intervalları və eroziya sürətinin hesablanması. Bu şərtlər müəyyən edildikdən sonra, Hielscher UIP1000hdT ultrasəs kavitasiyasını kəmiyyət örtüyünün performans məlumatlarına çevirmək üçün praktik və təkrarlanan üsul təqdim edir.

Kavitasiya Eroziya Testi üçün Nümunə İş Vərəqi

 
Kavitasiya Eroziyası Testləri üçün təlimatları burada tapa bilərsiniz!

ASTM G32 Kavitasiya Eroziyası Test Quraşdırılması

UIP500hdT, UIP1000hdT, UIP15000hdT və UIP2000hdT sonikatorları ASTM G32 testləri üçün uyğundur. Biz bu vahidlərin hər birinə dəqiq məlumat verə bilərik amplituda ölçmə protokolu sonotrod ucundakı mexaniki amplitudan. Biz bu cihazlardan hər hansı birini sonotrod BS4d22 (22mm diametrli) və ST2 standı ilə istifadə etməyi tövsiyə edirik.

ASTM G32 -16 Dəyişdirilə bilən ucu ilə 15.9mm Sonotrode

Dizayn, İstehsalat və Konsaltinq – Keyfiyyətli Almaniya istehsalı

Hielscher ultrasəs cihazları ən yüksək keyfiyyət və dizayn standartları ilə tanınır. Sağlamlıq və asan əməliyyat ultrasəs aparatlarımızın sənaye obyektlərinə rahat inteqrasiyasına imkan verir. Kobud şərtlər və tələbkar mühitlər Hielscher ultrasəs cihazları tərəfindən asanlıqla idarə olunur.

Hielscher Ultrasonics, ISO sertifikatlı bir şirkətdir və ən müasir texnologiya və istifadəçi dostu olan yüksək performanslı ultrasəs cihazlarına xüsusi diqqət yetirir. Əlbəttə ki, Hielscher ultrasəs cihazları CE-yə uyğundur və UL, CSA və RoHs tələblərinə cavab verir.

Ədəbiyyat / İstinadlar