Hielscher Ultrasonics
Ще се радваме да обсъдим вашия процес.
Обадете ни се: +49 3328 437-420
Изпратете ни поща: info@hielscher.com

Изпитване на кавитационна ерозия

Кавитационната ерозия възниква върху повърхности на материала, които са изложени на интензивна ултразвукова кавитация. Изпитването на кавитационна ерозия е бърз метод за измерване на устойчивостта на ерозия на материали или покрития към интензивно напрежение и други ерозийни фактори. Той осигурява лесно количествено измерване за контрол на качеството и полезно по време на изследване на материали или формулиране на покритие.

Защо да използвате тестване за кавитационна ерозия?

Продължаващата ерозия или корозия може да изисква редовна подмяна на части или подновяване на повърхностни покрития. Ерозията на повърхността на материала поради механични или химични влияния е бавен процес, водещ до постепенно разрушаване на повърхностите на материала. Следователно оценката на устойчивостта на ерозия на материала или на ерозионния ефект на течности и суспензии може да отнеме много време процес.
Ултразвуковото изпитване на кавитационна ерозия излага повърхността на материала на контролирани, интензивни, повтарящи се цикли на напрежение. Това води до значителна ерозия на повърхността на материала за кратко време. Можете бързо да измерите устойчивостта на ерозия за редовен контрол на качеството в производството, за оценка на входящите материали или по време на научноизследователска и развойна дейност.
Стандартните приложения включват металургично изпитване, тестване на формулата на покритието, тестване на нанасяне на покритие или оценка на инхибитори на ерозията в течности.

Настройка за изпитване на кавитационна ерозия с UIP1000hdT (1000 вата ултразвукова мощност)

UIP1000hdT (1000W, 20kHz) Настройка за изпитване на кавитационна ерозия

Защо кавитацията причинява повърхностна ерозия?

Ултразвуковите устройства, като UP400St (400 вата, 24kHz) или UIP1000hdT (1000 вата, 20kHz), свързват ултразвукови вибрации в течности, като вода. Бързото реципрочно движение на вибрациите в течността произвежда и свива кавитационни мехурчета. Когато мехурчетата се срутят, в течността и върху откритите повърхности на материала възниква високо локализирано механично напрежение. Течните струи до 1000 км/ч и локалното налягане до 1000 атм водят до бърза умора на повърхността на материала. Това може да премахне оксидни или пасивиращи слоеве, покрития или замърсяване. Може да причини ямки на твърди материали, като стомана, титан, алуминий, пластмаса или стъкло. Следователно, изпитването на кавитационна ерозия е разрушителен метод за изпитване.

Кавитационна ерозия върху 40 мм титаниева повърхност

Кавитационна ерозия върху 40 мм титаниева повърхност

Как работи тестването за кавитационна ерозия?

Кавитационната ерозия на повърхностите на материала причинява постепенна загуба на материал. Можете лесно да измерите загубата на материал, като претеглите материала на прецизна скала преди и след определено излагане на кавитационна ерозия. Типичната промяна в теглото за тест за кавитационна ерозия е между 1 и 30 mg. За по-нататъшна стандартизация можете да изчислите загубата на обем, като разделите загубата на тегло на плътността на материала. Средната дълбочина на проникване (MDP) се изчислява чрез разделяне на загубата на обем на повърхността на образеца. Като алтернатива можете да измерите дълбочината на вдлъбнатината или изместения обем. Можете да използвате микроскопски анализ, за да получите допълнителна качествена информация за модела на ерозията.
Когато използвате ултразвуково устройство на Hielscher за изпитване на кавитационна ерозия, можете предварително да зададете температурния диапазон и диапазона на налягането, в който искате да работите. Можете да регулирате амплитудата на ултразвука. Всички параметри се наблюдават, показват и протоколират към SD-карта. Не се нуждаете от инсталиране на собствен софтуер. Ако желаете, можете да контролирате и наблюдавате ултразвуковия процес от обикновения си уеб браузър, ако свържете ултразвуковото устройство към компютъра си чрез Ethernet кабела (включен).

Кавитационна ерозия върху титаниева (клас 5) повърхност

Кавитационна ерозия върху титанова повърхност

Искане за информация




Обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Какъв е стандартният метод ASTM G32 за кавитационна ерозия с помощта на вибрационен апарат?

Стандартът ASTM G32-16 описва стандартизиран метод за кавитационна ерозия. Той определя прост, контролируем и възпроизводим тест за количествено определяне и сравняване на устойчивостта на кавитационна ерозия на различни материали. Спецификациите на ATSM G32-16 са полезни за сравнение на вашите резултати с тези на други публикации. Ако искате да приложите изпитване за кавитационна ерозия в контрола на качеството, препоръчваме да адаптирате протокола за изпитване на кавитационна ерозия към вашите специфични изисквания. Ще се радваме да ви помогнем с проектирането на персонализиран протокол за изпитване на кавитационна ерозия. За повече информация относно изпитването на кавитационна ерозия в съответствие с ASTM-G32, моля, щракнете тук!

Защо трябва да използвам ограничение на енергията вместо ограничение във времето?

Много публикации и протоколи за изпитване на ерозия определят времето за излагане на кавитация. В ултразвуковите устройства на Hielscher можете предварително да зададете време за ултразвук и системата ще спре след изтичане на това време. След това можете да изчислите получената скорост на кавитационна ерозия в mm/hr или mm3/hr. Ограничение във времето е приемливо, само ако не променяте никакви параметри, като ниво на течността, амплитуда, налягане, температура, състав на течността или празнина между сонотрода и повърхността на материала. Ако някой от тези параметри се промени, ще се промени и силата на ултразвука и интензивността на кавитацията. Важно е действителната полезна мощност, подавана на течността, да не се колебае по време на изпитването.
В ултразвуковите устройства на Hielscher можете да зададете ограничение на енергията. В този случай ултразвуковото устройство ще спре, след като достави определената ултразвукова енергия. Устройството на Hielscher ще показва и записва параметри, като действителна нетна мощност, амплитуда, налягане и температура на течността. Колебанията в мощността или умишлените промени в параметрите ще бъдат компенсирани при използване на ограничение на енергията. След това можете да посочите получената скорост на кавитационна ерозия в mm/kWhr, mm3/kWh или mg/kWhr.
Ако претеглите образеца между интервалите на кавитационна ерозия, можете да генерирате крива, показваща пределната загуба на тегло (скорост на загуба на тегло във всеки енергиен интервал) върху кумулативната енергия.
За по-прецизни резултати устройството може да извърши автоматично калибриране (30 секунди). Това измерва мощността за всяка амплитуда във въздуха при околно налягане. Устройството Hielscher използва тези данни за калибриране, за да даде много точни стойности на нетната мощност в реално време.

Образец за изпитване на кавитационна ерозия в съответствие с ASTM G32 - 16

Образец за изпитване на кавитационна ерозия (ASTM G32 – 16)

Сменяем накрайник (15.9 мм) за метод за изпитване на кавитационна ерозия ASTM G32

Сменяем накрайник за ASTM G32 – Тест за кавитационна ерозия

Налични тестови настройки за изпитване на кавитационна ерозия

Ще се радваме да обсъдим вашите изисквания за изпитване на ерозия. Моля, използвайте формата по-долу, за да се свържете с нас! Моля, предоставете допълнителна информация за вашия проект, като например проби за тестване на ден, размер на пробата и материал.








Моля, посочете информацията, която желаете да получите, по-долу:



  • За лесен за използване тестов стенд препоръчваме UP400St (400W, 24kHz) със сонотроде S24d14D (диаметър на върха 14 мм). Разбира се, предлагат се сонотроди с друг диаметър. Този мощен ултразвуков хомогенизатор се предлага с температурна сонда и автоматично протоколиране на SD карта. Можете да работите с UP400St със S24d14D при амплитуди от 20 до 99 микрона. Препоръчваме да използвате контейнер за течност с охлаждане, в който позиционирате образеца или частта на определено разстояние от върха на сонотрода. Устройството UP400St може да работи 24 часа, 7 дни в седмицата непрекъснато с пълна мощност.



  • Hielscher UIP1000hdT (1000W, 20kHz) със сонотроден BS4d22 (диаметър на върха 22 мм) има по-голяма мощност, може да работи при по-високи амплитуди и да обработва по-големи образци. Устройството се предлага с температурна сонда и автоматично протоколиране на SD-карта. Предлагат се сонотроди с по-голям диаметър или сонотроди със сменяеми накрайници. Можем да ви доставим необходимите аксесоари, като стойка, регулиране на височината, мощен охладител на охлаждащата течност или тестов съд с кожух с монтажни скоби за вашия образец.



  • За тест за кавитационна ерозия в течност под налягане препоръчваме UIP2000hdT (2000 вата, 20kHz). Подобно на другите устройства, той включва температурна сонда и автоматично протоколиране на SD-карта. Опционалният цифров сензор за налягане PS7D е много полезен за наблюдение и за запис на налягането.



  • Hielscher Ultrasonics разполага с технически център, който може да извършва тестове за кавитационна ерозия като услуга. От обработката на стандартни образци, прецизно претегляне и излагане на кавитация при контролирани и повтарящи се условия до пълен отчет и връщане на пробите до вас, Hielscher може да персонализира протокола за изпитване, за да отговори на вашите изисквания.


Моля, обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Какво влияе върху кавитационната ерозия?

Ултразвуковата кавитация води до кавитационна ерозия. Колкото по-интензивна е ултразвуковата кавитация, толкова по-бърза е ерозията. По-интензивната кавитация може да ерозира повърхностите на материала, така че много меката кавитация изобщо не може да ерозира. Така че може да има минимален интензитет, необходим за тестване на вашия материал за ерозия.

Ултразвукова амплитуда

Амплитудата на вибрациите е най-важният параметър за интензитета на ултразвука и произтичащия от това интензитет на кавитация. По-високите амплитуди произвеждат по-интензивна кавитация. В ултразвука амплитудата се определя в микрони като пик-пик. Ултразвуковите устройства на Hielscher ви позволяват да регулирате амплитудата в широк диапазон. След като се регулира, устройството поддържа амплитудата на регулираното ниво при всякакви условия на натоварване. Това е важна характеристика, за да има контролируеми и повтарящи се условия за изпитване на кавитация.
Ултразвуковите устройства на Hielscher ви позволяват да извършвате тестове за кавитационна ерозия при амплитуди от само 2 микрона до 200 микрона или повече.

Налягане на течността по време на звук

Много стандартни протоколи за изпитване на кавитационна ерозия използват ултразвукова кавитация при околно налягане. Налягането на течността е вторият най-важен фактор за интензивността на ултразвука. 10% увеличение на налягането на околната среда ще увеличи интензивността на ултразвука с около 10%. По-интензивната кавитация намалява времето, необходимо за постигане на определена степен на кавитационна ерозия. Често тестът с един екземпляр може да отнеме някъде от 15 до 120 минути. Ако имате много проби за тестване, работата при по-високо налягане може значително да намали времето за всеки тест. Тестовете при 5 barg (73psig) изискват приблизително 80% по-малко време за всеки тест.
Hielscher доставя непроницаеми тестови клетки с цифров сензор за налягане за изпитване на кавитационна ерозия. С помощта на херметична клетка можете да контролирате и поддържате налягането по време на всеки тест. Ултразвуковият генератор следи постоянно сензора за налягане и протоколира действителното налягане към съвместим с Excel CSV-файл на SD карта (включена). Hielscher доставя регулатори на налягането за настройка и поддържане на работното налягане.
Като стандартен Hielscher непроницаеми изпитвателни клетки за изпитване на кавитационна ерозия са оценени за до tp 5barg (73psig). При поискване се предлагат по-високи налягания до 300barg (4350psig).

Ултразвукова честота

Като цяло изпитването за кавитационна ерозия използва нискочестотни ултразвук с висок интензитет в диапазона 18-30kHz. В този диапазон промяната на честотата има много ограничен ефект върху интензитета на кавитацията. Всички устройства на Hielscher работят с постоянна честота.

регулируема по височина настройка за регулиране на разстоянието между ултразвуков сонотрод и образец по време на изпитване на кавитационна ерозия (ASTM G32-16)

Регулируема на височина тестова клетка за изпитване на кавитационна ерозия (ASTM G32-16)

Разстояние от Сонотроде

Материалът, който ще бъде тестван, може да се монтира към сонотрода или под сонотрода. Можете да направите образец от материал с резба и да го монтирате до края на ултразвуковия сонотрод. В този случай образецът вибрира при определената ултразвукова амплитуда и произвежда кавитация на повърхността си. Това изисква прецизна обработка и не всички материали са подходящи за тази опция.
Като алтернатива можете да фиксирате част или образец в непосредствена близост под титаниев сонотрод. В този случай титаниевият сонотроде произвежда кавитация и повърхността на материала е изложена на кавитация. Това е по-удобният вариант, тъй като можете да поставите образец с различни размери или форми в тестовата клетка. Ако използвате по-голям сонотрод, като сонотрод с диаметър 50 мм или 80 мм, можете да изложите няколко части на кавитационна ерозия едновременно. Това е много полезно, когато трябва да тествате много части на ден, например за контрол на качеството.
И в двата случая разстоянието между ултразвуковия сонотрод и повърхността на материала до него е много важно. Като цяло кавитационната ерозия е по-бърза при използване на по-малко разстояние. Типичните разстояния варират от 0,2 до 15 мм. За убедителни резултати трябва да използвате едно и също разстояние за всички тестове.

температура на течността

По-топлата течност води до по-нисък интензитет на ултразвукова кавитация. Въвеждането на енергия от механични вибрации в течността ще доведе до нагряване на течността. За да се поддържа постоянна температура по време на всеки тест за кавитационна ерозия, течността трябва да се охлади. Hielscher доставя контейнери с кожух и клетки с кожух. Като алтернатива можете да използвате охлаждаща намотка в чаша или да поставите чашата в ледена баня. Охлаждаща течност, която преминава през кожуха или през охлаждащата намотка, премахва топлината от течността.
Ултразвуковите устройства на Hielscher, като UP400St или UIP1000hdT, се доставят с температурна сонда PT100 (включена). Ултразвуковият генератор следи действителната температура на течността непрекъснато и протоколира температурата към съвместим с Excel CSV-файл на SD карта (включена). Можете да настроите генератора да спре изпитването за кавитационна ерозия, ако температурата на течността се отклони твърде много от зададената точка, например поради недостатъчен капацитет на охлаждане. Генераторът може да възобнови ултразвука автоматично, когато течността отново достигне зададената температура.

Кавитираща течност

Като цяло изпитването за кавитационна ерозия използва вода, като дестилирана вода. Различните течности показват различни кавитационни характеристики. Ако водата е корозивна за вашия материал, може да искате да тествате алтернативни течности, като силиконови масла с нисък вискозитет или органични разтворители, за да елиминирате или намалите корозивния фактор. Като алтернатива можете да направите течността по-корозивна, например чрез промяна на рН или по-абразивна чрез добавяне на абразивни частици. Можете да използвате изпитване за кавитационна ерозия, за да оцените ерозивността и корозивността на течностите, като сондажни калове или да оцените ефективността на инхибиторите на корозията или ерозията.

Обработка

Когато произвеждате част или образец, CNC обработка, шлайфане или полиране причиняват повреди на зърнената структура близо до повърхността на материала. Това намалява устойчивостта на ерозия.

Пасивиране/оксидни слоеве

Много често ерозията и корозията се случват едновременно. Водата, като дестилирана, деминерализирана или дейонизирана вода, може да бъде корозивна за много материали. Ултразвуковата кавитация насърчава корозията. Пасивиращите слоеве, например при анодизиран алуминий, ще увеличат устойчивостта на повърхността на материала към ерозия и корозия.

Какви ограничения има тестването за кавитационна ерозия?

Някои еластомери може да изискват много интензивно излагане на кавитация, за да покажат кавитационна ерозия. В този случай ултразвукът без клетка под налягане може да не покаже никакъв измерим ефект.

15,9 мм сонотроде със сменяем накрайник за метод за изпитване на кавитационна ерозия ASTM G32 - 16

ASTM G32 -16 15,9 мм сонотроде със сменяем накрайник



Шаблонен протокол за изпитване за изпитване на кавитационна ерозия

Можете да изтеглите нашия шаблонен работен лист в следните формати: PDF, Microsoft Excel XLSили Ябълкови числа.

Примерен работен лист за изпитване на кавитационна ерозия

Примерен работен лист за изпитване на кавитационна ерозия

Ще се радваме да обсъдим вашия процес.

Let's get in contact.