Ultrazvučni uređaji za ASTM D5621 – stabilnost hidrauličnih tekućina na zvučno smicanje

Standardna ispitna metoda ASTM D5621 opisuje ispitivanje stabilnosti hidrauličnih tekućina na zvučno smicanje i njihovih viskoznosti na 40°C, odnosno 100°C. Da bi se ispitala i odredila stabilnost viskoznosti hidrauličnih tekućina pri smicanju, potrebna je pouzdana metoda ispitivanja. ASTM D5621 je standardizirani protokol za procjenu stabilnosti hidrauličnih tekućina na smicanje pomoću ultrazvučnih smičnih sila.

Ispitivanje stabilnosti hidrauličnih tekućina na ultrazvučno smicanje prema ASTM D5621

ASTM D5621 je standardizirani protokol za određivanje gubitka viskoznosti hidrauličnih tekućina pri zvučnom smicanju. Stoga se uzorci hidraulične tekućine izlažu ultrazvučnim smičnim silama kako bi se procijenila stabilnost na smicanje. Idealno za hidraulična ulja i motorna ulja koja sadrže polimere.
Svrha: Hidraulične tekućine (specifična maziva), motorna ulja, tekućine za mjenjače automobila, traktorske tekućine i druge tekućine za prijenos snage tokom uobičajenog rada izložene su smičnim silama različitog intenziteta, što može dovesti do promjena viskoznosti i posljedičnog smanjenja efikasnosti. Da bi se poboljšao indeks viskoznosti hidrauličnih tekućina, takvim se hidrauličnim tekućinama dodaju polimeri (npr. češljasti polimeri). Ispitivanje ASTM D5621 ispituje promjene viskoznosti u tekućinama koje sadrže polimere, a koje su izložene smičnim silama generiranim ultrazvukom, takozvanim zvučnim smičnim vibracijama.
Primjena: Cilj standardnog protokola ASTM D5621 je odrediti viskoznost uzorka pri smičnom naprezanju. Ovo ispitivanje je relevantno za hidraulične tekućine jer su hidraulične tekućine, kao tekućine za prijenos snage, izložene smicanju. Njihovo ponašanje pri određenim uvjetima smicanja mora se odrediti kako bi se odabrala odgovarajuća kvaliteta hidraulične tekućine za upotrebu u konkretnim mašinama i motorima.
Postupak: Najprije se određuje početna viskoznost hidraulične tekućine. Uzorak se zatim stavlja u ispitnu čašu, temperira na ispitnu temperaturu i tokom navedenog ispitnog vremena obrađuje ultrazvučnim vibratorom (tj. uređajem za zvučno smicanje). Nakon toga mjeri se viskoznost ultrazvučno obrađenog uzorka. Izvještaj navodi početnu viskoznost, konačnu viskoznost i procentualnu promjenu viskoznosti u centistokesima.

Oprema za standardnu ispitnu metodu ASTM D5621 za zvučnu smičnu stabilnost hidrauličnih tekućina

Za izvođenje postupka opisanog i standardiziranog protokolom ASTM D5621 potrebna je propisana oprema.

• Ultrazvučni uređaj: ultrazvučni smični uređaj sondnog tipa s fiksnom frekvencijom i ultrazvučnim rogom (poznatim i kao sonda ili sonotroda). Tipičan ultrazvučni uređaj koji se koristi za ispitivanje ASTM D2603 je UP400ST (24kHz, 400W) s ultrazvučnom sondom (rog / sonotroda) S24d22.

Radi osiguravanja ujednačenih performansi i ponovljivih rezultata preporučuje se sljedeća pomoćna oprema:

• Vodena / ledena kupelj: Rashladna vodena kupelj ili ledena kupelj koja može održavati temperaturu plašta od 0°C.
• Temperaturni senzor kao što je PT100 (isporučuje se uz ultrazvučne uređaje UP400ST)
• Griffinova čaša od 50mL, izrađena od borosilikatnog stakla.
• Zvučna kabina (opcionalno): Kutija za zvučnu zaštitu (npr. kutija za zvučnu zaštitu SPB-L za UP400St) koja obuhvata ultrazvučni rog radi smanjenja nivoa buke koju proizvodi uređaj za zvučno smicanje.
• Viskozimetar: Dovoljan je bilo koji viskozimetar i kupelj koji ispunjavaju zahtjeve ispitne metode D445.

Zvučno smično ispitivanje u skladu s ASTM D6080

“Sistem klasifikacije viskoznosti hidrauličnih tekućina definiran je u ASTM D6080. Klasifikacijski sistem D6080 koristi standardnu ispitnu metodu ASTM D5621 za zvučnu smičnu stabilnost hidraulične tekućine, u daljnjem tekstu zvučno smično ispitivanje, kao osnovu za definiranje razreda viskoznosti višerazrednih hidrauličnih tekućina (ASTM D5621). U postupku D5621 ulje koje sadrži polimere zrači se zvučnim oscilatorom 40 min. Razgradnja polimera zvučnom metodom rezultat je energetskog stvaranja i kolapsa šupljina unutar tekućine, kakvo se može javiti u uvjetima kavitacije tekućine. Utvrđeno je da ova metoda određivanja trajnog gubitka viskoznosti proizvodi promjene viskoznosti slične onima uočenim u primjenama s krilnim, zupčastim i klipnim pumpama. Zabilježene su i korelacije s volumetrijskom efikasnošću pumpe. Tekućine visokog VI koje su pokazale manji trajni gubitak viskoznosti u zvučnom smičnom ispitivanju osigurale su povećanu volumetrijsku efikasnost pumpe.” (Michael et al., 2018).
Michael et al. (2018) također su utvrdili da je za ovo konkretno istraživanje zvučno smično ispitivanje metodom ASTM D5621 najbolje korelirano s mjerenjima viskoznosti na kraju ispitivanja.

Zašto Hielscher ultrazvučni uređaji za ispitivanja stabilnosti na smicanje u skladu s ASTM D5621?

Hielscher Ultrasonics isporučuje visokoučinkovite ultrazvučne smične uređaje za ispitivanja stabilnosti na smicanje u skladu s ASTM D5621 i ASTM D2603. Zahvaljujući fiksnoj frekvenciji i pouzdanoj ultrazvučnoj smičnoj snazi, Hielscher ultrazvučni smični uređaji idealni su za procjenu stabilnosti hidrauličnih tekućina na smicanje. Hielscher ultrazvučni uređaji opremljeni su pametnim softverom i postavkama koji omogućavaju sofisticirana ispitivanja prema ASTM standardima. Meniju se lako pristupa putem digitalnog ekrana osjetljivog na dodir ili daljinskog upravljanja putem preglednika. Dok je frekvencija fiksna, što je važno za pouzdane rezultate ultrazvučne obrade i za ASTM standarde, amplituda se može precizno podesiti na željeni učinak udara hoda oscilacije.
Kalibracija Hielscher ultrazvučnih uređaja je jednostavna i može se brzo i lako izvesti putem sofisticiranog menija. Svi digitalni ultrazvučni uređaji opremljeni su priključivim temperaturnim senzorom koji kontinuirano bilježi temperaturu uzorka i prenosi je natrag u ultrazvučni generator, gdje se svi važni podaci o ultrazvučnoj obradi, kao što su amplituda, vrijeme i trajanje obrade, temperatura i pritisak (kada je ugrađen senzor pritiska), automatski bilježe na ugrađenu SD karticu. Ove pametne funkcije omogućavaju pouzdana i ponovljiva ultrazvučna smična ispitivanja te čine rad korisnički prijateljskim i sigurnim.
Hielscher Ultrasonics uređaji za ispitivanja stabilnosti na smicanje usklađeni su i s ASTM D-5621 i s ASTM D-2603 standardima.

UP400St ima fiksnu frekvenciju od 24kHz i time je usklađen s ASTM D5621. Tipična postavka za ASTM D5621 ispitivanje je ultrazvučni smični sistem UP400ST sa sondom (rog / sonotroda) S24d22.