Tecnologia d'ultrasons Hielscher

Proves d'erosió de cavitació

L'erosió de la cavitació es produeix en superfícies materials que estan exposades a cavitació ultrasònica intensa. La prova d'erosió de cavitació és un mètode ràpid per mesurar la resistència a l'erosió dels materials o recobriments a estrès intens i altres factors erosius. Proporciona un mesurament fàcil quantitatiu per al control de qualitat i un útil durant la investigació de materials o la formulació de revestiment.

Per què utilitzar les proves d'erosió de cavitació?

L'erosió en curs o la corrosió pot requerir un reemplaçament regular de peces o la renovació de recobriments superficials. L'erosió superficial del material a causa de la influència mecànica o química és un procés lent que resulta en la destrucció gradual de les superfícies dels materials. Per tant, l'avaluació de la resistència a l'erosió material o de l'efecte erosius de líquids i fangs, pot ser un procés molt consumit.
La prova d'erosió de cavitació ultrasònica exposa la superfície del material a cicles d'estrès controlats, intensos i repetitius. Això es tradueix en una erosió significativa de la superfície material en poc temps. Vostè pot mesurar ràpidament la resistència a l'erosió per al control regular de qualitat en la producció, per a l'avaluació dels materials entrants o durant la investigació i el desenvolupament.
Les aplicacions estàndard inclouen proves metal·lúrgiques, proves de formulació de recobriment, proves d'aplicació de recobriment o l'avaluació d'inhibidors de l'erosió en líquids.

La configuració de prova de l'erosió de cavitació amb UIP1000hdT (1000 watts d'energia ultrasònica)

UIP1000hdT (1000W, 20 kHz) configuració de la prova d'erosió de cavitació

Per què la cavitació causa l'erosió de la superfície?

Dispositius ultrasònics, com el UP400St (400 watts, 24 kHz) o el UIP1000hdT (1000 watts, 20 kHz) parella vibracions ultrasòniques en líquids, com ara aigua. El ràpid moviment recíproc de la vibració en el líquid produeix i col·lapsa les bombolles de cavitació. Quan el col·lapse de les bombolles, alta localitzada estrès mecànic es produeix en el líquid i en superfícies de material exposats. Dolls de líquid de fins a 1000km/h i les pressions locals de fins a 1000atm condueixen a una fatiga ràpida sobre la superfície del material. Això pot eliminar les capes d'òxid o passivació, recobriments o incrustacions. Pot provocar enfrontant de materials sòlids, com acer, titani, alumini, plàstic o got. Per tant, la prova d'erosió de cavitació és un mètode d'assaig destructiu.

Erosió de cavitació en superfície de titani de 40mm

Erosió de cavitació en superfície de titani de 40mm

Com funciona la prova de cavitació erosió?

Cavitació l'erosió de les superfícies materials provoca una pèrdua gradual de material. Pot mesurar la pèrdua de material fàcilment pesant el material a una escala de precisió abans i després d'una exposició d'erosió de cavitació definida. Un canvi de pes típic per a una prova d'erosió de cavitació és entre 1 i 30mg. Per a una major estandardització, es pot calcular la pèrdua de volum dividint la pèrdua de pes per la densitat del material. La profunditat mitjana de penetració (MDP) es calcula dividint la pèrdua de volum per la superfície de l'espècimen. Alternativament, pot mesurar la profunditat de enfrontant o el volum de desplaçats. Es pot utilitzar l'anàlisi microscòpica per obtenir informació qualitativa addicional sobre el patró d'erosió.
Quan s'utilitza un dispositiu ultrasònic Hielscher per a les proves d'erosió de cavitació, podeu predefinir l'interval de temperatura i el rang de pressió que voleu treballar. Pot ajustar l'amplitud de sonicació. Tots els paràmetres són monitoritzats, mostrats i protocol·ls a una targeta SD. No necessiteu cap instal·lació de programari privatiu. Si us agrada, podeu controlar i supervisar el procés d'ultrasons des del vostre navegador web normal, si Connecteu el dispositiu ultrasònic al vostre ordinador mitjançant el cable Ethernet (inclòs).

Erosió de cavitació en una superfície de titani (grau 5)

Erosió de cavitació en la superfície de titani

Què és el mètode ASTM G32 estàndard per a l'erosió de cavitació utilitzant un aparell vibratori?

L'estàndard ASTM G32-16 descriu un mètode estandarditzat per a l'erosió de la cavitació. Defineix una prova simple, controlable i reproduïble per quantificar i comparar la resistència a l'erosió de cavitació de diferents materials. Les especificacions de l'ATSM G32-16 són útils per a la comparació dels resultats amb la d'altres publicacions. Si voleu implementar proves d'erosió de cavitació en el control de qualitat, recomanem adaptar el protocol de prova d'erosió de cavitació als vostres requeriments específics. Estarem encantats d'ajudar-lo amb el disseny d'un protocol personalitzat de prova d'erosió de cavitació. Per obtenir més informació sobre les proves d'erosió de cavitació d'acord amb ASTM-G32, si us plau feu clic aquí!

Per què he d'utilitzar un límit d'energia en lloc d'un límit de temps?

Moltes publicacions i protocols de proves d'erosió especifiquen un temps d'exposició de cavitació. En els dispositius ultrasònics de Hielscher, podeu programar un temps de sonicació i el sistema s'aturarà després que aquest temps hagi passat. A continuació, pot calcular la taxa d'erosió de cavitació resultant en mm/HR o MM3/hr. S'admet un límit de temps, només si no canvieu cap paràmetre, com ara el nivell de líquid, l'amplitud, la pressió, la temperatura, la composició líquida o el buit entre el sonotrodo i la superfície del material. Si qualsevol d'aquests paràmetres canvien, pel que serà el poder de la sonicació i la intensitat de la cavitació. És important, que l'actual potència neta lliurada al líquid no ha de fluctuar durant la durada de la prova.
En dispositius ultrasònics Hielscher pot establir un límit d'energia. En aquest cas, el dispositiu ultrasònic s'aturarà, després d'haver lliurat l'energia ultrasònica especificada. El dispositiu Hielscher mostrarà i registrarà paràmetres, com ara potència neta real, amplitud, pressió i temperatura del líquid. Les fluctuacions en el poder o els canvis deliberats en els paràmetres seran compensats quan s'utilitza un límit d'energia. A continuació, podeu especificar la taxa d'erosió de cavitació resultant en mm/kWhr, MM3/kWhr o mg/kWhr.
Si sospesa l'espècimen entre intervals d'erosió de cavitació, pot generar corba que Mostra la pèrdua de pes marginal (proporció de pèrdua de pes en cada interval d'energia) sobre l'energia acumulativa.
Per obtenir resultats més precisos, el dispositiu pot realitzar un calibratge automatitzat (30 segons). Això mesura el poder per a tot escena d'amplitud en aire a pressió ambiental. El dispositiu Hielscher utilitza aquesta dada de calibratge per donar valors de potència nets molt precisos en temps real.

Cavitació de prova de l'erosió d'acord amb ASTM G32-16

Cavitació de prova d'erosió espècimen (ASTM G32 – 16

Punta reemplaçable (15,9 mm) per ASTM G32 cavitació erosió mètode de prova

Punta reemplaçable per ASTM G32 – Prova d'erosió de cavitació

Configuracions de prova disponibles per a la prova d'erosió de cavitació

Estarem encantats de discutir els seus requisits de la prova d'erosió. Si us plau, utilitzeu el següent formulari per contactar amb nosaltres! Si us plau, proporcioneu informació addicional sobre el vostre projecte, com ara els exemplars per a ser provats per dia, la mida de l'espècimen i el material.








Si us plau, indiqui la informació que desitja rebre, a continuació:



  • Per a una parada de prova fàcil d'utilitzar, recomanem el UP400St (400W, 24 kHz) amb un sonotrodo S24d14D (diàmetre 14mm de punta). Altres sonotrodes de diàmetre estan disponibles, per descomptat. Aquest homogeneïtzador ultrasònic de gran abast, ve amb una sonda de temperatura i un protocol·ing automàtic de targeta SD. Vostè pot operar el UP400St amb S24d14D a amplituds de 20 a 99 microns. Es recomana l'ús d'un recipient líquid amb refrigeració, en el qual es posiciona l'espècimen o part en una distància definida des de la punta del sonotrodo. El dispositiu UP400St pot operar 24 hores, 7 dies a la setmana contínuament a plena potència.



  • El Hielscher UIP1000hdT (1000W, 20 kHz) amb un sonotrodo BS4d22 (diàmetre de punta de 22mm) té més poder, pot córrer a amplituds més altes i processar espècimen més gran. La unitat ve amb una sonda de temperatura i protocol·ing automàtic de targeta SD. Sonotrodes de diàmetre més gran o sonotrodes amb consells reemplaçables estan disponibles. Podem subministrar-li els accessoris necessaris, com un estand, alta regulació, un refredador refrigerant de gran abast o un got de prova amb encamisats amb suports de muntatge per al seu espècimen.



  • Per a una prova d'erosió de cavitació en un líquid pressuritzat, recomanem el UIP2000hdT (2000 watts, 20 kHz). Igual que la resta d'unitats, inclou una sonda de temperatura i un protocol·ing automàtic de targeta SD. El sensor de pressió digital opcional PS7D és molt útil per controlar un a pressió d'enregistrament.



  • Hielscher Ultrasonics té un centre tècnic que pot realitzar proves d'erosió de cavitació com un servei. Des del mecanitzat de mostres estàndard, pesatge de precisió i exposició de cavitació sota condicions controlades i repetibles a un informe complet i un retorn de mostres a vostè, Hielscher pot personalitzar el protocol de prova per satisfer les seves necessitats.


Tingueu en compte que Política de privacitat.


Què influeix en l'erosió de la cavitació?

La cavitació ultrasònica resulta en l'erosió de cavitació. Com més intensa és la cavitació ultrasònica, més ràpid és l'erosió. Una cavitació més intensa pot erosionar superfícies de materials, que una cavitació molt suau no pot erosionar en absolut. Per tant, pot haver-hi una intensitat mínima requerida perquè el seu material sigui provat en l'erosió.

amplitud ultrasònica

L'amplitud de vibració és el paràmetre més important per a la intensitat de sonicació i la intensitat de cavitació resultant. Amplituds superiors produeixen una cavitació més intensa. En ultrasons, l'amplitud s'especifica en Micron com pic-pic. Dispositius ultrasònics Hielscher li permeten ajustar l'amplitud en una àmplia gamma. Un cop ajustat, el dispositiu manté l'amplitud al nivell ajustat en totes les condicions de càrrega. Aquesta és una característica important per tenir condicions d'assaig de cavitació controlables i repetibles.
Dispositius ultrasònics Hielscher li permeten realitzar proves d'erosió cavitacional a amplituds des de tan poc com 2 micres a 200 Micró o més.

Pressió líquida durant la sonicació

Molts protocols estàndard per a la prova d'erosió de cavitació utilitzen cavitació ultrasònica a pressió ambiental. La pressió líquida és el segon factor més important per a la intensitat de sonicació. Un augment del 10% en la pressió ambiental augmentarà la intensitat de sonicació en un 10%. La cavitació més intensa redueix el temps necessari per aconseguir un cert grau d'erosió de cavitació. Sovint la prova d'espècimen únic pot prendre en algun lloc de 15 a 120 minuts. Si té molts espècimens per provar, treballar a pressions més altes pot tallar el temps per a cada prova significativament. Les proves a 5 BARG (73psig) requereixen aproximadament 80% menys temps per a cada prova.
Hielscher subministra cèl·lules de prova atapeïdes de pressió amb un sensor de pressió digital per a la prova d'erosió de cavitació. Mitjançant una cèl·lula ajustada a la pressió, podeu controlar i mantenir la pressió durant cada prova. El generador ultrasònic controla el sensor de pressió constantment i protocols la pressió real a un fitxer CSV compatible amb excel en una targeta SD (inclosa). Hielscher subministra reguladors de pressió per fixar i mantenir la pressió de funcionament.
Com a cèl·lules Hielscher estàndard de prova de pressió ajustada per a la prova d'erosió de cavitació estan valorades per fins TP 5barg (73psig). Les pressions més altes de fins a 300barg (4350psig) estan disponibles a petició.

freqüència ultrasònica

En general, les proves d'erosió de cavitació utilitzen ultrasons d'alta intensitat de baixa freqüència en el rang de 18-30kHz. En aquest rang la variació de la freqüència té un efecte molt limitat sobre la intensitat de la cavitació. Tots els dispositius Hielscher funcionen a una freqüència constant.

configuració regulable en alçada per ajustar la distància entre el sonotrodo ultrasònic i l'espècimen durant les proves d'erosió de cavitació (ASTM G32-16)

Cèl·lula d'assaig regulable en alçada per a proves d'erosió de cavitació (ASTM G32-16)

Distància des del sonotrodo

El material a assajar es pot muntar al sonotrodo o sota el sonotrodo. Podeu fer un espècimen de material roscat i muntar-lo fins al final del sonotrodo ultrasònic. En aquest cas, l'espècimen vibra a l'amplitud ultrasònica especificada i produeix cavitació a la seva superfície. Això requereix mecanitzats de precisió i no tots els materials són adequats per a aquesta opció.
Alternativament, vostè pot fixar una part o espècimen en la proximitat sota un sonotrodo de titani. En aquest cas, el sonotrodo de titani produeix la cavitació i la superfície del material està exposada a la cavitació. Aquesta és l'opció més convenient ja que podeu col·locar mostres de diverses mides o formes a la cel·la de prova. Si utilitzeu un sonotrodo més gran, com ara un sonotrodo de 50mm o 80mm de diàmetre, podeu exposar diverses parts a l'erosió de cavitació al mateix temps. Això és molt útil quan heu de provar moltes parts per dia, per exemple, per al control de qualitat.
En ambdós casos, la distància entre el sonotrodo ultrasònic i la superfície material al costat d'ella és molt important. En general, l'erosió de la cavitació és més ràpida en utilitzar una distància més petita. Distàncies típiques oscil·len entre 0,2 i 15 mm. Per a resultats concloents, hauríeu d'utilitzar la mateixa distància per a totes les proves.

temperatura líquida

El líquid més càlid resulta en una menor intensitat de cavitació ultrasònica. L'aportació d'energia de vibració mecànica al líquid farà que el líquid s'escalfi. Per tal de mantenir una temperatura constant durant cada prova d'erosió de cavitació, el líquid necessita ser refredat. Hielscher subministra contenidors amb camisa i les cèl·lules atapeïdes de pressió. Alternativament, vostè pot utilitzar una bobina de refrigeració en un got o es pot posar el vas de precipitats en un bany de gel. Un refrigerant que corre a través de la jaqueta o a través de la bobina de refrigeració elimina la calor del líquid.
Dispositius ultrasònics Hielscher, com el UP400St o el UIP1000hdT vénen amb una sonda de temperatura PT100 (inclosa). El generador ultrasònic controla la temperatura real del líquid contínuament i els protocols de la temperatura a un fitxer CSV compatible amb excel en una targeta SD (inclòs). Podeu establir el generador per posar en pausa les proves d'erosió de cavitació si la temperatura del líquid es desviarà massa del seu punt de partida, per exemple, a causa de la insuficient capacitat de refrigeració. El generador pot reprendre la sonicació automàticament quan el líquid va arribar a la temperatura especificada de nou.

Líquid cavitating

En general, la prova d'erosió de cavitació utilitza l'aigua, com l'aigua destil·lada. Diferents líquids mostren diferents característiques de cavitació. Si l'aigua és corrosiva al seu material, és possible que vulgueu provar líquids alternatius, com ara olis de silicona de baixa viscositat o dissolvents orgànics per tal d'eliminar o reduir el factor corrosiu. Alternativament, pot fer el líquid més corrosiu, p. ex. canviant el pH o més abrasiu afegint partícules abrasives. Pot utilitzar proves d'erosió de cavitació per avaluar l'erosivitat i corrosivitat de líquids, com fangs de perforació o per avaluar l'efectivitat de corrosió o inhibidors de l'erosió.

Mecanitzat

Quan es fabrica una part o un espècimen, mecanitzat CNC, rectificat o polit causa danys a l'estructura de gra prop de la superfície del material. Això redueix la resistència a l'erosió.

Capes de passivació/òxid

Molt sovint l'erosió i la corrosió ocorren al mateix temps. L'aigua, com l'aigua destil·lada, desmineralitzada o de no ionitzada, pot ser corrosiva per a molts materials. Cavitació ultrasònica promou la corrosió. Les capes de passivació, per exemple, en alumini anoditzat augmentaran la resistència d'una superfície material a l'erosió i a la corrosió.

Quines limitacions té la prova d'erosió de cavitació?

Alguns elastòmers poden requerir una exposició de cavitació molt intensa per mostrar qualsevol erosió de cavitació en absolut. En aquest cas, la sonicació sense una cèl·lula pressuritzada pot no mostrar cap efecte mesurable.

sonotrodo de 15,9 mm amb punta reemplaçable per a la cavitació erosió mètode de prova ASTM G32-16

ASTM G32-16 15,9 mm sonotrodo amb punta reemplaçable



Protocol de prova de plantilla per a proves d'erosió de cavitació

Podeu descarregar el nostre full de càlcul de plantilla en els següents formats: Pdf, XLS del Microsoft Excelo Números d'Apple.

Full de càlcul d'exemple per a proves d'erosió de cavitació

Full de càlcul d'exemple per a proves d'erosió de cavitació