Ultralydsapparater til ASTM D5621-test af hydraulikvæskers stabilitet ved sonisk forskydning

Standardtestmetoden ASTM D5621 beskriver testning af hydraulikvæskers stabilitet ved sonisk forskydning og deres viskositeter ved henholdsvis 40°C og 100°C. For at teste og bestemme hydraulikvæskers viskositetsstabilitet under forskydning kræves en pålidelig testmetode. ASTM D5621 er en standardiseret protokol til vurdering af hydraulikvæskers forskydningsstabilitet ved hjælp af ultralydsgenererede forskydningskræfter.

Testning af hydraulikvæskers forskydningsstabilitet med ultralyd efter ASTM D5621

ASTM D5621 er en standardiseret protokol til bestemmelse af hydraulikvæskers viskositetstab under sonisk forskydning. Derfor udsættes prøver af hydraulikvæske for ultralydsgenererede forskydningskræfter for at vurdere forskydningsstabiliteten. Ideel til polymerholdige hydraulikolier og motorolier.
Formål: Hydraulikvæsker (specifikke smøremidler), motorolier, transmissionsvæsker til biler, traktorvæsker og andre kraftoverføringsvæsker udsættes under normal drift for forskydningskræfter af varierende styrke, hvilket kan føre til ændringer i viskositeten og et efterfølgende fald i virkningsgraden. For at forbedre hydraulikvæskers viskositetsindeks tilsættes polymerer (f.eks. kampolymerer) til sådanne hydraulikvæsker. ASTM D5621-testen undersøger viskositetsændringer i polymerholdige væsker, der udsættes for ultralydsgenererede forskydningskræfter, såkaldte soniske forskydningsvibrationer.
Anvendelse: Formålet med standardprotokollen ASTM D5621 er at bestemme prøvens viskositet under forskydningsspænding. Denne test er relevant for hydraulikvæsker, da hydraulikvæsker som kraftoverføringsvæsker udsættes for forskydning. Deres adfærd under bestemte forskydningsforhold skal bestemmes for at vælge en egnet hydraulikvæskekvalitet til brug i specifikke maskiner og motorer.
Fremgangsmåde: Hydraulikvæskens indledende viskositet bestemmes. Prøven placeres derefter i testbægerglasset, tempereres til testtemperaturen og behandles med en ultralydsvibrator (dvs. et apparat til sonisk forskydning) i den angivne testtid. Derefter måles den sonikerede prøves viskositet. Rapporten angiver den indledende viskositet, den endelige viskositet og den procentvise viskositetsændring i centistokes.

Udstyr til standardtestmetoden ASTM D5621 til bestemmelse af hydraulikvæskers stabilitet ved sonisk forskydning

For at udføre den fremgangsmåde, der er beskrevet og standardiseret i ASTM D5621-protokollen, kræves specificeret udstyr.

• Ultralydsapparat: et ultralydsapparat med sonde til generering af forskydning med en fast frekvens og et ultralydshorn (også kaldet sonde eller sonotrode). Et typisk ultralydsapparat, der anvendes til ASTM D2603-testning, er UP400ST (24kHz, 400W) med ultralydssonden (hornet / sonotroden) S24d22.

For at fremme ensartet ydelse og gentagelige resultater anbefales følgende hjælpeudstyr:

• Vandbad / isbad: Et kølende vandbad eller isbad, der kan opretholde en kappetemperatur på 0°C.
• Temperaturføler såsom PT100 (medfølger til ultralydsapparaterne UP400ST)
• Griffin-bægerglas på 50mL, fremstillet af borosilikatglas.
• Lyddæmpende kabinet (valgfrit): En lyddæmpende boks (f.eks. den lyddæmpende boks SPB-L til UP400St), der omslutter ultralydshornet for at reducere støjniveauet fra apparatet til sonisk forskydning.
• Viskosimeter: Ethvert viskosimeter og bad, der opfylder kravene i testmetode D445, er tilstrækkeligt.

Test af sonisk forskydning i henhold til ASTM D6080

“Viskositetsklassifikationssystemet for hydraulikvæsker er defineret i ASTM D6080. D6080-klassifikationssystemet anvender standardtestmetoden ASTM D5621 til bestemmelse af hydraulikvæskers stabilitet ved sonisk forskydning, i det følgende kaldet testen af sonisk forskydning, som grundlag for at definere viskositetsklassen for multigrade-hydraulikvæsker (ASTM D5621). I D5621-proceduren bestråles den polymerholdige olie med en sonisk oscillator i 40 min. Nedbrydning af polymeren ved den soniske metode er resultatet af energirig dannelse og kollaps af hulrum i væsken, som kan forekomme under forhold med kavitation i væsken. Denne metode til bestemmelse af permanent viskositetstab har vist sig at give viskositetsændringer, der ligner dem, som observeres ved anvendelse af lamel-, tandhjuls- og stempelpumper. Der er også rapporteret korrelationer med pumpers volumetriske virkningsgrad. Væsker med højt viskositetsindeks (VI), som udviste mindre permanent viskositetstab i testen af sonisk forskydning, gav en forbedret volumetrisk virkningsgrad for pumperne.” (Michael et al., 2018).
Michael et al. (2018) fandt også, at testning af sonisk forskydning med ASTM D5621-metoden i netop denne undersøgelse korrelerede bedst med viskositetsmålingerne ved testens afslutning.

Hvorfor bruge ultralydsapparater fra Hielscher til test af forskydningsstabilitet i henhold til ASTM D5621?

Hielscher Ultrasonics leverer højtydende ultralydsapparater til generering af forskydning til test af forskydningsstabilitet i henhold til ASTM D5621 og ASTM D2603. Med en fast frekvens og pålidelig ultralydsgenereret forskydningseffekt er ultralydsapparater fra Hielscher til generering af forskydning ideelle til vurdering af hydraulikvæskers forskydningsstabilitet. Ultralydsapparater fra Hielscher er udstyret med intelligent software og indstillinger, som muliggør avanceret testning i henhold til ASTM-standarder. Menuen er let tilgængelig via en digital berøringsskærm eller fjernstyring via en browser. Mens frekvensen er fast, hvilket er vigtigt for pålidelige sonikeringsresultater og ASTM-standarder, kan amplituden indstilles præcist til den ønskede slagvirkning.
Kalibrering af ultralydsapparater fra Hielscher er enkel og kan udføres hurtigt og nemt via den avancerede menu. Alle digitale ultralydsapparater er udstyret med en temperaturføler, der kan tilsluttes, og som løbende registrerer prøvens temperatur og sender den tilbage til ultralydsgeneratoren, hvor alle vigtige sonikeringsdata såsom amplitude, sonikeringstid og -varighed, temperatur og tryk (når en trykføler er monteret) registreres automatisk på et indbygget SD-kort. Disse intelligente funktioner muliggør pålidelige og reproducerbare test af ultralydsgenereret forskydning og gør betjeningen brugervenlig og sikker.
Apparater fra Hielscher Ultrasonics til test af forskydningsstabilitet overholder begge standarder, ASTM D-5621 og ASTM D-2603.

UP400St har en fast frekvens på 24kHz og overholder dermed ASTM D5621. En typisk opstilling til ASTM D5621-test er systemet UP400ST til ultralydsgenereret forskydning med sonden (hornet / sonotroden) S24d22.