Ultraschallgeräte für ASTM-Prüf- und Verfahrensnormen

Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglichen eine kontrollierte, wiederholbare Beschallung für ASTM-Verfahren zur Scherung durch Ultraschall, Ultraschallextraktion, Kavitationserosion und MBEC-Biofilmablösung.

Warum die Auswahl des Ultraschallgeräts für ASTM-Prüfungen wichtig ist

ASTM-Verfahren, die Ultraschallenergie nutzen, erfordern definierte akustische Kavitation und Schwingungen, eine kontrollierte Amplitude, eine reproduzierbare Probenpositionierung und eine konsistente Temperaturführung. Ein ungeeignetes Ultraschallgerät kann zu unzureichender Kavitation, ungleichmäßiger Behandlung, übermäßiger Erwärmung oder schlechter Wiederholbarkeit führen. Ultraschallgeräte von Hielscher sind mit digitaler Amplitudenregelung, Datenaufzeichnung, Kompatibilität mit einer breiten Auswahl an Sonotroden und robustem Dauerbetrieb für Validierungsarbeiten im Labor ausgelegt.

Warum die Auswahl des Ultraschallgeräts für ASTM-Prüfungen wichtig ist

ASTM-Verfahren, die Ultraschallenergie nutzen, erfordern definierte akustische Kavitation und Schwingungen, eine kontrollierte Amplitude, eine reproduzierbare Probenpositionierung und eine konsistente Temperaturführung. Ein ungeeignetes Ultraschallgerät kann zu unzureichender Kavitation, ungleichmäßiger Behandlung, übermäßiger Erwärmung oder schlechter Wiederholbarkeit führen. Ultraschallgeräte von Hielscher sind mit digitaler Amplitudenregelung, Datenaufzeichnung, Kompatibilität mit einer breiten Auswahl an Sonotroden und robustem Dauerbetrieb für Validierungsarbeiten im Labor ausgelegt.

Kontrollierter Energieeintrag
Digitale Ultraschallgeneratoren helfen dabei, Amplitude, Zeit, Impulseinstellungen und Prozesstemperatur für die Verfahrensdokumentation nachvollziehbar zu halten.

Verfahrensspezifische Geometrien
Ultraschallgeräte mit Sonotrode, Hochleistungs-Kavitationssysteme und Ultraschallgeräte für Platten eignen sich für unterschiedliche ASTM-Probenformate, vom Becherglas bis zur Mikrotiterplatte.

Wiederholbare Probenbehandlung
Stabile Beschallungsbedingungen verbessern die Vergleichbarkeit zwischen Prüfdurchläufen hinsichtlich Viskositätsänderung, Extraktionseffizienz, Kavitationserosion und Biofilmrückgewinnung.

Empfohlene Ultraschallgeräte von Hielscher für ASTM-Normen

Die folgenden ASTM-Normen verwenden die Beschallung als zentralen Prüfschritt oder als Schritt zur ultraschallunterstützten Probenvorbereitung. Wählen Sie das Modell, das zur erforderlichen Probengeometrie, zum Leistungsniveau und zum Probendurchsatz passt.

ASTM D2603 – Scherstabilität polymerhaltiger Öle unter Ultraschall

ASTM D2603 bewertet die Scherstabilität polymerhaltiger Öle anhand der Messung des dauerhaften Viskositätsverlusts nach Beschallung in einem Ultraschalloszillator. Die Prüfung wird für Flüssigkeiten wie Schmieröle, Getriebeflüssigkeiten, Traktorflüssigkeiten und andere polymermodifizierte Öle eingesetzt, deren Viskositätsindexverbesserer bei intensiver Scherung abgebaut werden können.

Zentrale Funktion der Beschallung: intensive und fokussierte Kavitation und Scherung, erzeugt durch eine Ultraschallsonotrode.
Kritische Kontrollpunkte: festgelegte Prüfdauer, definierte Sonotrodengeometrie, Regelung der Probentemperatur und reproduzierbare Eintauchtiefe.
Typisches Ergebnis: Viskosität vor und nach der Beschallung zur Quantifizierung des dauerhaften Viskositätsverlusts.
Empfohlenes Ultraschallgerät: Hielscher UP400St mit Sonotrode S24d22.
Der UP400St ist die bevorzugte Konfiguration von Hielscher für ASTM D2603, da er 400 W Ultraschallleistung bei 24 kHz, eine präzise Amplitudenregelung, eine integrierte Temperaturüberwachung und Kompatibilität mit der Sonotrodengeometrie S24d22 bietet, die für die Prüfung der Scherstabilität unter Ultraschall verwendet wird.
Erfahren Sie mehr über ASTM D2603!

ASTM D5621 – Scherstabilität von Hydraulikflüssigkeiten unter Ultraschall

ASTM D5621 misst die Scherstabilität von Hydraulikflüssigkeiten durch Bestimmung der Endviskosität nach Ultraschallbestrahlung in einem Ultraschalloszillator. Die Norm ist besonders für Hydraulikflüssigkeiten mit scherempfindlichen oder scherbeständigen Polymeradditiven relevant.

Zentrale Funktion der Beschallung: beschleunigte Scherung von Polymeren durch akustische Kavitation.
Kritische Kontrollpunkte: Auswahl der Ultraschallsonotrode, Amplitudenstabilität, Temperaturregelung und gleichbleibende Prüfdauer.
Typisches Ergebnis: Endviskosität oder Viskositätsänderung nach standardisierter Beschallung.
Empfohlenes Ultraschallgerät: Hielscher UP400St mit Sonotrode S24d22.
Der UP400St ist auch für ASTM D5621 die ideale Wahl. Sein Ultraschall-Scheraufbau mit Sonotrode und 24 kHz bietet Laboren eine kompakte, digital gesteuerte Plattform für wiederholbare Scherprüfungen an Hydraulikflüssigkeiten.
Erfahren Sie mehr über ASTM D5621!

ASTM G32 – Kavitationserosion mithilfe einer Ultraschall-Schwingungsapparatur

ASTM G32 beschreibt die Prüfung der Kavitationserosion mithilfe einer Schwingungsapparatur. Ein Prüfkörper wird in einer Flüssigkeit hochfrequenten Schwingungen – erzeugt durch ein Ultraschallgerät – ausgesetzt. Dadurch bilden sich Hohlräume, deren Kollaps messbaren Materialverlust verursacht. Das Verfahren wird eingesetzt, um die Beständigkeit von Metallen, Beschichtungen und anderen technischen Werkstoffen gegenüber Kavitationserosion zu vergleichen.
 

Beispiel-Arbeitsblatt zur Prüfung der Kavitationserosion

 
Zentrale Funktion der Beschallung: kontrolliertes Kavitationsfeld, erzeugt durch eine schwingende Sonotrode.
Kritische Kontrollpunkte: Amplitude, Prüfkörpergeometrie, Spaltabstand, Flüssigkeitstemperatur, Expositionsdauer und Messung des Masseverlusts des Prüfkörpers.
Typisches Ergebnis: Erosionsrate, kumulativer Masseverlust oder Vergleich der Kavitationsbeständigkeit.
Empfohlenes Ultraschallgerät: Hielscher UIP1000hdT.
Der UIP1000hdT ist eine hervorragende Wahl von Hielscher für ASTM G32, da seine Bauweise mit Sonotrode, 1000 W und 20 kHz die hohe, stabile Amplitude liefert, die für reproduzierbare Untersuchungen zur Kavitationserosion erforderlich ist. Bei geringerem oder höherem Leistungsbedarf sind Konfigurationen mit Hielscher UIP500hdT und UIP2000hdT geeignete Alternativen.
Erfahren Sie mehr über ASTM G32!
Erhalten Sie Einblicke in den Ablauf einer Kavitationserosionsprüfung!

ASTM E1979-21 – Ultraschallextraktion von Farb-, Staub-, Boden- und Luftproben zur Bleibestimmung

ASTM E1979-21 ist ein Ultraschallextraktionsverfahren zur Vorbereitung von Umweltproben vor der analytischen Bleibestimmung. Es gilt für Matrizes wie trockene Farbfilme, abgelagerten Staub, Boden und luftgetragene Partikel im Zusammenhang mit Bleisanierung, Renovierung, Arbeitshygiene und Umweltüberwachung.
 
Zentrale Funktion der Beschallung: Ultraschallextraktion, um Blei für die anschließende analytische Messung verfügbar zu machen.
Kritische Kontrollpunkte: Extraktionsgefäß, Beschallungsdauer, Temperatur, Säurematrix und gleichbleibende Energieübertragung.
Typisches Ergebnis: Konzentration des extrahierten Bleis, bestimmt durch ein nachgeschaltetes analytisches Laborverfahren.
Empfohlenes Ultraschallgerät: Hielscher UP200Ht oder UP400St.
Für die routinemäßige Probenvorbereitung nach ASTM E1979 ist der UP200Ht eine sehr gute Laborlösung für kleine bis mittlere Extraktionsvolumina. Der UP400St wird empfohlen, wenn eine höhere Intensität, ein größerer Probendurchsatz oder mehr Flexibilität bei der Sonotrodenauswahl erforderlich ist.
Erfahren Sie mehr über ASTM E1979-21!

ASTM E2799-22 – Prüfung der Wirksamkeit von Desinfektionsmitteln gegen Pseudomonas aeruginosa im Biofilm mithilfe des MBEC-Assays

ASTM E2799-22 legt die Verfahrensparameter für die Anzucht, Behandlung, Neutralisation und Rückgewinnung von Pseudomonas-aeruginosa-Biofilm in einem MBEC-Assayformat mit hohem Probendurchsatz fest. Der Biofilm wächst auf einem Deckel mit 96 Zapfen, der einer Aufnahmeplatte mit 96 Vertiefungen entspricht. Nach der Einwirkung des Desinfektionsmittels wird die Beschallung als Schritt zur Biofilmablösung und Rückgewinnung eingesetzt.

Zentrale Funktion der Beschallung: gleichzeitige, reproduzierbare Ablösung von Biofilm von einem MBEC-Deckel mit 96 Zapfen in die Vertiefungen einer Mikroplatte.
Kritische Kontrollpunkte: gleichmäßige Ultraschallenergie über die gesamte Platte, kontrollierte Expositionsdauer, geringes Risiko einer Kreuzkontamination und Zellrückgewinnung ohne übermäßig hohe, zerstörerische Energie.
Typisches Ergebnis: quantitative Rückgewinnung lebensfähiger Biofilmzellen nach der Behandlung mit Desinfektionsmitteln.
Empfohlenes Ultraschallgerät: Hielscher UIP400MTP.

Der UIP400MTP ist ideal für ASTM E2799-22, da er für Mikrotiterplatten anstelle der Sonotrodenbehandlung einzelner Gefäße entwickelt wurde. Er liefert gleichmäßigen Ultraschall über die gesamte Platte und ermöglicht so die gleichzeitige Behandlung aller Vertiefungen und die reproduzierbare Ablösung von Biofilmen von MBEC-Zapfendeckeln. Dadurch eignet er sich besser als eine handgeführte Sonotrode für Biofilm-Arbeitsabläufe mit hohem Probendurchsatz, bei denen eine gleichbleibende Energieverteilung über die gesamte Platte und die Vergleichbarkeit zwischen den Proben wesentlich sind.
 
Lesen Sie mehr über den UIP400MTP und den MBEC-Assay!
Erfahren Sie mehr über ASTM E2799-22!

Befolgen Sie stets die offizielle ASTM-Norm, die in Ihrem Laborqualitätssystem geltende aktuelle Fassung sowie alle validierten internen Standardarbeitsanweisungen (SOP). Hielscher kann dabei helfen, Sonotroden, Halterungen, Gefäße und Zubehör passend zur erforderlichen Verfahrensgeometrie zu konfigurieren.
ASTM-Normen sind gelenkte Dokumente. Diese Seite fasst ultraschallbezogene Prüfanwendungen und Hinweise zur Geräteauswahl zusammen; sie ersetzt nicht den offiziellen Text des ASTM-Verfahrens.

Entwicklung, Fertigung und Beratung – Qualität Made in Germany

Ultraschallgeräte von Hielscher sind für höchste Qualitäts- und Designstandards bekannt. Robustheit und einfache Bedienung ermöglichen die reibungslose Integration unserer Ultraschallgeräte in industrielle Anlagen. Ultraschallgeräte von Hielscher bewältigen raue Bedingungen und anspruchsvolle Umgebungen problemlos.

Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt besonderen Wert auf leistungsstarke Ultraschallgeräte mit modernster Technologie und Benutzerfreundlichkeit. Selbstverständlich sind Ultraschallgeräte von Hielscher CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.

Literatur / Referenzen

• ASTM D5621-20, Standard Test Method for Sonic Shear Stability of Hydraulic Fluids, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2020.
• ASTM D2603-20, Standard Test Method for Sonic Shear Stability of Polymer-Containing Oils, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2020.
• ASTM E2799-22 Standard Test Method for Testing Disinfectant Efficacy against Pseudomonas aeruginosa Biofilm using the MBEC Assay
• ASTM E1979-21 Standard Practice for Ultrasonic Extraction of Paint, Dust, Soil, and Air Samples for Subsequent Determination of Lead
• ASTM32 Standard Test Method for Cavitation Erosion Using Vibratory Apparatus
• Spencer Court, Ilaria Corni, Nicola Symonds (2018): Cavitation Erosion Performance of Steel, Ceramics, Carbide, and Victrex PEEK Materials. Materials Performance and Characterization 1 May 2018; 7 (5): 1093–1106.
• Bolewski, Łukasz; Szkodo, Marek; Kmieć, Mateusz (2017): Cavitation erosion degradation of Belzona® coatings. Advances in Materials Science. 17, 2017.
• Kmieć, Mateusz; Karpiński, Bartłomiej; Szkodo, Marek (2016): Cavitation Erosion of P110 Steel in Different Drilling Muds. Advances in Materials Science. 16, 2016.
• Müller, Saskia; Fischper, Maurice; Mottyll, Stephan; Skoda, Romuald; Hussong, Jeanette (2014): Analysis of the cavitating flow induced by an ultrasonic horn – Experimental investigation on the influence of actuation phase, amplitude and geometrical boundary conditions. EPJ Web of Conferences 67, 2014.
• Michael, Paul; Cheekolu, Mercy; Panwar, Pawan; Devlin, Mark; Davidson, Rob; Johnson, Duval; Martini, Ashlie (2018): Temporary and Permanent Viscosity Loss Correlated to Hydraulic System Performance. Tribology Transactions 61, 2018.