Ultraschallgeräte für ASTM-Prüf- und Verfahrensnormen
Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglichen eine kontrollierte, reproduzierbare Ultraschallbehandlung für ASTM-Verfahren, bei denen Ultraschallscherung, Ultraschallextraktion, Kavitationserosion und MBEC-Biofilmablösung zum Einsatz kommen.
Warum die Wahl des Ultraschallgeräts für ASTM-Prüfungen entscheidend ist
ASTM-Verfahren, bei denen Ultraschallenergie zum Einsatz kommt, basieren auf definierter akustischer Kavitation und Schwingung, kontrollierter Amplitude, reproduzierbarer Probenpositionierung und konsistenter Temperaturregelung. Ein ungeeignetes Ultraschallgerät kann zu unzureichender Kavitation, ungleichmäßiger Behandlung, übermäßiger Erwärmung oder schlechter Wiederholbarkeit führen. Die Ultraschallgeräte von Hielscher sind für Validierungsarbeiten im Labor konzipiert und verfügen über digitale Amplitudenregelung, Datenaufzeichnung, umfassende Sonotrodenkompatibilität sowie einen robusten Dauerbetrieb.
Warum die Wahl des Ultraschallgeräts für ASTM-Prüfungen entscheidend ist
ASTM-Verfahren, bei denen Ultraschallenergie zum Einsatz kommt, basieren auf definierter akustischer Kavitation und Schwingung, kontrollierter Amplitude, reproduzierbarer Probenpositionierung und konsistenter Temperaturregelung. Ein ungeeignetes Ultraschallgerät kann zu unzureichender Kavitation, ungleichmäßiger Behandlung, übermäßiger Erwärmung oder schlechter Wiederholbarkeit führen. Die Ultraschallgeräte von Hielscher sind für Validierungsarbeiten im Labor konzipiert und verfügen über digitale Amplitudenregelung, Datenaufzeichnung, umfassende Sonotrodenkompatibilität sowie einen robusten Dauerbetrieb.
Ultraschall-Schneidsystem UP400St (24 kHz, 400 W) für ASTM D2603 Scherstabilitätsprüfung mittels Ultraschall
Kontrollierte Energiezufuhr
Digitale Ultraschallgeneratoren tragen dazu bei, dass Amplitude, Zeit, Impulseinstellungen und Prozesstemperatur für die Methodendokumentation rückverfolgbar bleiben.
Verfahrensspezifische Geometrien
Sonden-Ultraschallgeräte, Hochleistungs-Kavitationssysteme und Platten-Ultraschallgeräte sind auf verschiedene ASTM-Probenformate abgestimmt, von Bechern bis hin zu Mikrotiterplatten.
Wiederholbare Probenbehandlung
Stabile Ultraschallbedingungen verbessern die Vergleichbarkeit zwischen den einzelnen Durchläufen hinsichtlich Viskositätsänderung, Extraktionsausbeute, Kavitationserosion und Biofilmrückgewinnung.
Übersicht: Leitfaden zur Auswahl von Ultraschallgeräten
| ASTM-Norm | Zweck des Tests | Wie Ultraschall hilft | Empfohlenes Sonicator-Modell |
|---|---|---|---|
| ASTM D2603 | Scherstabilität von polymerhaltigen Ölen, wie beispielsweise Schmierölen, Getriebeölen, Traktorölen, Hydraulikölen und anderen polymerhaltigen Ölen, unter Einwirkung von Ultraschall. | Durch die Sonde erzeugte Ultraschallkavitation erzeugt intensive, reproduzierbare Scherkräfte. Dies beschleunigt den mechanischen Abbau scherempfindlicher Viskositätsindexverbesserer und ermöglicht es Laboren, den dauerhaften Viskositätsverlust unter kontrollierten Bedingungen zu messen. | UP400St mit Sonotrode S24d22 |
| ASTM D5621 | Scherstabilität von Hydraulikflüssigkeiten mit polymeren Viskositätsmodifikatoren unter Ultraschallbeanspruchung. | Durch die Ultraschallbehandlung wird die Hydraulikflüssigkeit definierten akustischen Bedingungen mit hoher Scherbeanspruchung ausgesetzt. Auf diese Weise lässt sich feststellen, ob Polymeradditive ihre Viskosität unter extremer mechanischer Beanspruchung beibehalten oder sich zersetzen. | UP400St mit Sonotrode S24d22 |
| astm g32 | Prüfung der Kavitationserosion von Metallen, Beschichtungen, Legierungen, Keramiken und anderen technischen Werkstoffen, die Kavitationswirkungen ausgesetzt sind. | Eine vibrierende Ultraschall-Sonotrode erzeugt in einer Flüssigkeit ein kontrolliertes Kavitationsfeld. Das wiederholte Entstehen und Zerplatzen von Kavitationsblasen führt zu messbarer Erosion, wodurch sich die Widerstandsfähigkeit von Werkstoffen gegenüber Kavitationsschäden vergleichen lässt. | UIP1000hdT Alternativen: UIP500hdT oder UIP2000hdT |
| ASTM E1979-21 | Ultraschall-Extraktion von Farb-, Staub- und Bodenproben sowie Luftproben zur Bestimmung des Bleigehalts. | Die Ultraschallkavitation verbessert die Extraktionseffizienz, indem sie Partikel aufbricht, den Kontakt zwischen Probe und Extraktionslösung verstärkt und die Freisetzung von Blei für die anschließende analytische Bestimmung beschleunigt. | UP200Ht für Routinelabore UP400St für eine höhere Intensität oder einen höheren Durchsatz |
| ASTM E2799-22 | Prüfung der Wirksamkeit von Desinfektionsmitteln gegen Pseudomonas aeruginosa Biofilm unter Verwendung des MBEC-Assays. | Durch die flächendeckende Ultraschallbehandlung werden Biofilmzellen vom Deckel des 96-Peg-MBEC-Plattensystems in die Vertiefungen gelöst, wo sie gewonnen und quantifiziert werden können. Die gleichmäßige Ultraschallbehandlung der Mikrotiterplatte verbessert die Vergleichbarkeit zwischen den einzelnen Vertiefungen und ermöglicht Biofilmtests mit hohem Durchsatz. | Mikroplatten-Sonicator UIP400MTP |
Empfohlene Hielscher-Ultraschallgeräte für ASTM-Normen
Die folgenden ASTM-Normen sehen die Ultraschallbehandlung als zentralen Prüfschritt oder als ultraschallunterstützten Schritt der Probenvorbereitung vor. Wählen Sie das Modell aus, das der erforderlichen Probengeometrie, der erforderlichen Leistung und dem erforderlichen Durchsatz entspricht.
ASTM D2603 – Scherstabilität von polymerhaltigen Ölen unter Ultraschallbeanspruchung
ASTM D2603 dient zur Bewertung der Scherstabilität polymerhaltiger Öle durch Messung des dauerhaften Viskositätsverlusts nach Bestrahlung in einem Ultraschalloszillator. Die Prüfung wird für Flüssigkeiten wie Schmieröle, Getriebeöle, Traktoröle und andere polymermodifizierte Öle eingesetzt, bei denen Viskositätsindexverbesserer unter starker Scherbeanspruchung zersetzt werden können.
Kernfunktion der Ultraschallbehandlung: intensive und gezielte Kavitation und Scherkräfte, die durch eine Ultraschallsonde erzeugt werden.
Kritische Kontrollpunkte: feste Prüfdauer, definierte Sondengeometrie, Temperaturregelung der Probe und reproduzierbare Eintauchtiefe.
Typisches Ergebnis: Viskosität vor und nach der Ultraschallbehandlung zur Quantifizierung des dauerhaften Viskositätsverlusts.
Empfohlener Ultraschallapparat: Hielscher UP400St mit Sonotrode S24d22.
Der UP400St ist die von Hielscher empfohlene Konfiguration für ASTM D2603, da er eine Ultraschallleistung von 400 W bei 24 kHz, eine präzise Amplitudenregelung, eine integrierte Temperaturüberwachung sowie Kompatibilität mit der Sonde S24d22 bietet, die für die Prüfung der Scherstabilität mittels Ultraschall verwendet wird.
Erfahren Sie mehr über ASTM D2603!
ASTM D5621 – Scherstabilität von Hydraulikflüssigkeiten bei Ultraschallbelastung
Die Norm ASTM D5621 dient zur Bestimmung der Scherstabilität von Hydraulikflüssigkeiten durch Ermittlung der Endviskosität nach Ultraschallbestrahlung in einem Ultraschalloszillator. Sie ist insbesondere für Hydraulikflüssigkeiten relevant, die scherempfindliche oder scherbeständige Polymeradditive enthalten.
Kernfunktion der Ultraschallbehandlung: beschleunigte Polymerscherung durch akustische Kavitation.
Kritische Kontrollpunkte: Auswahl des Ultraschallhorns, Amplitudenstabilität, Temperaturregelung und gleichbleibende Prüfdauer.
Typisches Ergebnis: Endviskosität oder Viskositätsänderung nach standardisierter Ultraschallbehandlung.
Empfohlener Ultraschallapparat: Hielscher UP400St mit Sonotrode S24d22.
Der UP400St ist zudem die ideale Wahl für die Norm ASTM D5621. Seine 24-kHz-Ultraschall-Scherprüfanordnung mit Sonde bietet Laboren eine kompakte, digital gesteuerte Plattform für wiederholbare Scherprüfungen an Hydraulikflüssigkeiten.
Erfahren Sie mehr über ASTM D5621!
astm g32 – Kavitationserosion unter Verwendung einer Ultraschall-Schwingvorrichtung
ASTM G32 beschreibt die Prüfung der Kavitationserosion unter Verwendung einer Schwingungsvorrichtung. Ein Prüfkörper wird hochfrequenten Schwingungen ausgesetzt – erzeugt durch einen Ultraschallapparat – in einer Flüssigkeit, wodurch Hohlräume entstehen und wieder zusammenfallen, die zu einem messbaren Materialverlust führen. Das Verfahren wird eingesetzt, um die Kavitationsbeständigkeit von Metallen, Beschichtungen und anderen technischen Werkstoffen zu vergleichen.
Muster-Arbeitsblatt für Kavitationserosionsprüfungen
Kernfunktion der Ultraschallbehandlung: ein durch eine schwingende Sonotrode erzeugtes kontrolliertes Kavitationsfeld.
Kritische Kontrollpunkte: Amplitude, Probengeometrie, Spaltabstand, Flüssigkeitstemperatur, Belichtungszeit und Messung des Massenverlusts der Probe.
Typisches Ergebnis: Erosionsrate, kumulativer Massenverlust oder vergleichbare Kavitationsbeständigkeit.
Empfohlener Ultraschallapparat: Hielscher UIP1000hdT.
Der UIP1000hdT ist eine hervorragende Wahl von Hielscher für ASTM G32, da sein 1000-W-Sondenmodell mit 20 kHz die hohe, stabile Amplitude liefert, die für reproduzierbare Kavitationserosionsuntersuchungen erforderlich ist. Für geringere oder höhere Leistungsanforderungen sind die Hielscher-Modelle UIP500hdT und UIP2000hdT geeignete Alternativen.
Erfahren Sie mehr über ASTM G32!
Erhalten Sie einen Einblick in den Ablauf eines Kavitationserosionstests!
UIP1000hdT (1000W, 20kHz) Versuchsaufbau zur Kavitationserosion
ASTM E1979-21 – Ultraschall-Extraktion von Farb-, Staub- und Bodenproben sowie Luftproben zur Bestimmung des Bleigehalts
ASTM E1979-21 ist ein Verfahren zur Ultraschallextraktion zur Aufbereitung von Umweltproben vor der analytischen Bestimmung des Bleigehalts. Es gilt für Matrices wie trockene Lackfilme, abgelagerten Staub, Boden und Luftpartikel, die im Zusammenhang mit Bleisanierungsmaßnahmen, Renovierungsarbeiten, Arbeitshygiene und Umweltüberwachung anfallen.
Kernfunktion der Ultraschallbehandlung: Ultraschallextraktion, um Blei für die anschließende analytische Messung verfügbar zu machen.
Kritische Kontrollpunkte: Extraktionsgefäß, Ultraschallzeit, Temperatur, Säurematrix und gleichmäßige Energieübertragung.
Typisches Ergebnis: die Konzentration an extrahiertem Blei, bestimmt mittels einer nachgelagerten Laboranalysemethode.
Empfohlener Ultraschallapparat: Hielscher UP200Ht oder UP400St.
Für die routinemäßige Probenvorbereitung gemäß ASTM E1979 ist das UP200Ht eine gute Wahl für kleine bis mittlere Extraktionsmengen. Das UP400St wird empfohlen, wenn eine höhere Intensität, ein größerer Probendurchsatz oder eine größere Flexibilität bei der Sonotrodenauswahl erforderlich ist.
Erfahren Sie mehr über ASTM E1979-21!
ASTM E2799-22 – Prüfung der Wirksamkeit von Desinfektionsmitteln gegen Pseudomonas aeruginosa-Biofilme mithilfe des MBEC-Assays
Die Norm ASTM E2799-22 legt die Betriebsparameter für die Kultivierung, Behandlung, Neutralisierung und Gewinnung von Pseudomonas aeruginosa-Biofilmen in einem MBEC-Assay-Format mit hohem Durchsatz fest. Der Biofilm wächst auf einem Deckel mit 96 Stiften, der einer 96-Well-Empfängerplatte entspricht. Nach der Einwirkung des Desinfektionsmittels wird eine Ultraschallbehandlung als Schritt zur Ablösung und Gewinnung des Biofilms eingesetzt.
Kernfunktion der Ultraschallbehandlung: gleichzeitiges, reproduzierbares Ablösen des Biofilms von einem MBEC-Deckel mit 96 Stiften in die Vertiefungen der Mikrotiterplatte.
Kritische Kontrollpunkte: gleichmäßige Ultraschallenergie über die gesamte Platte, kontrollierte Einwirkzeit, geringes Risiko einer Kreuzkontamination und Zellgewinnung ohne übermäßige zerstörerische Energie.
Typisches Ergebnis: Quantitative Rückgewinnung lebensfähiger Biofilmzellen nach der Desinfektion.
Empfohlener Ultraschallapparat: Hielscher UIP400MTP.
Der UIP400MTP eignet sich ideal für ASTM E2799-22, da er für Mikrotiterplatten und nicht für die Behandlung mit Einzelgefäßsonden konzipiert ist. Er sorgt für eine gleichmäßige Ultraschallverteilung über die gesamte Platte, was die gleichzeitige Behandlung aller Vertiefungen und eine reproduzierbare Ablösung von Biofilmen von MBEC-Peg-Deckeln ermöglicht. Dadurch eignet er sich besser als eine Handsonde für Biofilm-Workflows mit hohem Durchsatz, bei denen eine gleichmäßige Energieverteilung über die gesamte Platte und die Vergleichbarkeit der Proben untereinander entscheidend sind.
Erfahren Sie mehr über den UIP400MTP und den MBEC-Assay!
Erfahren Sie mehr über ASTM E2799-22!
UP400St zur Prüfung der Scherstabilität von Hydraulikflüssigkeiten mittels Ultraschall
Befolgen Sie stets die offizielle ASTM-Norm, die aktuelle Fassung in Ihrem Laborqualitätssystem sowie alle validierten internen SOPs. Hielscher kann Ihnen dabei helfen, Sonotroden, Halterungen, Behälter und Zubehör so zu konfigurieren, dass sie der erforderlichen Methodengeometrie entsprechen.
ASTM-Normen sind verbindliche Dokumente. Diese Seite enthält eine Zusammenfassung der Prüfverfahren im Zusammenhang mit der Ultraschallbehandlung sowie Leitlinien zur Geräteauswahl; sie ersetzt jedoch nicht den offiziellen Text der ASTM-Methode.
Design, Herstellung und Beratung – Qualität Made in Germany
Hielscher Ultraschallgeräte sind bekannt für höchste Qualität und Designstandards. Robustheit und einfache Bedienung ermöglichen die problemlose Integration unserer Ultraschallgeräte in industrielle Anlagen. Raue Bedingungen und anspruchsvolle Umgebungen sind für Hielscher Ultraschallgeräte kein Problem.
Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt großen Wert darauf, Hochleistungs-Ultraschallgeräte zu entwickeln und zu produzieren, die sich durch modernste Technik und Benutzerfreundlichkeit auszeichnen. Selbstverständlich sind Hielscher Sonicators CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.
Häufig gestellte Fragen
Wofür steht die Abkürzung ASTM?
ASTM stand ursprünglich für „American Society for Testing and Materials“. Heute trägt die Organisation offiziell den Namen ASTM International und erarbeitet freiwillige technische Normen für Werkstoffe, Produkte, Systeme und Dienstleistungen.
Welche Arten von ASTM gibt es?
ASTM-Normen werden üblicherweise in verschiedene Dokumenttypen unterteilt: Prüfverfahren, Spezifikationen, Verfahrensanweisungen, Leitfäden, Klassifizierungen und Terminologienormen. Im wissenschaftlichen und industriellen Bereich legen ASTM-Normen hauptsächlich fest, wie Materialien und Produkte geprüft, spezifiziert, klassifiziert oder beschrieben werden.
Was ist der Unterschied zwischen ASTM, ISO und DIN?
ASTM ist eine Normungsorganisation, deren Wurzeln tief in der Materialprüfung und in Normen zur Produktleistung liegen. ISO ist eine internationale Normungsorganisation, die über nationale Mitgliedsgremien globale Normen entwickelt. DIN ist das deutsche Normungsgremium und vertritt deutsche Interessen in der europäischen und internationalen Normung.
Ist ASTM dasselbe wie ANSI?
Nein, die ASTM entwickelt und veröffentlicht technische Normen, während die ANSI das freiwillige Normungssystem der USA koordiniert und Normungsgremien akkreditiert. ASTM-Normen können zwar in ANSI-bezogenen Systemen verwendet werden, doch handelt es sich bei der ASTM und der ANSI um unterschiedliche Organisationen.
Hielscher Ultrasonics stellt Hochleistungs-Ultraschallhomogenisatoren für Mischanwendungen, Dispergierung, Emulgierung und Extraktion im Labor-, Pilot- und Industriemaßstab her.
Literatur / Literaturhinweise
- 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.
- hoher Wirkungsgrad
- Modernste Technik
- Zuverlässigkeit & Robustheit
- einstellbare, präzise Prozesskontrolle
- Batch & Inline
- für jedes Volumen
- intelligente Software
- intelligente Funktionen (z. B. programmierbar, Datenprotokollierung, Fernsteuerung)
- einfach und sicher zu bedienen
- Geringer Wartungsaufwand
- CIP (Clean-in-Place)
Hielscher Ultrasonics fertigt Hochleistungs-Ultraschall-Homogenisatoren vom Labor bis zum voll-kommerziellen Industriemaßstab.