Δοκιμή διάβρωσης σπηλαίωσης

Η διάβρωση σπηλαίωσης συμβαίνει σε επιφάνειες υλικών που εκτίθενται σε έντονη υπερηχητική σπηλαίωση. Η δοκιμή διάβρωσης σπηλαίωσης είναι μια γρήγορη μέθοδος για τη μέτρηση της αντοχής στη διάβρωση υλικών ή επικαλύψεων σε έντονη καταπόνηση και άλλους παράγοντες διάβρωσης. Παρέχει μια εύκολη ποσοτική μέτρηση για ποιοτικό έλεγχο και χρήσιμη κατά τη διάρκεια της έρευνας υλικών ή της σύνθεσης επίστρωσης.

Γιατί να χρησιμοποιήσετε τη δοκιμή διάβρωσης σπηλαίωσης;

Η συνεχιζόμενη διάβρωση ή διάβρωση μπορεί να απαιτεί τακτική αντικατάσταση εξαρτημάτων ή ανανέωση των επιφανειακών επικαλύψεων. Η διάβρωση της επιφάνειας των υλικών λόγω μηχανικών ή χημικών επιδράσεων είναι μια αργή διαδικασία που έχει ως αποτέλεσμα τη σταδιακή καταστροφή των υλικών επιφανειών. Ως εκ τούτου, η αξιολόγηση της αντοχής των υλικών στη διάβρωση ή της επίδρασης διάβρωσης των υγρών και της υδαρούς κοπριάς, μπορεί να είναι μια πολύ χρονοβόρα διαδικασία.
Η δοκιμή διάβρωσης σπηλαίωσης υπερήχων εκθέτει την επιφάνεια του υλικού σε ελεγχόμενους, έντονους, επαναλαμβανόμενους κύκλους τάσης. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα σημαντική διάβρωση της επιφάνειας του υλικού σε σύντομο χρονικό διάστημα. Μπορείτε να μετρήσετε γρήγορα την αντοχή στη διάβρωση για τακτικό ποιοτικό έλεγχο στην παραγωγή, για αξιολόγηση εισερχόμενων υλικών ή κατά τη διάρκεια έρευνας και ανάπτυξης.
Οι τυπικές εφαρμογές περιλαμβάνουν μεταλλουργικές δοκιμές, δοκιμές σύνθεσης επικάλυψης, δοκιμές εφαρμογής επίστρωσης ή αξιολόγηση αναστολέων διάβρωσης σε υγρά.

Γιατί η σπηλαίωση προκαλεί επιφανειακή διάβρωση;

Συσκευές υπερήχων, όπως το UP400St (400 watt, 24kHz) ή το UIP1000hdT (1000 watt, 20kHz) ζεύγος υπερήχων δονήσεις σε υγρά, όπως το νερό. Η γρήγορη αμοιβαία κίνηση της δόνησης στο υγρό παράγει και καταρρέει φυσαλίδες σπηλαίωσης. Όταν οι φυσαλίδες καταρρέουν, εμφανίζεται υψηλή τοπική μηχανική καταπόνηση στο υγρό και στις εκτεθειμένες επιφάνειες υλικού. Οι πίδακες υγρών έως 1000km/h και οι τοπικές πιέσεις έως 1000atm οδηγούν σε ταχεία κόπωση στην επιφάνεια του υλικού. Αυτό μπορεί να αφαιρέσει στρώματα οξειδίου ή παθητικοποίησης, επικαλύψεις ή ρύπανση. Μπορεί να προκαλέσει σκασίματα στερεών υλικών, όπως χάλυβα, τιτάνιο, αλουμίνιο, πλαστικό ή γυαλί. Ως εκ τούτου, η δοκιμή διάβρωσης σπηλαίωσης είναι μια καταστροφική μέθοδος δοκιμών.

Πώς λειτουργεί η δοκιμή διάβρωσης σπηλαίωσης;

Η διάβρωση των υλικών επιφανειών προκαλεί σταδιακή απώλεια υλικού. Μπορείτε να μετρήσετε εύκολα την απώλεια υλικού ζυγίζοντας το υλικό σε κλίμακα ακριβείας πριν και μετά από μια καθορισμένη έκθεση διάβρωσης σπηλαίωσης. Μια τυπική αλλαγή βάρους για μια δοκιμή διάβρωσης σπηλαίωσης είναι μεταξύ 1 και 30mg. Για περαιτέρω τυποποίηση, μπορείτε να υπολογίσετε την απώλεια όγκου διαιρώντας την απώλεια βάρους με την πυκνότητα υλικού. Το μέσο βάθος διείσδυσης (MDP) υπολογίζεται διαιρώντας την απώλεια όγκου με την επιφάνεια του δείγματος. Εναλλακτικά, μπορείτε να μετρήσετε το βάθος σκασίματος ή τον μετατοπισμένο όγκο. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μικροσκοπική ανάλυση για να αποκτήσετε πρόσθετες ποιοτικές πληροφορίες σχετικά με το μοτίβο διάβρωσης.
Όταν χρησιμοποιείτε μια συσκευή υπερήχων Hielscher για τη δοκιμή διάβρωσης σπηλαίωσης, μπορείτε να προκαθορίσετε το εύρος θερμοκρασίας και το εύρος πίεσης στο οποίο θέλετε να εργαστείτε. Μπορείτε να ρυθμίσετε το πλάτος υπερήχων. Όλες οι παράμετροι παρακολουθούνται, εμφανίζονται και πρωτοκολλούνται σε μια κάρτα SD. Δεν χρειάζεστε εγκατάσταση ιδιόκτητου λογισμικού. Αν θέλετε, μπορείτε να ελέγξετε και να παρακολουθήσετε τη διαδικασία υπερήχων από το κανονικό σας πρόγραμμα περιήγησης ιστού, εάν συνδέσετε τη συσκευή υπερήχων στον υπολογιστή σας μέσω του καλωδίου ethernet (περιλαμβάνεται).

Ποια είναι η πρότυπη μέθοδος ASTM G32 για διάβρωση σπηλαίωσης χρησιμοποιώντας δονητική συσκευή;

Το πρότυπο ASTM G32-16 περιγράφει μια τυποποιημένη μέθοδο διάβρωσης σπηλαίωσης. Ορίζει μια απλή, ελεγχόμενη και αναπαραγώγιμη δοκιμή για τον ποσοτικό προσδιορισμό και τη σύγκριση της αντοχής στη διάβρωση σπηλαίωσης διαφορετικών υλικών. Οι προδιαγραφές ATSM G32-16 είναι χρήσιμες για τη σύγκριση των αποτελεσμάτων σας με αυτά άλλων δημοσιεύσεων. Εάν θέλετε να εφαρμόσετε δοκιμές διάβρωσης σπηλαίωσης στον ποιοτικό έλεγχο, συνιστούμε να προσαρμόσετε το πρωτόκολλο δοκιμής διάβρωσης σπηλαίωσης στις συγκεκριμένες απαιτήσεις σας. Θα χαρούμε να σας βοηθήσουμε με το σχεδιασμό ενός προσαρμοσμένου πρωτοκόλλου δοκιμής διάβρωσης σπηλαίωσης. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη δοκιμή διάβρωσης σπηλαίωσης σύμφωνα με το ASTM-G32, κάντε κλικ εδώ!

Γιατί πρέπει να χρησιμοποιήσω ένα όριο ενέργειας αντί για ένα χρονικό όριο;

Πολλές δημοσιεύσεις και πρωτόκολλα δοκιμών διάβρωσης καθορίζουν έναν χρόνο έκθεσης στη σπηλαίωση. Σε συσκευές υπερήχων Hielscher, μπορείτε να προκαθορίσετε ένα χρόνο υπερήχων και το σύστημα θα σταματήσει μετά από αυτό το χρονικό διάστημα. Στη συνέχεια, μπορείτε να υπολογίσετε τον προκύπτοντα ρυθμό διάβρωσης σπηλαίωσης σε mm / hr ή mm3 / hr. Ένα χρονικό όριο είναι αποδεκτό, μόνο εάν δεν αλλάξετε οποιεσδήποτε παραμέτρους, όπως στάθμη υγρού, πλάτος, πίεση, θερμοκρασία, υγρή σύνθεση ή κενό μεταξύ sonotrode και επιφάνειας υλικού. Εάν κάποια από αυτές τις παραμέτρους αλλάξει, έτσι θα είναι η δύναμη της υπερήχησης και η ένταση της σπηλαίωσης. Είναι σημαντικό, η πραγματική καθαρή ισχύς που παρέχεται στο υγρό να μην παρουσιάζει διακυμάνσεις κατά τη διάρκεια της δοκιμής.
Σε συσκευές υπερήχων Hielscher μπορείτε να ορίσετε ένα όριο ενέργειας. Σε αυτή την περίπτωση, η συσκευή υπερήχων θα σταματήσει, αφού παραδώσει την καθορισμένη υπερηχητική ενέργεια. Η συσκευή Hielscher θα εμφανίσει και θα καταγράψει παραμέτρους, όπως πραγματική καθαρή ισχύ, πλάτος, πίεση και θερμοκρασία υγρού. Οι διακυμάνσεις της ισχύος ή οι σκόπιμες αλλαγές στις παραμέτρους θα αντισταθμίζονται όταν χρησιμοποιείται ένα όριο ενέργειας. Στη συνέχεια, μπορείτε να καθορίσετε τον προκύπτοντα ρυθμό διάβρωσης σπηλαίωσης σε mm/kWhr, mm3/kWhr ή mg/kWhr.
Εάν ζυγίζετε το δείγμα μεταξύ των διαστημάτων διάβρωσης σπηλαίωσης, μπορείτε να δημιουργήσετε καμπύλη που δείχνει την οριακή απώλεια βάρους (ρυθμός απώλειας βάρους σε κάθε ενεργειακό διάστημα) πάνω από τη σωρευτική ενέργεια.
Για πιο ακριβή αποτελέσματα, η συσκευή μπορεί να εκτελέσει αυτοματοποιημένη βαθμονόμηση (30 δευτερόλεπτα). Αυτό μετρά την ισχύ για όλες τις ρυθμίσεις πλάτους στον αέρα σε πίεση περιβάλλοντος. Η συσκευή Hielscher χρησιμοποιεί αυτά τα δεδομένα βαθμονόμησης για να δώσει πολύ ακριβείς τιμές καθαρής ισχύος σε πραγματικό χρόνο.

Πίεση υγρού κατά τη διάρκεια υπερήχων

Πολλά τυποποιημένα πρωτόκολλα για τη δοκιμή διάβρωσης σπηλαίωσης χρησιμοποιούν υπερηχητική σπηλαίωση σε πίεση περιβάλλοντος. Η πίεση του υγρού είναι ο δεύτερος σημαντικότερος παράγοντας για την ένταση των υπερήχων. Μια αύξηση 10% στην πίεση του περιβάλλοντος θα αυξήσει την ένταση υπερήχων κατά περίπου 10%. Η πιο έντονη σπηλαίωση μειώνει το χρόνο που απαιτείται για την επίτευξη ενός ορισμένου βαθμού διάβρωσης της σπηλαίωσης. Συχνά η δοκιμή ενός δείγματος μπορεί να διαρκέσει κάπου από 15 έως 120 λεπτά. Εάν έχετε πολλά δείγματα για δοκιμή, η εργασία σε υψηλότερες πιέσεις μπορεί να μειώσει σημαντικά το χρόνο για κάθε δοκιμή. Οι δοκιμές στα 5 barg (73psig) απαιτούν περίπου 80% λιγότερο χρόνο για κάθε δοκιμή.
Hielscher προμηθεύει στεγανά κύτταρα δοκιμής με ψηφιακό αισθητήρα πίεσης για δοκιμή διάβρωσης σπηλαίωσης. Χρησιμοποιώντας ένα στεγανό κελί, μπορείτε να ελέγχετε και να διατηρείτε την πίεση κατά τη διάρκεια κάθε δοκιμής. Η γεννήτρια υπερήχων παρακολουθεί συνεχώς τον αισθητήρα πίεσης και πρωτοκολλά την πραγματική πίεση σε ένα αρχείο CSV συμβατό με Excel σε μια κάρτα SD (περιλαμβάνεται). Hielscher παρέχει ρυθμιστές πίεσης για τη ρύθμιση και τη διατήρηση της πίεσης λειτουργίας.
Ως πρότυπο Hielscher, τα στεγανά κύτταρα δοκιμής για δοκιμές διάβρωσης σπηλαίωσης βαθμολογούνται για έως και tp 5barg (73psig). Υψηλότερες πιέσεις έως 300barg (4350psig) είναι διαθέσιμες κατόπιν αιτήματος.

Συχνότητα υπερήχων

Σε γενικές γραμμές, η δοκιμή διάβρωσης σπηλαίωσης χρησιμοποιεί υπερήχους χαμηλής συχνότητας υψηλής έντασης στην περιοχή 18-30kHz. Σε αυτό το εύρος η διακύμανση της συχνότητας έχει πολύ περιορισμένη επίδραση στην ένταση σπηλαίωσης. Όλες οι συσκευές Hielscher λειτουργούν σε σταθερή συχνότητα.

Απόσταση από το Sonotrode

Το υλικό που πρόκειται να δοκιμαστεί μπορεί να τοποθετηθεί στο sonotrode ή κάτω από το sonotrode. Μπορείτε να φτιάξετε ένα δείγμα υλικού με σπείρωμα και να το τοποθετήσετε στο τέλος του υπερηχητικού sonotrode. Σε αυτή την περίπτωση, το δείγμα δονείται στο καθορισμένο πλάτος υπερήχων και παράγει σπηλαίωση στην επιφάνεια του. Αυτό απαιτεί κατεργασία ακριβείας και δεν είναι όλα τα υλικά κατάλληλα για αυτήν την επιλογή.
Εναλλακτικά, μπορείτε να στερεώσετε ένα μέρος ή δείγμα σε κοντινή απόσταση κάτω από ένα sonotrode τιτανίου. Σε αυτή την περίπτωση, το sonotrode τιτανίου παράγει τη σπηλαίωση και η επιφάνεια του υλικού εκτίθεται στη σπηλαίωση. Αυτή είναι η πιο βολική επιλογή, καθώς μπορείτε να τοποθετήσετε δείγματα διαφόρων μεγεθών ή σχημάτων στο κελί δοκιμής. Εάν χρησιμοποιείτε ένα μεγαλύτερο sonotrode, όπως ένα sonotrode διαμέτρου 50mm ή 80mm, μπορείτε να εκθέσετε πολλά μέρη σε διάβρωση σπηλαίωσης ταυτόχρονα. Αυτό είναι πολύ χρήσιμο όταν πρέπει να δοκιμάσετε πολλά εξαρτήματα την ημέρα, π.χ. για ποιοτικό έλεγχο.
Και στις δύο περιπτώσεις, η απόσταση μεταξύ του υπερηχητικού sonotrode και της επιφάνειας του υλικού δίπλα του είναι πολύ σημαντική. Γενικά, η διάβρωση της σπηλαίωσης είναι ταχύτερη όταν χρησιμοποιείτε μικρότερη απόσταση. Οι τυπικές αποστάσεις κυμαίνονται από 0,2 έως 15mm. Για οριστικά αποτελέσματα, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε την ίδια απόσταση για όλες τις εξετάσεις.

θερμοκρασία υγρού

Θερμότερο υγρό αποτέλεσμα σε χαμηλότερη ένταση σπηλαίωσης υπερήχων. Η είσοδος μηχανικής ενέργειας δόνησης στο υγρό θα προκαλέσει τη θέρμανση του υγρού. Προκειμένου να διατηρηθεί μια σταθερή θερμοκρασία κατά τη διάρκεια κάθε δοκιμής διάβρωσης σπηλαίωσης, το υγρό πρέπει να ψυχθεί. Hielscher προμήθειες περιβλήματα με μανδύα και μανδύα στεγανά κύτταρα. Εναλλακτικά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα πηνίο ψύξης σε ένα ποτήρι ζέσεως ή μπορείτε να βάλετε το ποτήρι ζέσεως σε ένα λουτρό πάγου. Ένα ψυκτικό που διέρχεται από το σακάκι ή μέσω του πηνίου ψύξης αφαιρεί τη θερμότητα από το υγρό.
Hielscher συσκευές υπερήχων, όπως το UP400St ή το UIP1000hdT έρχονται με ένα PT100 αισθητήρα θερμοκρασίας (περιλαμβάνεται). Η γεννήτρια υπερήχων παρακολουθεί συνεχώς την πραγματική θερμοκρασία υγρού και πρωτοκολλά τη θερμοκρασία σε ένα αρχείο CSV συμβατό με Excel σε μια κάρτα SD (περιλαμβάνεται). Μπορείτε να ρυθμίσετε τη γεννήτρια να διακόπτει τη δοκιμή διάβρωσης σπηλαίωσης εάν η θερμοκρασία του υγρού αποκλίνει πάρα πολύ από το σημείο ρύθμισής σας, π.χ. λόγω ανεπαρκούς ψυκτικής ικανότητας. Η γεννήτρια μπορεί να επαναλάβει αυτόματα την υπερήχηση όταν το υγρό φτάσει ξανά στην καθορισμένη θερμοκρασία.

Σπηλατικό υγρό

Γενικά, η δοκιμή διάβρωσης σπηλαίωσης χρησιμοποιεί νερό, όπως απεσταγμένο νερό. Διαφορετικά υγρά παρουσιάζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά σπηλαίωσης. Εάν το νερό είναι διαβρωτικό για το υλικό σας, ίσως θελήσετε να δοκιμάσετε εναλλακτικά υγρά, όπως έλαια σιλικόνης χαμηλού ιξώδους ή οργανικούς διαλύτες, προκειμένου να εξαλείψετε ή να μειώσετε τον διαβρωτικό παράγοντα. Εναλλακτικά, μπορείτε να κάνετε το υγρό πιο διαβρωτικό, π.χ. αλλάζοντας το pH ή πιο λειαντικό προσθέτοντας λειαντικά σωματίδια. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε δοκιμές διάβρωσης σπηλαίωσης για να αξιολογήσετε τη διαβρωτικότητα και τη διαβρωτικότητα υγρών, όπως οι λάσπες γεώτρησης ή να αξιολογήσετε την αποτελεσματικότητα των αναστολέων διάβρωσης ή διάβρωσης.

Κατεργασία

Όταν κατασκευάζετε ένα εξάρτημα ή ένα δείγμα, η κατεργασία, η λείανση ή η στίλβωση CNC προκαλούν ζημιές στη δομή κόκκων κοντά στην επιφάνεια του υλικού. Αυτό μειώνει την αντοχή στη διάβρωση.

Στρώματα παθητικοποίησης/οξειδίου

Πολύ συχνά η διάβρωση και η διάβρωση συμβαίνουν ταυτόχρονα. Το νερό, όπως το απεσταγμένο, απιονισμένο ή απιονισμένο νερό μπορεί να είναι διαβρωτικό για πολλά υλικά. Υπερήχων σπηλαίωση προωθεί τη διάβρωση. Τα στρώματα παθητικοποίησης, π.χ. σε ανοδιωμένο αλουμίνιο, θα αυξήσουν την αντίσταση της επιφάνειας ενός υλικού στη διάβρωση και τη διάβρωση.

Τι περιορισμούς έχει ο έλεγχος διάβρωσης σπηλαίωσης;

Ορισμένα ελαστομερή μπορεί να απαιτούν πολύ έντονη έκθεση σπηλαίωσης για να δείξουν οποιαδήποτε διάβρωση σπηλαίωσης καθόλου. Σε αυτή την περίπτωση, υπερήχηση χωρίς ένα κύτταρο υπό πίεση μπορεί να μην δείξει κανένα μετρήσιμο αποτέλεσμα.