Η πρότυπη μέθοδος δοκιμής ASTM D5621 περιγράφει τον ηχητικό έλεγχο σταθερότητας διάτμησης των υδραυλικών υγρών και των ιξοστοιχείων τους στους 40°C και 100°C, αντίστοιχα. Προκειμένου να δοκιμαστεί και να προσδιοριστεί η σταθερότητα του ιξώδους των υδραυλικών υγρών υπό κουρά, απαιτείται αξιόπιστη μέθοδος δοκιμής. Το ASTM D5621 είναι ένα τυποποιημένο πρωτόκολλο για την αξιολόγηση της σταθερότητας διατμήσεων των υδραυλικών ρευστών χρησιμοποιώντας τις υπερηχητικές δυνάμεις κουράς.

Υπερηχητική δοκιμή σταθερότητας κουράς των υδραυλικών ρευστών που χρησιμοποιούν ASTM D5621

Το ASTM D5621 είναι ένα αυτόνομο πρωτόκολλο για τον προσδιορισμό της απώλειας ιξώδους των υδραυλικών υγρών κάτω από ηχητική ψαλίδι. Ως εκ τούτου, οι υπερηχητικές δυνάμεις κουράς εφαρμόζονται σε δείγματα υδραυλικού υγρού για την αξιολόγηση της σταθερότητας της κουράς. Ιδανικό για πολυμερή που περιέχει υδραυλικά έλαια και λιπαντικό κινητήρα.
Σκοπό: Τα υδραυλικά υγρά (ειδικά λιπαντικά), τα λιπαντικά κινητήρων, τα υγρά μετάδοσης για αυτοκίνητα, τα υγρά τρακτέρ και άλλα υγρά μετάδοσης ισχύος εκτίθενται σε δυνάμεις διατμητικής μηχανής διαφόρων βαθμών κατά τη συνήθη λειτουργία, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές στο ιξώδες και επακόλουθη μείωση της απόδοσης. Προκειμένου να βελτιωθεί ο δείκτης ιξώδους των υδραυλικών υγρών, προστίθενται πολυμερή (π.χ. πολυμερή χτένας) σε τέτοια υδραυλικά υγρά. Η δοκιμή ASTM D5621 εξετάζει τις αλλαγές ιξώδους στα υγρά που περιέχουν πολυμερή που εκτίθενται σε υπερηχογραφικές δυνάμεις κουράς, τις λεγόμενες ηχητικές δονήσεις κουράς.
Εφαρμογή: Στόχος του τυποποιημένου πρωτοκόλλου ASTM D5621 είναι να προσδιοριστεί το ιξώδες του δείγματος υπό πίεση κλίσης. Αυτή η δοκιμή είναι σχετική με τα υδραυλικά ρευστά δεδομένου ότι τα υδραυλικά ρευστά ως ρευστά μετάδοσης δύναμης εκτίθενται στη κουρά. Η συμπεριφορά τους υπό ορισμένες συνθήκες διάτουρης πρέπει να καθορίζεται έτσι ώστε να επιλέγεται η κατάλληλη ποιότητα υδραυλικού υγρού για τη χρήση σε συγκεκριμένα μηχανήματα και κινητήρες.
Διαδικασία: Προσδιορίζεται το αρχικό ιξώδες του υδραυλικού υγρού. Στη συνέχεια, το δείγμα τοποθετείται στο ποτήρι ζέσεως δοκιμής, μετριάζεται στη θερμοκρασία δοκιμής και υποβάλλεται σε επεξεργασία με υπερηχητικό δονητή (π.χ. ηχητική διάταξη κουρέας) για τον καθορισμένο χρόνο δοκιμής. Στη συνέχεια, μετράται το ιξώδες του δείγματος με υπερήχους. Η έκθεση απαριθμεί το αρχικό ιξώδες, το τελικό ιξώδες και το ποσοστό αλλαγής του ιξώδους στα κεντρί.

Εξοπλισμός για την τυποποιημένη μέθοδο δοκιμής ASTM D5621 για τη sonic σταθερότητα κουράς των υδραυλικών ρευστών

Για την εκτέλεση της διαδικασίας που περιγράφεται και τυποποιείται στο πρωτόκολλο ASTM D5621, απαιτείται καθορισμένος εξοπλισμός.

• Υπερ-κατεργασία με υπερήχους: συσκευή υπερηχογραφικής κουράς τύπου καθετήρα με σταθερή συχνότητα και υπερηχητική κόρνα (γνωστή και ως καθετήρας ή sonotrode). Μια τυπική συσκευή υπερήχων που χρησιμοποιείται για τη δοκιμή ASTM D2603 είναι η UP400St (24kHz, 400W) με υπερηχητικό καθετήρα (κέρατο / sonotrode) S24d22.

Προκειμένου να διευκολυνθούν οι ομοιόμορφες επιδόσεις και τα επαναλαμβανόμενα αποτελέσματα, συνιστάται ο ακόλουθος βοηθητικός εξοπλισμός:

• Νερό / λουτρό πάγου: Υδατόλουτρο ψύξης ή λουτρό πάγου ικανό να διατηρεί θερμοκρασία σακακιού 0°C.
• αισθητήρας θερμοκρασίας όπως PT100 (περιλαμβάνονται με τις συσκευές υπερήχων UP400ST)
• Ποτήρι ζέσεως Γκρίφιν 50mL, κατασκευασμένο από βοροσιλικό γυαλί.
• Περίβλημα ήχου (προαιρετικό): Ένα κουτί προστασίας ήχου (π.χ. κουτί προστασίας ήχου SPB-L για UP400St) για να περικλείει το υπερηχητικό κέρατο για να μειώσει τη στάθμη θορύβου που παράγεται από τη συσκευή ηχητικής κουρέας.
• Βισκόμετρο: Κάθε βισκόμετρο και λουτρό που πληροί τις απαιτήσεις της μεθόδου δοκιμής D445 είναι επαρκή.

Ηχητική δοκιμή κουράς σύμφωνα με το ASTM D6080

“Το σύστημα ταξινόμησης ιξώδους για υδραυλικά υγρά ορίζεται στο ASTM D6080. Το σύστημα ταξινόμησης D6080 χρησιμοποιεί την πρότυπη μέθοδο δοκιμής ASTM D5621 για τη σταθερότητα διατμητικής κοπής Sonic του υδραυλικού ρευστού, που αναφέρεται στη συνέχεια ως ηχητική δοκιμή κουράς, ως βάση για τον καθορισμό του βαθμού ιξώδους των πολυσχιδών υδραυλικών ρευστών (ASTM D5621). Στη διαδικασία D5621, το λάδι που περιέχει πολυμερές ακτινοβολείται με ηχητικό ταλαντωτή για 40 λεπτά. Η αποικοδόμηση του πολυμερούς με την ηχητική μέθοδο είναι το αποτέλεσμα του ενεργειακού σχηματισμού κενών και της κατάρρευσης μέσα στο υγρό, όπως μπορεί να συμβεί υπό συνθήκες σπηλαίωσης υγρών. Αυτή η μέθοδος για τον προσδιορισμό της μόνιμης απώλειας ιξώδους έχει βρεθεί ότι προκαλεί αλλαγές ιξώδους παρόμοιες με αυτές που παρατηρούνται στις εφαρμογές αντλίας πτερυγίου, εργαλείων και εμβόλων. Έχουν επίσης αναφερθεί συσχετισμοί με ογκομετρική απόδοση της αντλίας. Τα υγρά υψηλής περιεκτικότητας σε VI που παρουσίασαν λιγότερο μόνιμη απώλεια ιξώδους στη δοκιμή ηχητικής ιξώδους παρείχαν βελτιωμένη ογκομετρική απόδοση της αντλίας.” (Μιχαήλ κ.ά., 2018).
Ο Michael et al. (2018) διαπίστωσε επίσης ότι για τη συγκεκριμένη έρευνα, οι δοκιμές ηχητικής ιξώδους μέσω της μεθόδου ASTM D5621 συσχετίστηκαν καλύτερα με τις μετρήσεις ιξώδους στο τέλος της δοκιμής.

Γιατί Hielscher Ultra-Sonicators για δοκιμές ευστάθειας κουράς σύμφωνα με το ASTM D5621;

Hielscher υπέρηχοι παρέχει υψηλής απόδοσης υπερήχων διατμητική συσκευή για δοκιμές σταθερότητας διατμήσεων σύμφωνα με ASTM D5621 και ASTM D2603. Με μια σταθερή συχνότητα, αξιόπιστη υπερηχητική δύναμη κουράς, hielscher οι υπερηχητικές συσκευές κουράς είναι ιδανικές για την αξιολόγηση σταθερότητας κουράς των υδραυλικών ρευστών. Hielscher ultrasonicators είναι εξοπλισμένα με έξυπνο λογισμικό και ρυθμίσεις, οι οποίες επιτρέπουν εξελιγμένες δοκιμές σύμφωνα με τα πρότυπα ASTM. Το μενού είναι εύκολα προσβάσιμο μέσω ψηφιακής οθόνης αφής ή τηλεχειριστηρίου προγράμματος περιήγησης. Ενώ η συχνότητα είναι σταθερή, η οποία είναι σημαντική για αξιόπιστα αποτελέσματα κατεργασίας με υπερήχους και πρότυπα ASTM, το πλάτος μπορεί να ρυθμιστεί με ακρίβεια σε μια επιθυμητή πρόσκρουση εγκεφαλικού επεισοδίου.
Η βαθμονόμηση των υπερήχων Hielscher είναι απλή και μπορεί να γίνει γρήγορα και εύκολα μέσω του εξελιγμένου μενού. Όλοι οι ψηφιακοί υπερήχοι είναι εξοπλισμένοι με pluggable αισθητήρα θερμοκρασίας, ο οποίος καταγράφει συνεχώς τη θερμοκρασία του δείγματος και το μεταδίδει πίσω στη γεννήτρια υπερήχων, όπου όλα τα σημαντικά δεδομένα κατεργασίας με υπερήχους, όπως το πλάτος, ο χρόνος κατεργασίας με υπερήχους και η διάρκεια, η θερμοκρασία και η πίεση (όταν τοποθετείται αισθητήρας πίεσης) καταγράφονται αυτόματα σε μια ενσωματωμένη κάρτα SD. Αυτά τα έξυπνα χαρακτηριστικά επιτρέπουν αξιόπιστες και αναπαραγώγιμες υπερηχητικές δοκιμές διατμητικής κουρέας και καθιστούν τη λειτουργία φιλική προς το χρήστη και ασφαλή.
Hielscher συσκευές υπερήχων για δοκιμές σταθερότητας διάτμησης συμμορφώνονται τόσο με τα πρότυπα ASTM D-5621 και ASTM D-2603.

Το UP400St έχει σταθερή συχνότητα 24kHz και έτσι συμμορφώνεται με το ASTM D5621. Μια τυπική ρύθμιση για τη δοκιμή ASTM D5621 είναι το υπερηχητικό σύστημα κουρέματος UP400ST με καθετήρα (κέρατο / sonotrode) S24d22.