Ultrasonicadores para ASTM D5621 Estabilidad sónica al cizallamiento de fluidos hidráulicos

El método de prueba estándar ASTM D5621 describe la prueba de estabilidad al cizallamiento sónico de los fluidos hidráulicos y sus viscosidades a 40°C y 100°C, respectivamente. Para probar y determinar la estabilidad de la viscosidad de los fluidos hidráulicos al cizallamiento, se requiere un método de prueba fiable. La norma ASTM D5621 es un protocolo normalizado para la evaluación de la estabilidad al cizallamiento de los fluidos hidráulicos mediante fuerzas de cizallamiento ultrasónico.

Pruebas ultrasónicas de estabilidad al cizallamiento de fluidos hidráulicos con ASTM D5621

ASTM D5621 es un protocolo estandarizado para determinar la pérdida de viscosidad de los fluidos hidráulicos bajo cizallamiento sónico. Por lo tanto, se aplican fuerzas de cizallamiento ultrasónico a muestras de fluido hidráulico para evaluar la estabilidad al cizallamiento. Ideal para aceites hidráulicos y aceites de motor que contienen polímeros.
Propósito: Los fluidos hidráulicos (lubricantes específicos), los aceites de motor, los fluidos de transmisión para automóviles, los fluidos para tractores y otros fluidos de transmisión de potencia están expuestos a fuerzas de cizallamiento de diversos grados durante su funcionamiento habitual, lo que puede provocar cambios en su viscosidad y la consiguiente disminución de su eficacia. Para mejorar el índice de viscosidad de los fluidos hidráulicos, se añaden polímeros (por ejemplo, polímeros en peine) a dichos fluidos hidráulicos. La prueba ASTM D5621 examina los cambios de viscosidad en fluidos que contienen polímeros expuestos a fuerzas de cizallamiento generadas por ultrasonidos, las denominadas vibraciones de cizallamiento sónico.
Aplicación: El objetivo del protocolo estándar ASTM D5621 es determinar la viscosidad de la muestra bajo tensión de cizallamiento. Esta prueba es relevante para los fluidos hidráulicos, ya que los fluidos hidráulicos, como fluidos de transmisión de potencia, están expuestos al cizallamiento. Su comportamiento en determinadas condiciones de cizallamiento debe determinarse con el fin de elegir la calidad de fluido hidráulico adecuada para su uso en máquinas y motores específicos.
Procedimiento: Se determina la viscosidad inicial del fluido hidráulico. A continuación, se coloca la muestra en el vaso de ensayo, se atempera a la temperatura de ensayo y se trata con un vibrador ultrasónico (es decir, un dispositivo de cizallamiento sónico) durante el tiempo de ensayo especificado. A continuación, se mide la viscosidad de la muestra sonicada. El informe indica la viscosidad inicial, la viscosidad final y el porcentaje de cambio de viscosidad en centistokes.

Equipo para el método de prueba estándar ASTM D5621 para la estabilidad al cizallamiento sónico de fluidos hidráulicos

Para llevar a cabo el procedimiento descrito y normalizado en el protocolo ASTM D5621, se requiere un equipo específico.

• Ultra-Sonicator: un dispositivo de cizallamiento ultrasónico tipo sonda con una frecuencia fija y un cuerno ultrasónico (también conocido como sonda o sonotrodo). Un dispositivo ultrasónico típico utilizado para las pruebas ASTM D2603 es el UP400St (24 kHz, 400 W) con sonda ultrasónica (bocina / sonotrodo) S24d22.

Para facilitar un rendimiento uniforme y resultados repetibles, se recomienda el siguiente equipo auxiliar:

• Baño de agua / hielo: Baño de agua de refrigeración o baño de hielo capaz de mantener una temperatura de camisa de 0°C.
• Sensor de temperatura como PT100 (incluido con los dispositivos ultrasónicos UP400ST)
• Griffin Vaso de 50 mlde vidrio de borosilicato.
• Recinto acústico (opcional): Una caja de protección acústica (por ejemplo, caja de protección acústica SPB-L para UP400St) para encerrar la bocina ultrasónica y reducir el nivel de ruido producido por el dispositivo de cizallamiento sónico.
• Viscosímetro: Cualquier viscosímetro y baño que cumplan los requisitos del método de ensayo D445 son suficientes.

Ensayo de cizallamiento sónico según ASTM D6080

“El sistema de clasificación de la viscosidad de los fluidos hidráulicos se define en la norma ASTM D6080. El sistema de clasificación D6080 utiliza el método de prueba ASTM D5621 Standard Test Method for Sonic Shear Stability of Hydraulic Fluid, denominado posteriormente prueba de cizallamiento sónico, como base para definir el grado de viscosidad de los fluidos hidráulicos multigrado (ASTM D5621). En el procedimiento D5621, el aceite que contiene polímero se irradia con un oscilador sónico durante 40 minutos. La degradación del polímero por el método sónico es el resultado de la formación de vacíos energéticos y el colapso dentro del líquido, como puede ocurrir en condiciones de cavitación del fluido. Se ha comprobado que este método para determinar la pérdida permanente de viscosidad produce cambios de viscosidad similares a los observados en aplicaciones de bombas de paletas, engranajes y pistones. También se han descrito correlaciones con el rendimiento volumétrico de la bomba. Los fluidos de alto índice de viscosidad que mostraron una menor pérdida de viscosidad permanente en la prueba de cizallamiento sónico proporcionaron un mayor rendimiento volumétrico de la bomba.” (Michael et al., 2018).
Michael et al. (2018) también encontraron que para esta investigación en particular, las pruebas de cizallamiento sónico a través del método ASTM D5621 se correlacionaron mejor con las mediciones de viscosidad al final de la prueba.

¿Por qué ultrasonicadores Hielscher para ensayos de estabilidad al cizallamiento según ASTM D5621?

Hielscher Ultrasonics suministra dispositivos de cizallamiento ultrasónico de alto rendimiento para ensayos de estabilidad al cizallamiento de acuerdo con ASTM D5621 y ASTM D2603. Con una frecuencia fija y una potencia de cizallamiento ultrasónico fiable, los dispositivos de cizallamiento ultrasónico de Hielscher son ideales para la evaluación de la estabilidad al cizallamiento de fluidos hidráulicos. Los ultrasonicadores Hielscher están equipados con software y ajustes inteligentes, que permiten realizar ensayos sofisticados de acuerdo con las normas ASTM. El menú es fácilmente accesible a través de la pantalla táctil digital o el mando a distancia del navegador. Mientras que la frecuencia es fija, lo cual es importante para obtener resultados de sonicación fiables y cumplir las normas ASTM, la amplitud puede ajustarse con precisión a un impacto de carrera deseado.
La calibración de los ultrasonidos Hielscher es sencilla y puede realizarse rápida y fácilmente a través del sofisticado menú. Todos los ultrasonidos digitales están equipados con un sensor de temperatura conectable, que registra continuamente la temperatura de la muestra y la transmite al generador de ultrasonidos, donde todos los datos de sonicación importantes, como la amplitud, el tiempo y la duración de la sonicación, la temperatura y la presión (cuando se monta un sensor de presión) se registran automáticamente en una tarjeta SD integrada. Estas funciones inteligentes permiten realizar ensayos de cizallamiento por ultrasonidos fiables y reproducibles y hacen que la operación sea fácil de usar y segura.
Los equipos de ultrasonidos de Hielscher para ensayos de estabilidad al cizallamiento cumplen las normas ASTM D-5621 y ASTM D-2603.

El UP400St tiene una frecuencia fija de 24kHz y por lo tanto es conforme a ASTM D5621. Una configuración típica para la prueba ASTM D5621 es el sistema de cizallamiento ultrasónico UP400ST con sonda (cuerno / sonotrodo) S24d22.