سونیکاتورها برای استانداردهای آزمون و روش اجرایی ASTM

دستگاه‌های فراصوت Hielscher فراصوت‌دهی کنترل‌شده و تکرارپذیر را برای روش‌های ASTM شامل برش صوتی، استخراج فراصوتی، فرسایش کاویتاسیونی و جداسازی زیست‌لایه در آزمون MBEC فراهم می‌کنند.

چرا انتخاب سونیکاتور برای آزمون‌های ASTM اهمیت دارد

روش‌های ASTM که از انرژی فراصوت استفاده می‌کنند، به کاویتاسیون و ارتعاش آکوستیکی با مشخصات معین، دامنهٔ کنترل‌شده، موقعیت‌گذاری تکرارپذیر نمونه و مدیریت یکنواخت دما وابسته‌اند. دستگاه فراصوت نامناسب می‌تواند باعث کاویتاسیون ناکافی، تیمار غیریکنواخت، گرمایش بیش از حد یا تکرارپذیری ضعیف شود. سونیکاتورهای Hielscher با کنترل دیجیتال دامنه، ثبت داده‌ها، سازگاری گسترده با سونوتْرودها و عملکرد مداوم و مطمئن، برای کارهای اعتبارسنجی آزمایشگاهی طراحی شده‌اند.

چرا انتخاب سونیکاتور برای آزمون‌های ASTM اهمیت دارد

روش‌های ASTM که از انرژی فراصوت استفاده می‌کنند، به کاویتاسیون و ارتعاش آکوستیکی با مشخصات معین، دامنهٔ کنترل‌شده، موقعیت‌گذاری تکرارپذیر نمونه و مدیریت یکنواخت دما وابسته‌اند. دستگاه فراصوت نامناسب می‌تواند باعث کاویتاسیون ناکافی، تیمار غیریکنواخت، گرمایش بیش از حد یا تکرارپذیری ضعیف شود. سونیکاتورهای Hielscher با کنترل دیجیتال دامنه، ثبت داده‌ها، سازگاری گسترده با سونوتْرودها و عملکرد مداوم و مطمئن، برای کارهای اعتبارسنجی آزمایشگاهی طراحی شده‌اند.

ورودی انرژی کنترل‌شده
مولدهای دیجیتال فراصوت کمک می‌کنند دامنه، زمان، تنظیمات پالس و دمای فرایند برای مستندسازی روش، قابل ردیابی بمانند.

هندسه‌های متناسب با هر روش
سونیکاتورهای پروبی، سامانه‌های کاویتاسیون پرتوان و سونیکاتورهای پلیت با قالب‌های مختلف نمونه در روش‌های ASTM، از بشرها تا پلیت‌های میکروتیتر، سازگارند.

تیمار تکرارپذیر نمونه
شرایط پایدار فراصوت‌دهی، قابلیت مقایسهٔ اجراهای مختلف را از نظر تغییر گرانروی، بازده استخراج، فرسایش کاویتاسیونی و بازیابی زیست‌لایه بهبود می‌بخشد.

سونیکاتورهای پیشنهادی Hielscher برای استانداردهای ASTM

استانداردهای ASTM زیر از فراصوت‌دهی به‌عنوان مرحله‌ای اصلی در آزمون یا مرحله‌ای از آماده‌سازی نمونه به کمک فراصوت استفاده می‌کنند. مدلی را انتخاب کنید که با هندسهٔ نمونه، سطح توان و ظرفیت پردازش موردنیاز مطابقت داشته باشد.

ASTM D2603 – پایداری برشی صوتی روغن‌های حاوی پلیمر

ASTM D2603 پایداری برشی روغن‌های حاوی پلیمر را با اندازه‌گیری افت دائمی گرانروی پس از تابش صوت در یک نوسان‌ساز صوتی ارزیابی می‌کند. این آزمون برای سیالاتی مانند روغن‌های روانکار، سیالات انتقال قدرت، سیالات تراکتور و سایر روغن‌های اصلاح‌شده با پلیمر به کار می‌رود که در آن‌ها بهبوددهنده‌های شاخص گرانروی ممکن است تحت برش شدید تخریب شوند.

کارکرد اصلی فراصوت‌دهی: کاویتاسیون و برش شدید و متمرکز ایجادشده توسط یک پروب فراصوتی.
نقاط کنترل بحرانی: زمان ثابت آزمون، هندسهٔ مشخص پروب، کنترل دمای نمونه و عمق غوطه‌وری تکرارپذیر.
نتیجهٔ معمول: گرانروی پیش و پس از فراصوت‌دهی برای تعیین کمّی افت دائمی گرانروی.
سونیکاتور پیشنهادی: Hielscher UP400St همراه با سونوتْرود S24d22.
UP400St پیکربندی ترجیحی Hielscher برای ASTM D2603 است، زیرا توان فراصوتی 400 W در فرکانس 24 kHz، کنترل دقیق دامنه، پایش یکپارچهٔ دما و سازگاری با هندسهٔ پروب S24d22 مورد استفاده در آزمون پایداری برشی صوتی را فراهم می‌کند.
دربارهٔ ASTM D2603 بیشتر بدانید!

ASTM D5621 – پایداری برشی صوتی سیالات هیدرولیک

ASTM D5621 پایداری برشی سیالات هیدرولیک را با تعیین گرانروی نهایی پس از تابش فراصوت در یک نوسان‌ساز صوتی اندازه‌گیری می‌کند. این استاندارد به‌ویژه برای سیالات هیدرولیک حاوی افزودنی‌های پلیمری حساس به برش یا مقاوم در برابر برش کاربرد دارد.

کارکرد اصلی فراصوت‌دهی: تسریع برش پلیمر از طریق کاویتاسیون آکوستیکی.
نقاط کنترل بحرانی: انتخاب هورن فراصوتی، پایداری دامنه، کنترل دما و مدت‌زمان یکسان آزمون.
نتیجهٔ معمول: گرانروی نهایی یا تغییر گرانروی پس از تیمار صوتی استانداردشده.
سونیکاتور پیشنهادی: Hielscher UP400St همراه با سونوتْرود S24d22.
UP400St برای ASTM D5621 نیز گزینه‌ای ایدئال است. سامانهٔ برش فراصوتی پروبی آن با فرکانس 24 kHz، بستری جمع‌وجور با کنترل دیجیتال برای آزمون تکرارپذیر برش سیالات هیدرولیک در اختیار آزمایشگاه‌ها قرار می‌دهد.
دربارهٔ ASTM D5621 بیشتر بدانید!

ASTM G32 – فرسایش کاویتاسیونی با استفاده از دستگاه ارتعاشی فراصوتی

ASTM G32 آزمون فرسایش کاویتاسیونی با استفاده از یک دستگاه ارتعاشی را شرح می‌دهد. یک آزمونه در مایع در معرض ارتعاش با فرکانس بالا – ایجادشده توسط سونیکاتور – قرار می‌گیرد؛ این ارتعاش باعث تشکیل و فروپاشی حفره‌هایی می‌شود که اتلاف قابل اندازه‌گیری ماده را به دنبال دارند. این روش برای مقایسهٔ مقاومت فلزات، پوشش‌ها و سایر مواد مهندسی در برابر فرسایش کاویتاسیونی به کار می‌رود.
 

نمونهٔ کاربرگ آزمون فرسایش کاویتاسیونی

 
کارکرد اصلی فراصوت‌دهی: میدان کاویتاسیون کنترل‌شده ایجادشده توسط یک سونوتْرود مرتعش.
نقاط کنترل بحرانی: دامنه، هندسهٔ آزمونه، فاصلهٔ شکاف، دمای مایع، زمان مواجهه و اندازه‌گیری افت جرم آزمونه.
نتیجهٔ معمول: نرخ فرسایش، افت تجمعی جرم یا مقاومت نسبی در برابر کاویتاسیون.
سونیکاتور پیشنهادی: Hielscher UIP1000hdT.
UIP1000hdT گزینه‌ای عالی از Hielscher برای ASTM G32 است، زیرا طراحی پروبی آن با توان 1000 W و فرکانس 20 kHz، دامنهٔ بالا و پایدار موردنیاز برای مطالعات تکرارپذیر فرسایش کاویتاسیونی را فراهم می‌کند. برای نیازهای توان کمتر یا بیشتر، پیکربندی‌های Hielscher UIP500hdT و UIP2000hdT گزینه‌های جایگزین مناسبی هستند.
دربارهٔ ASTM G32 بیشتر بدانید!
با روند اجرای آزمون فرسایش کاویتاسیونی آشنا شوید!

ASTM E1979-21 – استخراج فراصوتی از نمونه‌های رنگ، گردوغبار، خاک و هوا برای تعیین مقدار سرب

ASTM E1979-21 یک روش اجرایی استخراج فراصوتی برای آماده‌سازی نمونه‌های محیطی پیش از تعیین مقدار سرب با روش‌های تجزیه‌ای است. این روش برای ماتریس‌هایی مانند لایه‌های خشک رنگ، گردوغبار ته‌نشست‌شده، خاک و ذرات معلق هوا در زمینه‌های رفع آلودگی سرب، بازسازی، بهداشت حرفه‌ای و پایش محیط‌زیست کاربرد دارد.
 
کارکرد اصلی فراصوت‌دهی: استخراج فراصوتی برای در دسترس قرار دادن سرب جهت اندازه‌گیری تجزیه‌ای بعدی.
نقاط کنترل بحرانی: ظرف استخراج، زمان فراصوت‌دهی، دما، ماتریس اسیدی و انتقال یکنواخت انرژی.
نتیجهٔ معمول: غلظت سرب استخراج‌شده که با یک روش تجزیه‌ای آزمایشگاهی در مرحلهٔ بعد تعیین می‌شود.
سونیکاتور پیشنهادی: Hielscher UP200Ht یا UP400St.
برای آماده‌سازی معمول نمونه مطابق ASTM E1979، دستگاه UP200Ht گزینه‌ای توانمند برای استخراج در حجم‌های کم تا متوسط در آزمایشگاه است. هنگامی که شدت بیشتر، ظرفیت بالاتر برای پردازش نمونه‌ها یا انعطاف‌پذیری بیشتر در انتخاب سونوتْرود موردنیاز باشد، UP400St توصیه می‌شود.
دربارهٔ ASTM E1979-21 بیشتر بدانید!

ASTM E2799-22 – آزمون اثربخشی مواد ضدعفونی‌کننده در برابر زیست‌لایهٔ Pseudomonas aeruginosa با استفاده از آزمون MBEC

ASTM E2799-22 پارامترهای عملیاتی رشد، تیمار، خنثی‌سازی و بازیابی زیست‌لایهٔ Pseudomonas aeruginosa را در قالب آزمون MBEC با ظرفیت پردازش بالا مشخص می‌کند. زیست‌لایه روی یک درپوش 96 پگی رشد می‌کند که با یک پلیت گیرندهٔ 96 چاهکی متناظر است. پس از مواجهه با مادهٔ ضدعفونی‌کننده، فراصوت‌دهی به‌عنوان مرحلهٔ جداسازی و بازیابی زیست‌لایه به کار می‌رود.

کارکرد اصلی فراصوت‌دهی: جداسازی هم‌زمان و تکرارپذیر زیست‌لایه از درپوش 96 پگی MBEC و انتقال آن به چاهک‌های میکروپلیت.
نقاط کنترل بحرانی: انرژی فراصوتی یکنواخت در سراسر پلیت، زمان مواجههٔ کنترل‌شده، خطر پایین آلودگی متقاطع و بازیابی سلول‌ها بدون انرژی تخریبی بیش از حد.
نتیجهٔ معمول: بازیابی کمّی سلول‌های زندهٔ زیست‌لایه پس از تیمار با مادهٔ ضدعفونی‌کننده.
سونیکاتور پیشنهادی: Hielscher UIP400MTP.

UIP400MTP برای ASTM E2799-22 ایدئال است، زیرا برای پلیت‌های میکروتیتر ساخته شده است، نه برای تیمار پروبی در یک ظرف منفرد. این دستگاه فراصوت را به‌طور یکنواخت در سراسر پلیت اعمال می‌کند و امکان تیمار هم‌زمان همهٔ چاهک‌ها و جداسازی تکرارپذیر زیست‌لایه‌ها از درپوش‌های پگ‌دار MBEC را فراهم می‌سازد. به همین دلیل، این دستگاه برای گردش‌کارهای زیست‌لایه با ظرفیت پردازش بالا، که در آن‌ها توزیع یکنواخت انرژی در سراسر پلیت و قابلیت مقایسهٔ نمونه‌ها با یکدیگر ضروری است، از پروبی که در دست نگه داشته می‌شود مناسب‌تر است.
 
دربارهٔ UIP400MTP و آزمون MBEC بیشتر بخوانید!
دربارهٔ ASTM E2799-22 بیشتر بدانید!

همواره از استاندارد رسمی ASTM، ویرایش جاری در نظام کیفیت آزمایشگاه خود و هر دستورالعمل اجرایی استاندارد داخلی (SOP) اعتبارسنجی‌شده پیروی کنید. Hielscher می‌تواند به پیکربندی سونوتْرودها، فیکسچرها، ظروف و لوازم جانبی برای انطباق با هندسهٔ موردنیاز روش کمک کند.
استانداردهای ASTM اسناد تحت کنترل هستند. این صفحه کاربردهای آزمونی مرتبط با فراصوت‌دهی و راهنمای انتخاب تجهیزات را به‌اختصار بیان می‌کند؛ این مطالب جایگزین متن رسمی روش ASTM نیستند.

طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان

دستگاه‌های فراصوت Hielscher به برخورداری از بالاترین استانداردهای کیفیت و طراحی شهرت دارند. استحکام و کاربری آسان، ادغام بی‌دردسر دستگاه‌های فراصوت ما را در تأسیسات صنعتی امکان‌پذیر می‌کند. دستگاه‌های فراصوت Hielscher به‌آسانی از عهدهٔ شرایط سخت و محیط‌های پرفشار برمی‌آیند.

Hielscher Ultrasonics شرکتی دارای گواهینامهٔ ISO است و بر دستگاه‌های فراصوت با عملکرد بالا، فناوری پیشرفته و کاربری آسان تأکید ویژه‌ای دارد. البته دستگاه‌های فراصوت Hielscher با الزامات CE مطابقت دارند و الزامات UL، CSA و RoHs را نیز برآورده می‌کنند.

منابع علمی / مراجع

• 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.