Ultraäänilaitteet ASTM-testaus- ja menettelytapastandardeihin

Hielscher-ultraäänilaitteet tuottavat hallittua, toistettavaa ultraäänikäsittelyä ASTM-menetelmiin, joissa käytetään äänen aiheuttamaa leikkausta, ultraääniuuttoa, kavitaatioeroosiota ja MBEC-biofilmin irrotusta.

Miksi ultraäänilaitteen valinta on tärkeää ASTM-testauksessa

Ultraäänienergiaa käyttävät ASTM-menetelmät edellyttävät määriteltyä akustista kavitaatiota ja värähtelyä, hallittua amplitudia, toistettavaa näytteen sijoittelua ja johdonmukaista lämpötilanhallintaa. Vääränlainen ultraäänilaite voi aiheuttaa riittämätöntä kavitaatiota, epätasaista käsittelyä, liiallista lämpenemistä tai heikkoa toistettavuutta. Hielscher-ultraäänilaitteet on suunniteltu laboratorioiden validointityöhön, ja niissä on digitaalinen amplitudin säätö, tietojen tallennus, laaja sonotrodiyhteensopivuus ja kestävä jatkuvatoiminen käyttö.

Miksi ultraäänilaitteen valinta on tärkeää ASTM-testauksessa

Ultraäänienergiaa käyttävät ASTM-menetelmät edellyttävät määriteltyä akustista kavitaatiota ja värähtelyä, hallittua amplitudia, toistettavaa näytteen sijoittelua ja johdonmukaista lämpötilanhallintaa. Vääränlainen ultraäänilaite voi aiheuttaa riittämätöntä kavitaatiota, epätasaista käsittelyä, liiallista lämpenemistä tai heikkoa toistettavuutta. Hielscher-ultraäänilaitteet on suunniteltu laboratorioiden validointityöhön, ja niissä on digitaalinen amplitudin säätö, tietojen tallennus, laaja sonotrodiyhteensopivuus ja kestävä jatkuvatoiminen käyttö.

Hallittu energiansyöttö
Digitaaliset ultraäänigeneraattorit auttavat varmistamaan amplitudin, ajan, pulssiasetusten ja prosessilämpötilan jäljitettävyyden menetelmän dokumentointia varten.

Menetelmäkohtaiset geometriat
Anturityyppiset ultraäänilaitteet, suuritehoiset kavitaatiojärjestelmät ja levyjen ultraäänilaitteet soveltuvat erilaisiin ASTM-näyteformaatteihin dekantterilaseista mikrotiitterilevyihin.

Toistettava näytteenkäsittely
Vakaat ultraäänikäsittelyolosuhteet parantavat käsittelykertojen välistä vertailukelpoisuutta viskositeetin muutoksen, uuttotehokkuuden, kavitaatioeroosion ja biofilmin talteenoton osalta.

ASTM-standardeihin suositellut Hielscher-ultraäänilaitteet

Seuraavissa ASTM-standardeissa ultraäänikäsittelyä käytetään keskeisenä testivaiheena tai ultraääniavusteisena näytteenvalmisteluvaiheena. Valitse malli, joka vastaa vaadittua näytegeometriaa, tehotasoa ja näytteenkäsittelykapasiteettia.

ASTM D2603 – Polymeerejä sisältävien öljyjen äänen aiheuttaman leikkauksen kestävyys

ASTM D2603 arvioi polymeerejä sisältävien öljyjen leikkauskestävyyttä mittaamalla pysyvän viskositeetin alenemisen äänioskillattorissa tapahtuneen säteilytyksen jälkeen. Testiä käytetään nesteille, kuten voiteluöljyille, vaihteistonesteille, traktorinesteille ja muille polymeereillä muokatuille öljyille, joiden viskositeetti-indeksin parantajat voivat hajota voimakkaan leikkauksen vaikutuksesta.

Ultraäänikäsittelyn keskeinen tehtävä: ultraäänianturin tuottama voimakas ja kohdennettu kavitaatio ja leikkaus.
Kriittiset hallintakohdat: kiinteä testiaika, määritelty anturigeometria, näytteen lämpötilanhallinta ja toistettava upotussyvyys.
Tyypillinen tulos: viskositeetti ennen ultraäänikäsittelyä ja sen jälkeen pysyvän viskositeetin alenemisen kvantifioimiseksi.
Suositeltu ultraäänilaite: Hielscher UP400St, jossa on sonotrodi S24d22.
Hielscher pitää laitetta UP400St ensisijaisena kokoonpanona ASTM D2603 -standardin mukaiseen testaukseen, koska se tarjoaa 400 W:n ultraäänitehon 24 kHz:n taajuudella, tarkan amplitudin säädön, integroidun lämpötilanseurannan ja yhteensopivuuden äänen aiheuttaman leikkauksen kestävyyden testauksessa käytettävän anturin S24d22 geometrian kanssa.
Lue lisää ASTM D2603 -standardista!

ASTM D5621 – Hydraulinesteiden äänen aiheuttaman leikkauksen kestävyys

ASTM D5621 mittaa hydraulinesteiden leikkauskestävyyttä määrittämällä lopullisen viskositeetin äänioskillattorissa tapahtuneen ultraäänisäteilytyksen jälkeen. Se on erityisen merkityksellinen hydraulinesteille, jotka sisältävät leikkausherkkiä tai leikkausta kestäviä polymeerilisäaineita.

Ultraäänikäsittelyn keskeinen tehtävä: polymeerien nopeutettu leikkautuminen akustisen kavitaation avulla.
Kriittiset hallintakohdat: ultraäänitorven valinta, amplitudin vakaus, lämpötilanhallinta ja yhdenmukainen testin kesto.
Tyypillinen tulos: lopullinen viskositeetti tai viskositeetin muutos standardoidun äänikäsittelyn jälkeen.
Suositeltu ultraäänilaite: Hielscher UP400St, jossa on sonotrodi S24d22.
UP400St on ihanteellinen valinta myös ASTM D5621 -standardiin. Sen 24 kHz:n anturityyppinen ultraäänileikkauslaitteisto tarjoaa laboratorioille kompaktin, digitaalisesti ohjatun alustan hydraulinesteiden toistettaviin leikkaustesteihin.
Lue lisää ASTM D5621 -standardista!

ASTM G32 – Kavitaatioeroosio ultraäänivärähtelylaitteistolla

ASTM G32 kuvaa kavitaatioeroosion testauksen värähtelylaitteistolla. Koekappale altistetaan nesteessä suurtaajuiselle värähtelylle – jonka tuottaa ultraäänilaite – jolloin muodostuu ja luhistuu onteloita, jotka aiheuttavat mitattavaa materiaalihäviötä. Menetelmää käytetään metallien, pinnoitteiden ja muiden teknisten materiaalien kavitaatioeroosion kestävyyden vertailuun.
 

Esimerkkityölomake kavitaatioeroosion testaukseen

 
Ultraäänikäsittelyn keskeinen tehtävä: värähtelevän sonotrodin tuottama hallittu kavitaatiokenttä.
Kriittiset hallintakohdat: amplitudi, koekappaleen geometria, välyksen suuruus, nesteen lämpötila, altistusaika ja koekappaleen massahäviön mittaus.
Tyypillinen tulos: eroosionopeus, kumulatiivinen massahäviö tai vertaileva kavitaation kestävyys.
Suositeltu ultraäänilaite: Hielscher UIP1000hdT.
UIP1000hdT, jonka valmistaja on Hielscher, on erinomainen valinta ASTM G32 -standardin mukaiseen testaukseen, koska sen 1 000 W:n ja 20 kHz:n anturityyppinen rakenne tuottaa toistettaviin kavitaatioeroosiotutkimuksiin tarvittavan suuren ja vakaan amplitudin. Pienempiin tai suurempiin tehovaatimuksiin Hielscher tarjoaa kokoonpanot UIP500hdT ja UIP2000hdT sopivina vaihtoehtoina.
Lue lisää ASTM G32 -standardista!
Tutustu kavitaatioeroosiotestin menettelyyn!

ASTM E1979-21 – Maali-, pöly-, maa- ja ilmanäytteiden ultraääniuutto lyijyn määritystä varten

ASTM E1979-21 on ultraääniuuton menettelytapa ympäristönäytteiden valmisteluun ennen analyyttistä lyijyn määritystä. Se soveltuu muun muassa kuivien maalikalvojen, laskeutuneen pölyn, maaperän ja ilmassa olevien hiukkasten kaltaisiin näytematriiseihin lyijysaneerauksen, kunnostustöiden, työhygienian ja ympäristöseurannan yhteydessä.
 
Ultraäänikäsittelyn keskeinen tehtävä: ultraääniuutto lyijyn saattamiseksi käytettäväksi myöhemmässä analyyttisessä mittauksessa.
Kriittiset hallintakohdat: uuttoastia, ultraäänikäsittelyaika, lämpötila, happomatriisi ja yhdenmukainen energiansiirto.
Tyypillinen tulos: uutetun lyijyn pitoisuus, joka määritetään myöhemmällä laboratorioanalyysimenetelmällä.
Suositeltu ultraäänilaite: Hielscher UP200Ht tai UP400St.
ASTM E1979 -standardin mukaiseen rutiininäytteenvalmisteluun UP200Ht on hyvä laboratoriovalinta pienille ja keskisuurille uuttotilavuuksille. Laitetta UP400St suositellaan, kun tarvitaan suurempaa intensiteettiä, suurempaa näytteenkäsittelykapasiteettia tai monipuolisempia sonotrodivaihtoehtoja.
Lue lisää ASTM E1979-21 -standardista!

ASTM E2799-22 – Desinfiointiaineen tehon testaaminen Pseudomonas aeruginosa -biofilmiä vastaan MBEC-määrityksellä

ASTM E2799-22 määrittelee toimintaparametrit Pseudomonas aeruginosa -biofilmin kasvattamiseen, käsittelyyn, neutralointiin ja talteenottoon suuren näytteenkäsittelykapasiteetin MBEC-määritysformaatissa. Biofilmi kasvaa 96-tappisella kannella, joka vastaa 96-kuoppaista vastaanottolevyä. Desinfiointiainealtistuksen jälkeen ultraäänikäsittelyä käytetään biofilmin irrotus- ja talteenottovaiheena.

Ultraäänikäsittelyn keskeinen tehtävä: biofilmin samanaikainen ja toistettava irrottaminen 96-tappisesta MBEC-kannesta mikrolevyn kuoppiin.
Kriittiset hallintakohdat: tasainen ultraäänienergia koko levyllä, hallittu altistusaika, pieni ristikontaminaatioriski ja solujen talteenotto ilman liiallista tuhoavaa energiaa.
Tyypillinen tulos: elinkykyisten biofilmisolujen kvantitatiivinen talteenotto desinfiointiainekäsittelyn jälkeen.
Suositeltu ultraäänilaite: Hielscher UIP400MTP.

UIP400MTP on ihanteellinen ASTM E2799-22 -standardiin, koska se on suunniteltu mikrotiitterilevyille yksittäisen astian anturikäsittelyn sijaan. Se tuottaa tasaista ultraääntä koko levylle, mikä mahdollistaa kaikkien kuoppien samanaikaisen käsittelyn ja biofilmien toistettavan irrottamisen MBEC-tappikansista. Siksi se soveltuu kädessä pidettävää anturia paremmin suuren näytteenkäsittelykapasiteetin biofilmityönkulkuihin, joissa yhdenmukainen energian jakautuminen koko levylle ja näytteiden välinen vertailukelpoisuus ovat olennaisia.
 
Lue lisää laitteesta UIP400MTP ja MBEC-määrityksestä!
Lue lisää ASTM E2799-22 -standardista!

Noudata aina virallista ASTM-standardia, laboratorion laatujärjestelmässä käytössä olevaa versiota ja kaikkia validoituja sisäisiä vakiotoimintaohjeita. Hielscher voi auttaa määrittämään sonotrodit, kiinnittimet, astiat ja lisävarusteet vastaamaan menetelmän edellyttämää geometriaa.
ASTM-standardit ovat hallittuja asiakirjoja. Tämä sivu esittää yhteenvedon ultraäänikäsittelyyn liittyvistä testisovelluksista ja laitteiden valintaohjeista; se ei korvaa virallista ASTM-menetelmätekstiä.

Suunnittelu, valmistus ja konsultointi – Saksassa valmistettua laatua

Hielscher-ultraäänilaitteet tunnetaan korkeimmista laatu- ja suunnittelustandardeistaan. Kestävyys ja helppokäyttöisyys mahdollistavat ultraäänilaitteidemme sujuvan integroinnin teollisuuslaitoksiin. Hielscher-ultraäänilaitteet selviytyvät helposti ankarista olosuhteista ja vaativista ympäristöistä.

Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu yritys, joka painottaa erityisesti suorituskykyisiä ultraäänilaitteita, joissa yhdistyvät viimeisin teknologia ja käyttäjäystävällisyys. Hielscher-ultraäänilaitteet ovat luonnollisesti CE-vaatimusten mukaisia ja täyttävät UL-, CSA- ja RoHs-vaatimukset.

Kirjallisuus / Lähteet

• 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.