Sonicateurs pour les méthodes d’essai et pratiques normalisées ASTM

Les ultrasoniqueurs Hielscher assurent une sonication contrôlée et reproductible pour les méthodes ASTM impliquant le cisaillement sonique, l’extraction par ultrasons, l’érosion par cavitation et le détachement de biofilms MBEC.

Pourquoi le choix du sonicateur est déterminant pour les essais ASTM

Les méthodes ASTM qui utilisent l’énergie ultrasonore dépendent d’une cavitation acoustique et d’une vibration définies, d’une amplitude contrôlée, d’un positionnement reproductible des échantillons et d’une gestion constante de la température. Un appareil à ultrasons inadapté peut entraîner une cavitation insuffisante, un traitement inégal, un échauffement excessif ou une mauvaise répétabilité. Les sonicateurs Hielscher sont conçus pour les travaux de validation en laboratoire, avec une régulation numérique de l’amplitude, l’enregistrement des données, une large compatibilité avec les sonotrodes et un fonctionnement continu robuste.

Pourquoi le choix du sonicateur est déterminant pour les essais ASTM

Les méthodes ASTM qui utilisent l’énergie ultrasonore dépendent d’une cavitation acoustique et d’une vibration définies, d’une amplitude contrôlée, d’un positionnement reproductible des échantillons et d’une gestion constante de la température. Un appareil à ultrasons inadapté peut entraîner une cavitation insuffisante, un traitement inégal, un échauffement excessif ou une mauvaise répétabilité. Les sonicateurs Hielscher sont conçus pour les travaux de validation en laboratoire, avec une régulation numérique de l’amplitude, l’enregistrement des données, une large compatibilité avec les sonotrodes et un fonctionnement continu robuste.

Apport d’énergie contrôlé
Les générateurs à ultrasons numériques permettent d’assurer la traçabilité de l’amplitude, de la durée, des réglages d’impulsions et de la température de processus pour la documentation des méthodes.

Géométries spécifiques aux méthodes
Les sonicateurs à sonde, les systèmes de cavitation haute puissance et les sonicateurs pour plaques s’adaptent aux différents formats d’échantillons ASTM, des béchers aux plaques de microtitration.

Traitement reproductible des échantillons
Des conditions de sonication stables améliorent la comparabilité entre essais pour la variation de viscosité, l’efficacité d’extraction, l’érosion par cavitation et la récupération des biofilms.

Sonicateurs Hielscher recommandés pour les normes ASTM

Les normes ASTM suivantes utilisent la sonication comme étape d’essai essentielle ou comme étape de préparation d’échantillons assistée par sonication. Choisissez le modèle qui correspond à la géométrie d’échantillon, au niveau de puissance et à la cadence de traitement des échantillons requis.

ASTM D2603 – Stabilité au cisaillement sonique des huiles contenant des polymères

La norme ASTM D2603 évalue la stabilité au cisaillement des huiles contenant des polymères en mesurant la perte de viscosité permanente après irradiation dans un oscillateur sonique. L’essai est utilisé pour des fluides tels que les huiles lubrifiantes, les fluides de transmission, les fluides pour tracteurs et autres huiles modifiées par des polymères, dans lesquelles les améliorants d’indice de viscosité peuvent se dégrader sous un cisaillement intense.

Fonction principale de la sonication : cavitation et cisaillement intenses et concentrés générés par une sonde à ultrasons.
Points de contrôle critiques : durée d’essai fixe, géométrie de sonde définie, régulation de la température de l’échantillon et profondeur d’immersion reproductible.
Résultat type : viscosité avant et après sonication afin de quantifier la perte de viscosité permanente.
Sonicateur recommandé : Hielscher UP400St avec sonotrode S24d22.
L’UP400St est la configuration Hielscher privilégiée pour l’ASTM D2603, car il fournit une puissance ultrasonore de 400 W à 24 kHz, un contrôle précis de l’amplitude, une surveillance intégrée de la température et une compatibilité avec la géométrie de sonde S24d22 utilisée pour les essais de stabilité au cisaillement sonique.
En savoir plus sur l’ASTM D2603 !

ASTM D5621 – Stabilité au cisaillement sonique des fluides hydrauliques

La norme ASTM D5621 mesure la stabilité au cisaillement des fluides hydrauliques en déterminant la viscosité finale après irradiation ultrasonore dans un oscillateur sonique. Elle est particulièrement pertinente pour les fluides hydrauliques contenant des additifs polymères sensibles ou résistants au cisaillement.

Fonction principale de la sonication : cisaillement accéléré des polymères par cavitation acoustique.
Points de contrôle critiques : choix du cornet à ultrasons, stabilité de l’amplitude, régulation de la température et durée d’essai constante.
Résultat type : viscosité finale ou variation de viscosité après un traitement sonique normalisé.
Sonicateur recommandé : Hielscher UP400St avec sonotrode S24d22.
L’UP400St est également le choix idéal pour l’ASTM D5621. Son dispositif de cisaillement ultrasonique de type sonde à 24 kHz offre aux laboratoires une plateforme compacte à commande numérique pour des essais de cisaillement reproductibles sur fluides hydrauliques.
En savoir plus sur l’ASTM D5621 !

ASTM G32 – Érosion par cavitation à l’aide d’un appareil vibratoire à ultrasons

La norme ASTM G32 décrit les essais d’érosion par cavitation à l’aide d’un appareil vibratoire. Une éprouvette est exposée à une vibration à haute fréquence – générée par un sonicateur – dans un liquide, ce qui provoque la formation et l’implosion de cavités entraînant une perte de matière mesurable. La méthode est utilisée pour comparer la résistance à l’érosion par cavitation des métaux, des revêtements et d’autres matériaux techniques.

Exemple de fiche de travail pour les essais d’érosion par cavitation

 
Fonction principale de la sonication : champ de cavitation contrôlé généré par une sonotrode vibrante.
Points de contrôle critiques : amplitude, géométrie de l’éprouvette, distance d’écartement, température du liquide, durée d’exposition et mesure de la perte de masse de l’éprouvette.
Résultat type : taux d’érosion, perte de masse cumulée ou résistance comparative à la cavitation.
Sonicateur recommandé : Hielscher UIP1000hdT.
L’UIP1000hdT est un excellent choix Hielscher pour l’ASTM G32, car sa conception de type sonde de 1000 W à 20 kHz fournit l’amplitude élevée et stable requise pour des études d’érosion par cavitation reproductibles. Pour des besoins de puissance inférieurs ou supérieurs, les configurations Hielscher UIP500hdT et UIP2000hdT constituent des alternatives appropriées.
En savoir plus sur l’ASTM G32 !
Découvrez le déroulement d’un essai d’érosion par cavitation !

ASTM E1979-21 – Extraction par ultrasons d’échantillons de peinture, de poussière, de sol et d’air pour la détermination du plomb

La norme ASTM E1979-21 est une pratique d’extraction par ultrasons destinée à préparer des échantillons environnementaux avant la détermination analytique du plomb. Elle s’applique à des matrices telles que les films de peinture sèche, les poussières déposées, les sols et les particules en suspension dans l’air issus de contextes de réduction du plomb, de rénovation, d’hygiène professionnelle et de surveillance environnementale.

Fonction principale de la sonication : extraction par ultrasons visant à rendre le plomb disponible pour une mesure analytique ultérieure.
Points de contrôle critiques : récipient d’extraction, durée de sonication, température, matrice acide et transfert d’énergie constant.
Résultat type : concentration de plomb extrait déterminée par une méthode d’analyse de laboratoire en aval.
Sonicateur recommandé : Hielscher UP200Ht ou UP400St.
Pour la préparation d’échantillons de routine selon l’ASTM E1979, l’UP200Ht est un excellent choix de laboratoire pour des volumes d’extraction faibles à moyens. L’UP400St est recommandé lorsqu’une intensité plus élevée, une cadence de traitement des échantillons supérieure ou une plus grande flexibilité dans le choix des sonotrodes est requise.
En savoir plus sur l’ASTM E1979-21 !

ASTM E2799-22 – Essai de l’efficacité des désinfectants contre le biofilm de Pseudomonas aeruginosa à l’aide du test MBEC

La norme ASTM E2799-22 spécifie les paramètres opératoires pour la croissance, le traitement, la neutralisation et la récupération du biofilm de Pseudomonas aeruginosa dans un format de test MBEC à haute cadence. Le biofilm se développe sur un couvercle à 96 picots correspondant à une plaque réceptrice de 96 puits. Après l’exposition au désinfectant, la sonication est utilisée comme étape de détachement et de récupération du biofilm.

Fonction principale de la sonication : détachement simultané et reproductible du biofilm d’un couvercle MBEC à 96 picots vers les puits de la microplaque.
Points de contrôle critiques : énergie ultrasonore uniforme sur l’ensemble de la plaque, durée d’exposition contrôlée, faible risque de contamination croisée et récupération des cellules sans énergie destructrice excessive.
Résultat type : récupération quantitative des cellules viables du biofilm après traitement par désinfectant.
Sonicateur recommandé : Hielscher UIP400MTP.

L’UIP400MTP est idéal pour l’ASTM E2799-22, car il est conçu pour les plaques de microtitration plutôt que pour le traitement par sonde d’un seul récipient. Il délivre des ultrasons uniformes sur l’ensemble de la plaque, ce qui permet le traitement simultané de tous les puits et un détachement reproductible des biofilms des couvercles à picots MBEC. Il est ainsi mieux adapté qu’une sonde portative aux flux de travail à haute cadence sur les biofilms, où une distribution homogène de l’énergie sur toute la plaque et la comparabilité d’un échantillon à l’autre sont essentielles.

En savoir plus sur l’UIP400MTP et le test MBEC !
En savoir plus sur l’ASTM E2799-22 !

Respectez toujours la norme ASTM officielle, la révision en vigueur dans le système qualité de votre laboratoire et toute procédure opératoire normalisée (SOP) interne validée. Hielscher peut vous aider à configurer les sonotrodes, les dispositifs de fixation, les récipients et les accessoires afin de les adapter à la géométrie requise par la méthode.
Les normes ASTM sont des documents contrôlés. Cette page résume les applications d’essai liées à la sonication et donne des conseils pour le choix des équipements ; elle ne remplace pas le texte officiel de la méthode ASTM.

Conception, fabrication et conseil – Qualité Made in Germany

Les ultrasoniqueurs Hielscher sont réputés pour leurs normes de qualité et de conception les plus élevées. Leur robustesse et leur facilité d’utilisation permettent une intégration aisée de nos ultrasoniqueurs dans les installations industrielles. Les conditions difficiles et les environnements exigeants sont facilement maîtrisés par les ultrasoniqueurs Hielscher.

Hielscher Ultrasonics est une entreprise certifiée ISO qui accorde une importance particulière à des ultrasoniqueurs hautes performances alliant technologie de pointe et convivialité. Bien entendu, les ultrasoniqueurs Hielscher sont conformes CE et répondent aux exigences UL, CSA et RoHs.

Bibliographie / Références

• 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.