Ultrasons pour la stabilité au cisaillement sonique des fluides hydrauliques ASTM D5621

La méthode d'essai standard ASTM D5621 décrit l'essai de stabilité au cisaillement sonique des fluides hydrauliques et de leurs viscosités à 40°C et 100°C, respectivement. Afin de tester et de déterminer la stabilité de la viscosité des fluides hydrauliques sous cisaillement, une méthode d'essai fiable est nécessaire. La norme ASTM D5621 est un protocole standardisé pour l'évaluation de la stabilité au cisaillement des fluides hydrauliques en utilisant des forces de cisaillement ultrasoniques.

Essai ultrasonique de stabilité au cisaillement des fluides hydrauliques selon la norme ASTM D5621

ASTM D5621 est un protocole standardisé pour déterminer la perte de viscosité des fluides hydrauliques sous cisaillement sonique. Ainsi, des forces de cisaillement ultra-soniques sont appliquées à des échantillons de fluide hydraulique afin d'évaluer la stabilité au cisaillement. Idéal pour les huiles hydrauliques et les huiles moteur contenant des polymères.
Objectif : Les fluides hydrauliques (lubrifiants spécifiques), les huiles pour moteurs, les fluides de transmission pour voitures, les fluides pour tracteurs et d'autres fluides de transmission de puissance sont exposés à des forces de cisaillement de degrés divers pendant le fonctionnement habituel, ce qui peut entraîner des modifications de la viscosité et une diminution ultérieure de l'efficacité. Afin d'améliorer l'indice de viscosité des fluides hydrauliques, des polymères (par exemple, des polymères en peigne) sont ajoutés à ces fluides hydrauliques. L'essai ASTM D5621 examine les changements de viscosité des fluides contenant des polymères exposés à des forces de cisaillement générées par des ultrasons, appelées vibrations de cisaillement soniques.
Application : L'objectif du protocole standard ASTM D5621 est de déterminer la viscosité de l'échantillon sous contrainte de cisaillement. Ce test est pertinent pour les fluides hydrauliques car les fluides hydrauliques, en tant que fluides de transmission de puissance, sont exposés au cisaillement. Leur comportement dans certaines conditions de cisaillement doit être déterminé afin de choisir la qualité de fluide hydraulique appropriée pour l'utilisation dans des machines et des moteurs spécifiques.
Procédure: La viscosité initiale du fluide hydraulique est déterminée. L'échantillon est ensuite placé dans le bécher d'essai, tempéré à la température d'essai et traité par un vibrateur ultrasonique (c'est-à-dire un dispositif de cisaillement sonique) pendant le temps d'essai spécifié. Ensuite, la viscosité de l'échantillon soniqué est mesurée. Le rapport indique la viscosité initiale, la viscosité finale et le pourcentage de changement de viscosité en centistokes.

Équipement pour ASTM D5621 Méthode d'essai standard pour la stabilité au cisaillement sonique des fluides hydrauliques

Afin d'effectuer la procédure décrite et normalisée dans le protocole ASTM D5621, un équipement spécifique est nécessaire.

• Ultra-Sonicator : un dispositif de cisaillement ultrasonique de type sonde avec une fréquence fixe et un cornet ultrasonique (également appelé sonde ou sonotrode). Un appareil ultrasonique typique utilisé pour les essais ASTM D2603 est le UP400St (24kHz, 400W) avec sonde à ultrasons (corne / sonotrode) S24d22.

Afin de faciliter une performance uniforme et des résultats reproductibles, l'équipement auxiliaire suivant est recommandé :

• Bain d'eau/glace : Bain d'eau froide ou bain de glace capable de maintenir la température de l'enveloppe à 0°C.
• capteur de température comme le PT100 (inclus avec les appareils à ultrasons UP400ST)
• Bécher Griffin 50mLen verre borosilicate.
• Enceinte sonore (en option) : Un boîtier de protection sonore (par exemple, le boîtier de protection sonore SPB-L pour UP400St) pour enfermer le pavillon ultrasonique afin de réduire le niveau de bruit produit par le dispositif de cisaillement sonique.
• Viscosimètre : Tout viscosimètre et bain répondant aux exigences de la méthode d'essai D445 est suffisant.

Essai de cisaillement sonique conformément à la norme ASTM D6080

“Le système de classification de la viscosité des fluides hydrauliques est défini dans la norme ASTM D6080. Le système de classification D6080 utilise l'essai ASTM D5621 Standard Test Method for Sonic Shear Stability of Hydraulic Fluid, appelé par la suite essai de cisaillement sonique, comme base pour définir le grade de viscosité des fluides hydrauliques multigrades (ASTM D5621). Dans la procédure D5621, l'huile contenant le polymère est irradiée par un oscillateur sonique pendant 40 minutes. La dégradation du polymère par la méthode sonique est le résultat de la formation et de l'effondrement de vides énergétiques dans le liquide, comme cela peut se produire dans des conditions de cavitation du fluide. Cette méthode de détermination de la perte de viscosité permanente s'est avérée produire des changements de viscosité similaires à ceux observés dans les applications de pompes à palettes, à engrenages et à pistons. Des corrélations avec l'efficacité volumétrique de la pompe ont également été rapportées. Les fluides à viscosité élevée qui présentent une perte de viscosité permanente moindre dans l'essai de cisaillement sonique offrent une meilleure efficacité volumétrique de la pompe.” (Michael et al., 2018).
Michael et al. (2018) ont également constaté que pour cette enquête particulière, l'essai de cisaillement sonique via la méthode ASTM D5621 présentait la meilleure corrélation avec les mesures de viscosité en fin d'essai.

Pourquoi utiliser les ultra-sonicateurs Hielscher pour les essais de stabilité au cisaillement conformément à la norme ASTM D5621 ?

Hielscher Ultrasons fournit des appareils de cisaillement ultrasonique à haute performance pour les essais de stabilité au cisaillement conformément aux normes ASTM D5621 et ASTM D2603. Avec une fréquence fixe et une puissance de cisaillement ultrasonique fiable, les appareils de cisaillement ultrasonique Hielscher sont idéaux pour l'évaluation de la stabilité au cisaillement des fluides hydrauliques. Les appareils à ultrasons Hielscher sont équipés d'un logiciel et de réglages intelligents, qui permettent de réaliser des essais sophistiqués conformément aux normes ASTM. Le menu est facilement accessible via un écran tactile numérique ou une télécommande par navigateur. Alors que la fréquence est fixe, ce qui est important pour obtenir des résultats de sonication fiables et respecter les normes ASTM, l'amplitude peut être réglée avec précision pour obtenir un impact de course souhaité.
L'étalonnage des ultrasons Hielscher est simple et peut être effectué rapidement et facilement via le menu sophistiqué. Tous les ultrasons numériques sont équipés d'un capteur de température enfichable, qui enregistre en permanence la température de l'échantillon et la transmet au générateur d'ultrasons, où toutes les données importantes de sonication telles que l'amplitude, le temps et la durée de sonication, la température et la pression (lorsque le capteur de pression est monté) sont enregistrées automatiquement sur une carte SD intégrée. Ces caractéristiques intelligentes permettent de réaliser des essais de cisaillement par ultrasons fiables et reproductibles et rendent l'opération conviviale et sûre.
Les appareils Hielscher Ultrasonics pour les tests de stabilité au cisaillement sont conformes aux normes ASTM D-5621 et ASTM D-2603.

L'UP400St a une fréquence fixe de 24kHz et est donc conforme à la norme ASTM D5621. Une installation typique pour le test ASTM D5621 est le système de cisaillement ultra-sonique UP400ST avec la sonde (corne / sonotrode) S24d22.