Ultrasons pour ASTM D5621 Stabilité au cisaillement sonique des fluides hydrauliques

La méthode d'essai standard ASTM D5621 décrit le test de stabilité au cisaillement sonique des fluides hydrauliques et de leur viscosité à 40°C et 100°C, respectivement. Pour tester et déterminer la stabilité de la viscosité des fluides hydrauliques sous cisaillement, une méthode d'essai fiable est nécessaire. L'ASTM D5621 est un protocole normalisé pour l'évaluation de la stabilité au cisaillement des fluides hydrauliques à l'aide de forces de cisaillement ultrasoniques.

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

L'ASTM D5621 est un protocole normalisé pour déterminer la perte de viscosité des fluides hydrauliques sous cisaillement sonique. Par conséquent, 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.
Objet : Les fluides hydrauliques (lubrifiants spécifiques), les huiles de moteur, les fluides de transmission pour voitures, les fluides pour tracteurs et autres fluides de transmission de puissance sont exposés à des forces de cisaillement plus ou moins importantes au cours de leur fonctionnement habituel, ce qui peut entraîner des changements de viscosité et une diminution subséquente 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. Le test ASTM D5621 examine les changements de viscosité des fluides contenant des polymères exposés à des forces de cisaillement générées par 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 concerne les fluides hydrauliques, car ces derniers, 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, porté à la température d'essai et traité à l'aide d'un vibrateur ultrasonique (c'est-à-dire un dispositif de cisaillement sonique) pendant la durée d'essai spécifiée. La viscosité de l'échantillon sonifié est ensuite mesurée. Le rapport indique la viscosité initiale, la viscosité finale et le pourcentage de changement de viscosité en centistokes.

Équipement pour ASTM D5621 Standard Test Method for Sonic Shear Stability of Hydraulic Fluids (Méthode d'essai standard pour la stabilité au cisaillement sonique des fluides hydrauliques)

Pour 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 pavillon ultrasonique (également connu sous le nom de sonde ou de sonotrode). Un dispositif ultrasonique typique utilisé pour les essais ASTM D2603 est le UP400ST (24kHz, 400W) avec sonde ultrasonique (corne / sonotrode) S24d22.

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

• Bain d'eau / de glace : Bain d'eau froide ou bain de glace capable de maintenir la température de la chemise à 0°C.
• Capteur de température tels que PT100 (inclus avec les appareils à ultrasons UP400ST)
• Bécher Griffin de 50 mlen verre borosilicaté.
• Enceinte acoustique (en option) : Un caisson de protection acoustique (par exemple, le caisson de protection acoustique SPB-L pour UP400St) pour entourer le pavillon ultrasonique afin de réduire le niveau de bruit produit par le dispositif de cisaillement sonique.
• Viscomètre : Un viscosimètre et un bain répondant aux exigences de la méthode d'essai D445 suffisent.

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 la méthode ASTM D5621 Standard Test Method for Sonic Shear Stability of Hydraulic Fluid, appelée par la suite test de cisaillement sonique, comme base pour définir le grade de viscosité des fluides hydrauliques multigrades (ASTM D5621). Dans la procédure D5621, l'huile contenant des polymères 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 piston. Des corrélations avec l'efficacité volumétrique de la pompe ont également été rapportées. Les fluides à haute viscosité qui présentaient une perte de viscosité permanente moindre lors de l'essai de cisaillement sonique ont permis d'améliorer l'efficacité volumétrique de la pompe.” (Michael et al., 2018).
Michael et al. (2018) ont également constaté que pour cette enquête particulière, les essais de cisaillement sonique via la méthode ASTM D5621 présentaient la meilleure corrélation avec les mesures de viscosité en fin d'essai.

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

Hielscher Ultrasonics fournit des appareils de cisaillement à ultrasons de 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 tests sophistiqués conformément aux normes ASTM. Le menu est facilement accessible via l'écran tactile numérique ou la télécommande du 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 l'impact de course souhaité.
L'étalonnage des appareils à ultrasons Hielscher est simple et peut être effectué rapidement et facilement à l'aide du menu sophistiqué. Tous les appareils numériques à ultrasons 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 de sonification importantes, telles que l'amplitude, l'heure et la durée de sonification, la température et la pression (lorsque le capteur de pression est monté), sont enregistrées automatiquement sur une carte SD intégrée. Ces fonctions 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 essais de stabilité au cisaillement sont conformes aux normes ASTM D-5621 et ASTM D-2603.

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