אולטרסאונד עבור יציבות גזירה קולית ASTM D5621 של נוזלים הידראוליים

שיטת הבדיקה הסטנדרטית ASTM D5621 מתארת את בדיקת יציבות הגזירה הקולית של נוזלים הידראוליים ואת צמיגותם ב-40°C וב-100°C, בהתאמה. על מנת לבדוק ולקבוע את יציבות הצמיגות של נוזלים הידראוליים תחת גזירה, נדרשת שיטת בדיקה אמינה. ASTM D5621 הוא פרוטוקול סטנדרטי להערכת יציבות הגזירה של נוזלים הידראוליים באמצעות כוחות גזירה על-קוליים.

בדיקת יציבות גזירה על-קולית של נוזלים הידראוליים באמצעות ASTM D5621

ASTM D5621 הוא פרוטוקול סטנדרטי לקביעת אובדן צמיגות של נוזלים הידראוליים תחת גזירה קולית. לכן, כוחות גזירה קוליים מוחלים על דגימות של נוזל הידראולי על מנת להעריך את יציבות הגזירה. אידיאלי עבור פולימר המכיל שמנים הידראוליים ושמני מנוע.
תכלית: נוזלים הידראוליים (חומרי סיכה ספציפיים), שמני מנוע, נוזלי תמסורת למכוניות, נוזלי טרקטור ונוזלי העברת כוח אחרים חשופים לכוחות גזירה בדרגות שונות במהלך הפעולה הרגילה, מה שעלול להוביל לשינויים בצמיגות ולירידה ביעילות לאחר מכן. על מנת לשפר את מדד הצמיגות של נוזלים הידראוליים, פולימרים (למשל פולימרים מסרק) מתווספים לנוזלים הידראוליים כאלה. בדיקת ASTM D5621 בוחנת שינויי צמיגות בנוזלים המכילים פולימרים החשופים לכוחות גזירה הנוצרים באולטרסאונד, המכונים תנודות גזירה קוליות.
יישום: מטרת הפרוטוקול הסטנדרטי ASTM D5621 היא לקבוע את צמיגות הדגימה תחת לחץ גזירה. בדיקה זו רלוונטית לנוזלים הידראוליים מכיוון שנוזלים הידראוליים כנוזלי העברת כוח חשופים לגזירה. התנהגותם בתנאי גזירה מסוימים חייבת להיקבע על מנת לבחור את איכות הנוזל ההידראולי המתאימה לשימוש במכונות ומנועים ספציפיים.
פרוצדורה: הצמיגות הראשונית של הנוזל ההידראולי נקבעת. לאחר מכן הדגימה מונחת בכד הבדיקה, מחוסמת לטמפרטורת הבדיקה ומטופלת באמצעות ויברטור קולי (כלומר, מכשיר גזירה קולי) למשך זמן הבדיקה שצוין. לאחר מכן נמדדת צמיגות הדגימה הסוניקטיבית. הדו"ח מפרט את הצמיגות הראשונית, את הצמיגות הסופית ואת אחוז השינוי בצמיגות בצנטיסטוקים.

ציוד לשיטת בדיקה סטנדרטית ASTM D5621 ליציבות גזירה קולית של נוזלים הידראוליים

על מנת לבצע את ההליך המתואר והמתוקנן בפרוטוקול ASTM D5621, נדרש ציוד שצוין.

• אולטרה-סוניקטור: מכשיר גזירה קולי מסוג בדיקה עם תדר קבוע וצופר קולי (הידוע גם בשם בדיקה או סונוטרודה). מכשיר קולי טיפוסי המשמש לבדיקת ASTM D2603 הוא UP400St (24kHz, 400W) עם בדיקה קולית (קרן / סונוטרודה) S24d22.

על מנת לאפשר ביצועים אחידים ותוצאות חוזרות, מומלץ להשתמש בציוד העזר הבא:

• אמבט מים / קרח: אמבט מי קירור או אמבט קרח המסוגלים לשמור על טמפרטורת מעיל של 0 מעלות צלזיוס.
• חיישן טמפרטורה כגון PT100 (כלול בהתקנים קוליים UP400ST)
• גריפין 50 מ"לעשוי זכוכית בורוסיליקט.,
• מארז קול (אופציונלי): תיבת הגנה מפני קול (לדוגמה, תיבת הגנה מפני קול SPB-L עבור UP400St) כדי לתחום את הצופר העל-קולי כדי להפחית את רמת הרעש המופק על-ידי התקן הגזירה הקולי.
• ויסקומטר: כל viscometer ואמבטיה העומדים בדרישות של שיטת הבדיקה D445 מספיקים.

בדיקת Sonic Shear בהתאם ל-ASTM D6080

“מערכת סיווג צמיגות עבור נוזלים הידראוליים מוגדרת ב- ASTM D6080. מערכת הסיווג D6080 משתמשת בשיטת הבדיקה הסטנדרטית ASTM D5621 ליציבות גזירה קולית של נוזל הידראולי, המכונה לאחר מכן בדיקת גזירה קולית, כבסיס להגדרת דרגת הצמיגות של נוזלים הידראוליים רב-שכבתיים (ASTM D5621). בהליך D5621, השמן המכיל פולימר מוקרן באמצעות מתנד קולי למשך 40 דקות. התפרקות הפולימר בשיטה הקולית היא תוצאה של היווצרות חלל אנרגטי וקריסה בתוך הנוזל, כפי שעלול להתרחש בתנאים של קוויטציה נוזלית. שיטה זו לקביעת אובדן צמיגות קבוע נמצאה כמייצרת שינויי צמיגות דומים לאלה שנצפו ביישומי משאבת בוכנות, הילוכים ובוכנה. דווח גם על קורלציות עם יעילות נפחית של משאבה. נוזלים בעלי VI גבוה שהפגינו אובדן צמיגות פחות קבוע בבדיקת הגזירה הקולית סיפקו יעילות נפחית משופרת של המשאבה.” (מייקל ואחרים, 2018).
Michael et al. (2018) מצאו גם כי עבור חקירה ספציפית זו, בדיקות גזירה קולית באמצעות שיטת ASTM D5621 היו בקורלציה הטובה ביותר עם מדידות צמיגות סוף הבדיקה.

מדוע Hielscher Ultra-Sonicators לבדיקות יציבות גזירה בהתאם ל- ASTM D5621?

Hielscher Ultrasonics מספקת התקני גזירה קוליים בעלי ביצועים גבוהים לבדיקות יציבות גזירה בהתאם ל- ASTM D5621 ו- ASTM D2603. עם תדר קבוע, כוח גזירה קולי אמין, מכשירי גזירה קוליים Hielscher אידיאליים להערכת יציבות גזירה של נוזלים הידראוליים. Hielscher ultrasonicators מצוידים תוכנה חכמה והגדרות, המאפשרים בדיקות מתוחכמות על פי תקני ASTM. התפריט נגיש בקלות באמצעות תצוגת מגע דיגיטלית או שלט רחוק של הדפדפן. בעוד שהתדר קבוע, דבר חשוב לתוצאות סוניקציה אמינות ולתקני ASTM, ניתן להגדיר את המשרעת במדויק לפגיעת שבץ רצויה.
כיול של אולטרסוניקטורים Hielscher הוא פשוט והוא יכול להיעשות במהירות ובקלות באמצעות התפריט המתוחכם. כל האולטרסוניקטורים הדיגיטליים מצוידים בחיישן טמפרטורה הניתן לחיבור, אשר רושם ברציפות את טמפרטורת הדגימה ומשדר אותה בחזרה לגנרטור הקולי, שם כל נתוני הסוניק החשובים כגון משרעת, זמן ומשך סוניקציה, טמפרטורה ולחץ (כאשר חיישן לחץ מותקן) נרשמים אוטומטית על כרטיס SD מובנה. תכונות חכמות אלה מאפשרות בדיקות גזירה על-קוליות אמינות וניתנות לשחזור והופכות את הפעולה לידידותית ובטוחה למשתמש.
מכשירי Hielscher Ultrasonics לבדיקות יציבות גזירה תואמים את שניהם, ASTM D-5621 ו ASTM D-2603 סטנדרטים.

ל- UP400St יש תדר קבוע של 24kHz ולכן הוא תואם ל- ASTM D5621. התקנה טיפוסית לבדיקת ASTM D5621 היא מערכת גזירה קולית UP400ST עם בדיקה (קרן / סונוטרודה) S24d22.