समुद्री कांस्य कोटिंग्स के व्यावहारिक गुहिकायन क्षरण परीक्षण

गुहिकायन क्षरण परीक्षण सबसे उपयोगी है जब यह एक वास्तविक इंजीनियरिंग समस्या के लिए एक नियंत्रित प्रयोगशाला जोखिम को जोड़ता है। एक व्यावहारिक उदाहरण जहाज के पतवार और प्रोपेलर जैसे समुद्री घटकों के लिए गुहिकायन-प्रतिरोधी कांस्य कोटिंग्स का मूल्यांकन है। ये भाग उन क्षेत्रों में काम करते हैं जहां स्थानीय दबाव में उतार-चढ़ाव वाष्प के बुलबुले उत्पन्न कर सकते हैं जो सतह के पास ढह जाते हैं, जिससे बार-बार उच्च-तीव्रता प्रभाव भार पैदा होता है। समय के साथ, यह पिटिंग, थकान क्षति, कोटिंग विफलता और सामग्री हानि पैदा करता है।

कांस्य कोटिंग्स का गुहिकायन क्षरण परीक्षण

हाउर एट अल द्वारा किए गए अध्ययन में, ठंडे छिड़काव, गर्म छिड़काव, एचवीओएफ छिड़काव और चाप छिड़काव द्वारा उत्पादित कांस्य कोटिंग्स की तुलना कास्ट निकल एल्यूमीनियम कांस्य और जहाज निर्माण स्टील से की गई थी। केंद्रीय प्रश्न सरल था: कौन सी कोटिंग प्रक्रिया एक कांस्य सतह का उत्पादन कर सकती है जो समुद्री सेवा के लिए लंबे समय तक गुहिकायन जोखिम से बचती है? इसका उत्तर देने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक थरथानेवाला उपकरण के साथ एएसटीएम जी 32-16 पर आधारित एक गुहिकायन क्षरण परीक्षण का उपयोग किया, जिसमें परीक्षण प्रणाली के रूप में एक Hielscher UIP1000hdT अल्ट्रासोनिक थरथानेवाला प्रणाली शामिल है।

परीक्षण की स्थिति और स्वचालित डेटा रिकॉर्डिंग का सटीक नियंत्रण

सोनिकेटर UIP1000hdT इस प्रकार के परीक्षण के लिए उपयुक्त है क्योंकि यह गुहिकायन क्षरण परीक्षण के लिए उपयोग की जाने वाली सीमा में उच्च तीव्रता, कम आवृत्ति वाला अल्ट्रासाउंड प्रदान करता है। 1000-वाट सोनिकेटर का उपयोग करके गुहिकायन क्षरण परीक्षण सेटअप 20 kHz पर संचालित होता है, और सटीक प्रक्रिया निगरानी, ​​​​आयाम नियंत्रण, तापमान माप और परीक्षण डेटा के स्वचालित प्रोटोकॉलिंग की अनुमति देता है। ये कार्य महत्वपूर्ण हैं क्योंकि गुहिकायन की तीव्रता आयाम, तरल तापमान, तरल दबाव, सोनोट्रोड ज्यामिति और सोनोट्रोड और नमूने के बीच की दूरी पर दृढ़ता से निर्भर करती है।

(a) सोनिकेटर UIP1000hd (अप्रत्यक्ष विधि) के साथ ASTM G32-16 के अनुसार कैविटेशन अपरदन परीक्षण। सभी परीक्षण पैरामीटर नाममात्र मान हैं; सहिष्णुता मानक में सूचीबद्ध हैं।
(b) अपरदन-समय वक्र में योजना संबंधी चरण और परीक्षण प्रक्रिया में लक्षणात्मक पैरामीटर।
ग्राफ़िक्स और अध्ययन: ©हाउर और अन्य, 2021।

कांस्य कोटिंग्स का अल्ट्रासोनिक कैविटेशन अपरदन परीक्षण

समुद्री कांस्य कोटिंग उदाहरण के लिए, परीक्षण अप्रत्यक्ष एएसटीएम जी32 व्यवस्था में किया गया था। इस विन्यास में, नमूना कंपन करने वाले सींग से जुड़ा नहीं होता है। इसके बजाय, अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड आसुत जल में गुहिकायन उत्पन्न करता है, और लेपित नमूना एक परिभाषित अंतराल पर सोनोट्रोड के नीचे तय किया जाता है। हाउर एट अल. नमूना और सोनोट्रोड के बीच 0.5 मिमी की दूरी, 20 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति और 50 µm के शिखर-से-शिखर आयाम का उपयोग किया गया। परीक्षण तरल आसुत जल था, जिसे लगभग कमरे के तापमान, लगभग 25 डिग्री सेल्सियस पर रखा गया था।

नमूना तैयार करना एक महत्वपूर्ण कदम है। गुहिकायन जोखिम से पहले, लेपित सतहों को चरणबद्ध जमीन पर रखा गया था और 4 माइक्रोन से नीचे एक ठीक हीरे के अपघर्षक के लिए पॉलिश किया गया था। यह शिथिल रूप से जुड़े कणों या सतह की अनियमितताओं के प्रभाव को कम करता है जो अन्यथा तुरंत अलग हो सकते हैं और क्षरण वक्र को विकृत कर सकते हैं। लक्ष्य कोटिंग को अच्छा दिखना नहीं है, बल्कि एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य प्रारंभिक स्थिति बनाना है ताकि मापा गया बड़े पैमाने पर नुकसान खराब सतह की तैयारी के बजाय गुहिकायन प्रतिरोध को दर्शाता है।

अल्ट्रासोनिक गुहिकायन क्षरण परीक्षण की प्रक्रिया और इसके परिणाम

व्यावहारिक परीक्षण प्रक्रिया सीधी है. सबसे पहले, प्रत्येक नमूने को साफ किया जाता है, सुखाया जाता है और एक सटीक तराजू पर तौला जाता है। फिर इसे सोनिकेटर UIP1000hdT के सोनोट्रोड BS4d22 के नीचे परीक्षण सेल में 0.5 मिमी गैप सेट के साथ सावधानीपूर्वक और बार-बार लगाया जाता है। The sonicator is operated at the defined amplitude and frequency, while the liquid temperature is controlled to prevent heating from changing cavitation intensity. एक परिभाषित एक्सपोज़र अंतराल के बाद, नमूने को हटा दिया जाता है, साफ़ किया जाता है, सुखाया जाता है और फिर से तौला जाता है। यह क्रम बढ़ते हुए, सामग्री पर निर्भर एक्सपोज़र अंतरालों पर तब तक दोहराया जाता है जब तक कि पूर्ण क्षरण वक्र प्राप्त नहीं हो जाता।
कच्चा माप बड़े पैमाने पर हानि है. इंजीनियरिंग तुलना के लिए, सामग्री घनत्व का उपयोग करके इस द्रव्यमान हानि को मात्रा हानि में परिवर्तित किया जाता है। माध्य क्षरण गहराई निर्धारित करने के लिए आयतन हानि को उजागर सतह क्षेत्र से विभाजित किया जाता है। क्षरण-गहराई वक्र से, शोधकर्ता अधिकतम क्षरण दर, टर्मिनल क्षरण दर और क्षरण की औसत गहराई जैसे विशिष्ट क्षरण मापदंडों की गणना कर सकता है। हिल्स्चर यह भी नोट करता है कि चुने गए प्रोटोकॉल के आधार पर क्षरण को प्रति समय द्रव्यमान, मात्रा, या प्रवेश गहराई या प्रति वितरित अल्ट्रासोनिक ऊर्जा के रूप में रिपोर्ट किया जा सकता है।

समायोजित कोटिंग गुणवत्ता मापदंडों के कार्य के रूप में माध्य क्षरण गहराई एन। पाउडर एनीलिंग और इस प्रकार कम पाउडर ताकत उच्च कोटिंग गुणों तक पहुंचने में सक्षम बनाती है। आवेषण 100 मिनट के गुहिकायन परीक्षण समय के बाद प्राप्त सतह क्षति को दर्शाता है।
ग्राफ़ और अध्ययन: ©हाउर एट अल., 2021।

हाउर अध्ययन से एक महत्वपूर्ण सबक यह है कि प्रारंभिक क्षरण दर भ्रामक हो सकती है। थर्मल और काइनेटिक रूप से छिड़काव किए गए कोटिंग्स में अक्सर उच्च प्रारंभिक सामग्री हानि दिखाई देती है, जिसके बाद कम, अधिक स्थिर क्षरण दर होती है। इस कारण से, हाउर एट अल। दीर्घकालिक कोटिंग प्रदर्शन के अधिक प्रतिनिधि संकेतक के रूप में टर्मिनल क्षरण दर का उपयोग किया जाता है। उनकी 120 मिनट की तुलना में, स्थिर व्यवहार को बेहतर ढंग से पकड़ने के लिए, टर्मिनल क्षरण दर का मूल्यांकन मुख्य रूप से 60 मिनट से ऊपर के परीक्षण के दूसरे भाग से किया गया था।

परीक्षण के परिणाम बताते हैं कि एक नियंत्रित थरथानेवाला गुहिकायन उपकरण मूल्यवान क्यों है। कास्ट निकल एल्यूमीनियम कांस्य ने लगभग 0.40 माइक्रोन / एच की टर्मिनल क्षरण दर हासिल की। अनुकूलित गर्म-छिड़काव कांस्य 0.57 माइक्रोन/घंटा तक पहुंच गया, जो कास्ट संदर्भ के करीब है। जहाज निर्माण स्टील पर एक अनुकूलित चाप-छिड़काव कोटिंग लगभग 1.02 माइक्रोन / एच तक पहुंच गई, जबकि एक अनुकूलित एचवीओएफ कोटिंग लगभग 1.74 माइक्रोन / एच तक पहुंच गई। यहां तक कि जब ये कोटिंग्स पूरी तरह से कास्ट प्रोपेलर कांस्य से मेल नहीं खाते थे, तो उन्होंने नाटकीय रूप से जहाज निर्माण स्टील से बेहतर प्रदर्शन किया; अध्ययन की रिपोर्ट है कि आर्क-स्प्रे और एचवीओएफ-स्प्रे कोटिंग्स ने वीएल-ए स्टील की तुलना में क्रमशः लगभग 26 गुना और 16 गुना बेहतर गुहिकायन प्रतिरोध हासिल किया।

अपने गुहिकायन क्षरण परीक्षणों के लिए थरथानेवाला उपकरण के रूप में एक सोनिकेटर का उपयोग करें

व्यावहारिक निष्कर्ष यह है कि कंपन उपकरण के रूप में UIP1000hdT सोनिकेटर के साथ गुहिकायन क्षरण परीक्षण रैंक सामग्री से अधिक कर सकता है। इससे पता चलता है कि कोटिंग प्रक्रिया, सूक्ष्म संरचना, ऑक्साइड सामग्री, सरंध्रता, इंटरफ़ेस बॉन्डिंग और उपचार के बाद वास्तविक क्षरण व्यवहार को कैसे प्रभावित करते हैं। हाउर एट अल. निष्कर्ष निकाला गया कि एचवीओएफ और आर्क छिड़काव स्टील पतवार सतहों में सुधार के लिए एक मजबूत प्रदर्शन-लागत समझौता की पेशकश कर सकते हैं, जबकि थोक निकल एल्यूमीनियम कांस्य के करीब गुहिकायन प्रतिरोध की आवश्यकता होने पर ठंडे और गर्म छिड़काव को प्राथमिकता दी जाती है।

प्रयोगशालाओं और कोटिंग डेवलपर्स के लिए, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणामों की कुंजी परीक्षण मापदंडों का सख्त नियंत्रण है: सोनोट्रोड आयाम, आवृत्ति, सोनोट्रोड-से-नमूना दूरी, तरल तापमान, तरल रसायन विज्ञान, नमूना तैयारी, वजन अंतराल, और कटाव-दर गणना। इन शर्तों को परिभाषित करने के साथ, Hielscher UIP1000hdT मात्रात्मक कोटिंग-प्रदर्शन डेटा में अल्ट्रासोनिक गुहिकायन का अनुवाद करने के लिए एक व्यावहारिक और दोहराने योग्य तरीका प्रदान करता है।

गुहिकायन कटाव परीक्षण के लिए नमूना वर्कशीट

 
आप यहां गुहिकायन क्षरण परीक्षण के लिए निर्देश पा सकते हैं!

एएसटीएम जी 32 कैविटेशन क्षरण परीक्षण सेटअप

सोनिकेटर यूआईपी 500 एचडीटी, यूआईपी 1000 एचडीटी, यूआईपी 15000 एचडीटी और यूआईपी 2000 एचडीटी एएसटीएम जी 32 परीक्षण के लिए उपयुक्त हैं। हम इनमें से प्रत्येक इकाई को सटीक आपूर्ति कर सकते हैं आयाम मापन प्रोटोकॉल सोनोट्रोड टिप पर यांत्रिक आयाम का। हम इन उपकरणों में से किसी एक का उपयोग करने की सलाह देते हैं एक sonotrode BS4d22 (22 मिमी व्यास) और एक स्टैंड ST2.

बदली टिप के साथ ASTM G32 -16 15.9mm सोनोट्रोड

डिजाइन, विनिर्माण और परामर्श – गुणवत्ता जर्मनी में निर्मित

Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर अपने उच्चतम गुणवत्ता और डिजाइन मानकों के लिए प्रसिद्ध हैं। मजबूती और आसान संचालन औद्योगिक सुविधाओं में हमारे अल्ट्रासोनिकेटर के सुचारू एकीकरण की अनुमति देता है। किसी न किसी स्थिति और मांग वातावरण आसानी से Hielscher ultrasonicators द्वारा नियंत्रित कर रहे हैं।

Hielscher Ultrasonics एक आईएसओ प्रमाणित कंपनी है और अत्याधुनिक प्रौद्योगिकी और उपयोगकर्ता-मित्रता की विशेषता वाले उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटर पर विशेष जोर देती है। बेशक, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर सीई के अनुरूप हैं और उल, सीएसए और RoHs की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

साहित्य/सन्दर्भ