Ultrazvučni uređaji za ispitivanje stabilnosti hidrauličnih tekućina pri zvučnom smicanju prema ASTM D5621

Standardna ispitna metoda ASTM D5621 opisuje ispitivanje stabilnosti hidrauličnih tekućina pri zvučnom smicanju i njihovih viskoznosti pri 40°C i 100°C, redom. Za ispitivanje i određivanje stabilnosti viskoznosti hidrauličnih tekućina pri smicanju potrebna je pouzdana ispitna metoda. ASTM D5621 standardizirani je protokol za procjenu stabilnosti hidrauličnih tekućina pri smicanju primjenom ultrazvučnih smičnih sila.

Ispitivanje stabilnosti hidrauličnih tekućina pri ultrazvučnom smicanju prema ASTM D5621

ASTM D5621 standardizirani je protokol za određivanje gubitka viskoznosti hidrauličnih tekućina pri zvučnom smicanju. Stoga se na uzorke hidraulične tekućine primjenjuju ultrazvučne smične sile radi procjene stabilnosti pri smicanju. Idealno za hidraulična i motorna ulja koja sadrže polimere.
Svrha: Hidraulične tekućine (posebna maziva), motorna ulja, tekućine za prijenosne sustave automobila, traktorske tekućine i druge tekućine za prijenos snage tijekom uobičajenog rada izložene su smičnim silama različitih intenziteta, što može dovesti do promjena viskoznosti i posljedičnog smanjenja učinkovitosti. Radi poboljšanja indeksa viskoznosti hidrauličnih tekućina, tim se tekućinama dodaju polimeri (npr. češljasti polimeri). Ispitivanjem prema ASTM D5621 istražuju se promjene viskoznosti tekućina koje sadrže polimere pri izlaganju smičnim silama koje stvara ultrazvuk, takozvanim zvučnim smičnim vibracijama.
Primjena: Cilj standardnog protokola ASTM D5621 jest odrediti viskoznost uzorka pod smičnim naprezanjem. Ovo je ispitivanje relevantno za hidraulične tekućine jer su one, kao tekućine za prijenos snage, izložene smicanju. Njihovo ponašanje u određenim uvjetima smicanja mora se utvrditi kako bi se odabrala odgovarajuća kvaliteta hidraulične tekućine za primjenu u određenim strojevima i motorima.
Postupak: Određuje se početna viskoznost hidraulične tekućine. Uzorak se zatim stavlja u ispitnu čašu, temperira na ispitnu temperaturu i obrađuje ultrazvučnim vibratorom (tj. uređajem za zvučno smicanje) tijekom propisanog vremena ispitivanja. Nakon toga mjeri se viskoznost soniciranog uzorka. U izvješću se navode početna viskoznost, konačna viskoznost i postotak promjene viskoznosti u centistoksima.

Oprema za standardnu ispitnu metodu ASTM D5621 za ispitivanje stabilnosti hidrauličnih tekućina pri zvučnom smicanju

Za provedbu postupka opisanog i standardiziranog u protokolu ASTM D5621 potrebna je propisana oprema.

• Ultrazvučni uređaj: uređaj za ultrazvučno smicanje sa sondom, fiksnom frekvencijom i ultrazvučnim rogom (poznatim i kao sonda ili sonotroda). Tipičan ultrazvučni uređaj koji se upotrebljava za ispitivanje prema ASTM D2603 jest UP400ST (24kHz, 400W) s ultrazvučnom sondom (rogom / sonotrodom) S24d22.

Kako bi se omogućili ujednačen rad i ponovljivi rezultati, preporučuje se sljedeća pomoćna oprema:

• Vodena / ledena kupelj: Rashladna vodena kupelj ili ledena kupelj koja može održavati temperaturu plašta od 0°C.
• Temperaturni senzor poput PT100 (uključen uz ultrazvučne uređaje UP400ST)
• Čaša Griffin od 50mL, izrađena od borosilikatnog stakla.
• Zvučnoizolacijsko kućište (opcionalno): Kutija za zaštitu od buke (npr. kutija za zaštitu od buke SPB-L za UP400St) koja okružuje ultrazvučni rog radi smanjenja razine buke koju stvara uređaj za zvučno smicanje.
• Viskozimetar: Dostatni su bilo koji viskozimetar i kupelj koji ispunjavaju zahtjeve ispitne metode D445.

Ispitivanje zvučnim smicanjem prema ASTM D6080

“Sustav klasifikacije viskoznosti hidrauličnih tekućina definiran je normom ASTM D6080. Klasifikacijski sustav D6080 koristi standardnu ispitnu metodu ASTM D5621 za stabilnost hidrauličnih tekućina na smicanje zvučnim valovima, koja se u nastavku naziva ispitivanjem smicanjem zvučnim valovima, kao osnovu za definiranje razreda viskoznosti višerazrednih hidrauličnih tekućina (ASTM D5621). U postupku D5621 ulje koje sadrži polimere izlaže se zračenju zvučnog oscilatora tijekom 40 min. Razgradnja polimera zvučnom metodom rezultat je energetski intenzivnog nastajanja i urušavanja šupljina u tekućini, kakvo se može pojaviti u uvjetima kavitacije tekućine. Utvrđeno je da ova metoda određivanja trajnog gubitka viskoznosti uzrokuje promjene viskoznosti slične onima zabilježenima pri primjeni krilnih, zupčastih i klipnih crpki. Zabilježene su i korelacije s volumetrijskom učinkovitošću crpki. Tekućine s visokim indeksom viskoznosti (VI) koje su pokazale manji trajni gubitak viskoznosti pri ispitivanju smicanjem zvučnim valovima omogućile su veću volumetrijsku učinkovitost crpki.” (Michael et al., 2018).
Michael et al. (2018) također su utvrdili da je u ovom konkretnom istraživanju ispitivanje smicanjem zvučnim valovima prema metodi ASTM D5621 najbolje koreliralo s mjerenjima viskoznosti na kraju ispitivanja.

Zašto odabrati Hielscher ultrazvučne uređaje za ispitivanja stabilnosti na smicanje u skladu s normom ASTM D5621?

Hielscher Ultrasonics isporučuje visokoučinkovite uređaje za ultrazvučno smicanje za ispitivanja stabilnosti na smicanje u skladu s normama ASTM D5621 i ASTM D2603. Zahvaljujući fiksnoj frekvenciji i pouzdanoj snazi ultrazvučnog smicanja, Hielscher uređaji za ultrazvučno smicanje idealni su za procjenu stabilnosti hidrauličnih tekućina na smicanje. Hielscher ultrazvučni uređaji opremljeni su pametnim softverom i postavkama koje omogućuju napredna ispitivanja prema normama ASTM. Izbornik je lako dostupan putem digitalnog zaslona osjetljivog na dodir ili daljinskog upravljanja putem preglednika. Dok je frekvencija fiksna, što je važno za pouzdane rezultate sonikacije i norme ASTM, amplituda se može precizno postaviti na željeni učinak udara oscilacijskog hoda.
Umjeravanje Hielscher ultrazvučnih uređaja jednostavno je te se može brzo i lako provesti putem naprednog izbornika. Svi digitalni ultrazvučni uređaji opremljeni su priključivim senzorom temperature koji kontinuirano bilježi temperaturu uzorka i prenosi je natrag ultrazvučnom generatoru, gdje se svi važni podaci o sonikaciji, kao što su amplituda, vrijeme i trajanje sonikacije, temperatura i tlak (kada je ugrađen senzor tlaka), automatski bilježe na ugrađenu SD karticu. Ove pametne značajke omogućuju pouzdana i ponovljiva ispitivanja ultrazvučnim smicanjem te čine rukovanje jednostavnim za korisnika i sigurnim.
Uređaji Hielscher Ultrasonics za ispitivanja stabilnosti na smicanje u skladu su s objema normama, ASTM D-5621 i ASTM D-2603.

UP400St ima fiksnu frekvenciju od 24kHz i stoga je u skladu s normom ASTM D5621. Tipičan postav za ispitivanje prema normi ASTM D5621 jest sustav za ultrazvučno smicanje UP400ST sa sondom (rožnicom / sonotrodom) S24d22.