Ultrahangos készülékek a hidraulikafolyadékok ultrahangos nyírásstabilitásának ASTM D5621 szerinti vizsgálatához

Az ASTM D5621 szabványos vizsgálati módszer a hidraulikafolyadékok ultrahangos nyírásstabilitásának, valamint viszkozitásuknak a vizsgálatát írja le 40°C-on, illetve 100°C-on. A hidraulikafolyadékok nyírás alatti viszkozitásstabilitásának vizsgálatához és meghatározásához megbízható vizsgálati módszer szükséges. Az ASTM D5621 szabványosított eljárás a hidraulikafolyadékok nyírásstabilitásának ultrahangos nyíróerőkkel történő értékelésére.

A hidraulikafolyadékok ultrahangos nyírásstabilitásának vizsgálata az ASTM D5621 szerint

Az ASTM D5621 szabványosított eljárás a hidraulikafolyadékok ultrahangos nyírás hatására bekövetkező viszkozitásveszteségének meghatározására. Ennek során ultrahangos nyíróerőknek teszik ki a hidraulikafolyadék-mintákat a nyírásstabilitás értékelése érdekében. Ideális polimertartalmú hidraulikaolajokhoz és motorolajokhoz.
Cél: A hidraulikafolyadékok (speciális kenőanyagok), motorolajok, gépjárművek sebességváltó-folyadékai, traktorfolyadékok és más erőátviteli folyadékok szokásos működés közben különböző mértékű nyíróerőknek vannak kitéve, ami viszkozitásváltozáshoz és ennek következtében a hatásfok csökkenéséhez vezethet. A hidraulikafolyadékok viszkozitási indexének javítása érdekében polimereket (például fésűs polimereket) adnak ezekhez a hidraulikafolyadékokhoz. Az ASTM D5621 vizsgálat az ultrahang által keltett nyíróerőknek, úgynevezett ultrahangos nyírórezgéseknek kitett, polimertartalmú folyadékok viszkozitásváltozásait vizsgálja.
Alkalmazás: Az ASTM D5621 szabványos eljárás célja a minta viszkozitásának meghatározása nyírófeszültség hatása alatt. Ez a vizsgálat a hidraulikafolyadékok szempontjából releváns, mivel a hidraulikafolyadékok erőátviteli folyadékként nyírásnak vannak kitéve. Meg kell határozni a viselkedésüket bizonyos nyírási körülmények között, hogy az adott gépekhez és motorokhoz megfelelő minőségű hidraulikafolyadékot lehessen kiválasztani.
Eljárás: Meghatározzák a hidraulikafolyadék kezdeti viszkozitását. Ezután a mintát a vizsgálati főzőpohárba helyezik, a vizsgálati hőmérsékletre temperálják, és a megadott vizsgálati időtartamig ultrahangos rezgetővel (azaz ultrahangos nyírókészülékkel) kezelik. Ezt követően megmérik az ultrahanggal kezelt minta viszkozitását. A jelentés felsorolja a kezdeti viszkozitást, a végső viszkozitást és a viszkozitásváltozás százalékos értékét centistokes-ban.

Berendezések a hidraulikafolyadékok ultrahangos nyírásstabilitásának ASTM D5621 szabványos vizsgálati módszeréhez

Az ASTM D5621 eljárásban leírt és szabványosított vizsgálat elvégzéséhez meghatározott berendezések szükségesek.

• Ultrahangos készülék: rögzített frekvenciájú, szondás ultrahangos nyírókészülék ultrahangos kürttel (más néven szondával vagy szonotró­dával). Az ASTM D2603 vizsgálathoz használt tipikus ultrahangos készülék az UP400ST (24kHz, 400W) S24d22 ultrahangos szondával (kürttel / szonotró­dával) felszerelve.

Az egyenletes teljesítmény és a megismételhető eredmények elősegítéséhez a következő kiegészítő berendezések ajánlottak:

• Vízfürdő / jégfürdő: Hűtő vízfürdő vagy jégfürdő, amely képes a köpeny hőmérsékletét 0°C-on tartani.
• Hőmérséklet-érzékelő például PT100 (az UP400ST ultrahangos készülékek tartozéka)
• Griffin 50mL főzőpohár, boroszilikát üvegből.
• Hangszigetelő burkolat (opcionális): Hangszigetelő doboz (például az UP400St készülékhez való SPB-L hangszigetelő doboz), amely körülveszi az ultrahangos kürtöt az ultrahangos nyírókészülék által keltett zajszint csökkentése érdekében.
• Viszkoziméter: Bármely viszkoziméter és fürdő megfelelő, amely teljesíti a D445 vizsgálati módszer követelményeit.

Ultrahangos nyírásvizsgálat az ASTM D6080 szerint

„A hidraulikafolyadékok viszkozitási osztályozási rendszerét az ASTM D6080 határozza meg. A D6080 osztályozási rendszer a többfokozatú hidraulikafolyadékok viszkozitási osztályának meghatározásához a hidraulikafolyadékok ultrahangos nyírásstabilitásának ASTM D5621 szabványos vizsgálati módszerét, a továbbiakban ultrahangos nyírásvizsgálatot veszi alapul (ASTM D5621). A D5621 eljárás során a polimertartalmú olajat 40 min időtartamig ultrahangos oszcillátorral sugározzák be. A polimer ultrahangos módszerrel történő lebomlása a folyadékon belüli, nagy energiájú üregképződés és üregösszeomlás eredménye, amely például a folyadék kavitációja során fordulhat elő. Megállapították, hogy a maradandó viszkozitásveszteség meghatározására szolgáló módszer a lapátos, fogaskerekes és dugattyús szivattyúk alkalmazásánál megfigyeltekhez hasonló viszkozitásváltozásokat eredményez. A szivattyúk volumetrikus hatásfokával való összefüggésekről is beszámoltak. Azok a magas viszkozitási indexű folyadékok, amelyek az ultrahangos nyírásvizsgálat során kisebb maradandó viszkozitásveszteséget mutattak, jobb szivattyú-volumetrikus hatásfokot biztosítottak.” (Michael et al., 2018).
Michael et al. (2018) azt is megállapították, hogy ebben a konkrét kutatásban az ASTM D5621 módszer szerinti ultrahangos nyírásvizsgálat mutatta a legjobb korrelációt a vizsgálat végén végzett viszkozitásmérésekkel.

Miért érdemes Hielscher ultrahangos készülékeket használni az ASTM D5621 szerinti nyírásstabilitási vizsgálatokhoz?

A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos nyírókészülékeket szállít az ASTM D5621 és ASTM D2603 szerinti nyírásstabilitási vizsgálatokhoz. Rögzített frekvenciájukkal és megbízható ultrahangos nyírási teljesítményükkel a Hielscher ultrahangos nyírókészülékek ideálisak a hidraulikafolyadékok nyírásstabilitásának értékelésére. A Hielscher ultrahangos készülékek intelligens szoftverrel és beállításokkal rendelkeznek, amelyek összetett, ASTM szabványok szerinti vizsgálatokat tesznek lehetővé. A menü digitális érintőkijelzőn vagy böngészőn keresztüli távvezérléssel könnyen elérhető. Míg a frekvencia rögzített, ami fontos az ultrahangos kezelés megbízható eredményei és az ASTM szabványok szempontjából, az amplitúdó pontosan beállítható a kívánt rezgési löket ütőhatásának megfelelően.
A Hielscher ultrahangos készülékek kalibrálása egyszerű, és a fejlett menün keresztül gyorsan és könnyen elvégezhető. Minden digitális ultrahangos készülék csatlakoztatható hőmérséklet-érzékelővel rendelkezik, amely folyamatosan rögzíti a minta hőmérsékletét, és visszatovábbítja azt az ultrahangos generátornak, ahol az ultrahangos kezelés összes fontos adata, például az amplitúdó, az ultrahangos kezelés időpontja és időtartama, a hőmérséklet és a nyomás (ha nyomásérzékelő van felszerelve) automatikusan rögzítésre kerül egy beépített SD-kártyán. Ezek az intelligens funkciók megbízható és reprodukálható ultrahangos nyírásvizsgálatokat tesznek lehetővé, és felhasználóbaráttá, valamint biztonságossá teszik a működtetést.
A Hielscher Ultrasonics nyírásstabilitási vizsgálatokhoz használt készülékei mind az ASTM D-5621, mind az ASTM D-2603 szabványnak megfelelnek.

Az UP400St rögzített frekvenciája 24kHz, így megfelel az ASTM D5621 szabványnak. Az ASTM D5621 vizsgálat tipikus összeállítása az UP400ST ultrahangos nyírórendszer S24d22 szondával (kürttel / szonotró­dával).