Ծովային բրոնզե ծածկույթների գործնական կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկում

Կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկումն առավել օգտակար է, երբ վերահսկվող լաբորատոր ազդեցությունը կապում է իրական ինժեներական խնդրի հետ: Գործնական օրինակ է կավիտացիայի դիմացկուն բրոնզե ծածկույթների գնահատումը ծովային բաղադրիչների համար, ինչպիսիք են նավի ղեկերը և պտուտակներ: Այս մասերը գործում են այն գոտիներում, որտեղ տեղական ճնշման տատանումները կարող են առաջացնել գոլորշիների փուչիկներ, որոնք փլուզվում են մակերեսի մոտ՝ առաջացնելով կրկնվող բարձր ինտենսիվ ազդեցության բեռներ: Ժամանակի ընթացքում դա առաջացնում է փոս, հոգնածության վնաս, ծածկույթի ձախողում և նյութական կորուստ:

Բրոնզե ծածկույթների կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկում

Hauer et al.-ի ուսումնասիրության մեջ սառը ցողման, տաք ցողման, HVOF ցողման և աղեղային ցողման արդյունքում ստացված բրոնզե ծածկույթները համեմատվել են ձուլածո նիկելային ալյումինե բրոնզի և նավաշինական պողպատի հետ: Հիմնական հարցը պարզ էր. ծածկույթի ո՞ր պրոցեսը կարող է ստեղծել բրոնզե մակերես, որը բավական երկար է գոյատևում կավիտացիայի ազդեցության տակ ծովային ծառայության համար: Դրան պատասխանելու համար հետազոտողները օգտագործել են կավիտացիոն էրոզիայի թեստ, որը հիմնված է ASTM G32-16-ի վրա՝ թրթռիչ ապարատով, ներառյալ Hielscher UIP1000hdT ուլտրաձայնային թրթռման համակարգը որպես թեստային համակարգ:

Փորձարկման պայմանների ճշգրիտ վերահսկում և տվյալների ավտոմատ գրանցում

The sonicator UIP1000hdT լավ հարմար է այս տեսակի փորձարկման, քանի որ այն մատուցում է բարձր ինտենսիվության, ցածր հաճախականության ուլտրաձայնային միջակայքում, որն օգտագործվում է cavitation էրոզիայի փորձարկման. Cavitation էրոզիայի փորձարկման setup օգտագործելով 1000 վատտ sonicator- ը գործում է 20 կՀց եւ թույլ է տալիս ճշգրիտ գործընթացի մոնիտորինգին, ամպլիտուդի վերահսկմանը, ջերմաստիճանի չափմանը եւ փորձարկման տվյալների ավտոմատ արձանագրմանը: Այս գործառույթները կարեւոր են, քանի որ cavitation ինտենսիվությունը մեծապես կախված է ամպլիտուդից, հեղուկ ջերմաստիճանից, հեղուկ ճնշումից, sonotrode երկրաչափությունից եւ sonotrode եւ նմուշի միջեւ եղած հեռավորությունից:

(ա) Կավիտացիոն eroզիայի փորձարկում ըստ ASTM G32-16 ստանդարտի՝ sonicator UIP1000hd օգտագործելով (հակամամեդ մեթոդ): Բոլոր փորձարկման պարամետրերը նոմինալ արժեքներ են; թույլատրելիությունները նշված են ստանդարտում.
(բ) Էրոզիայի-ժամանակ կորի սխեմատիկ փուլերը և փորձարկման ընթացքում բնութագրիչ պարամետրերը.
Գրաֆիկա և ուսումնասիրություն՝ ©Hauer et al., 2021.

Բրոնզե ծածկույթների ուլտրացնցային կավիտացիոն eroզիայի փորձարկում

Ծովային բրոնզե ծածկույթի օրինակի համար փորձարկումն իրականացվել է անուղղակի ASTM G32 դասավորությամբ: Այս կոնֆիգուրացիայի դեպքում նմուշը կցված չէ թրթռացող շչակին: Փոխարենը, ուլտրաձայնային sonotrode-ն առաջացնում է կավիտացիա թորած ջրի մեջ, և պատված նմուշը ամրացվում է sonotrode-ի տակ՝ սահմանված բացվածքով: Hauer et al. օգտագործել է 0,5 մմ հեռավորություն նմուշի և սոնոտրոդի միջև, 20 կՀց հաճախականություն և 50 մկմ գագաթնակետային ամպլիտուդ: Փորձարկման հեղուկը թորած ջուր էր, որը պահվում էր մոտավորապես սենյակային ջերմաստիճանում՝ մոտ 25 °C:

Նմուշի պատրաստումը կարևոր քայլ է։ Մինչ պղտորճման ազդեցությանը ենթարկելն, հանդերձված մակերեսները աստիճանաբար հղկվել և շփվել են մինչև 4 Մկմ-ից պակաս մանր ադամանդե խառնվածքով։ Սա նվազեցնում է թանկացած մասնիկների կամ մակերեսային անհավասարությունների ազդեցությունը, որոնք անպայման կարող են առանձնանալ և մաշման կորի սխեպել խառնել։ Առաքելությունը չէ մակերեսի գեղեցիկ տեսք ապահովելը, այլ ստեղծել վերարտադրելի սկիզբային պայման, որպեսզի չափված զանգվածի կորուստը արտացոլի պղտորճման դիմադրությունը, այլ ոչ թե մակերեսի վատ պատրաստումը։

Ուլտրաձայնային պղտորճման մաշման փորձարկման ընթացակարգն ու դրա արդյունքները

Գործնական թեստի ընթացակարգը պարզ է. Նախ, յուրաքանչյուր նմուշ մաքրվում, չորանում և կշռվում է ճշգրիտ հավասարակշռության վրա: Այնուհետև այն տեղադրվում է փորձարկման խցում UIP1000hdT-ի sonotrode BS4d22-ի տակ՝ 0,5 մմ բացվածքով, որը տեղադրված է զգուշորեն և կրկնվող: Sonicator-ը աշխատում է սահմանված ամպլիտուդով և հաճախականությամբ, մինչդեռ հեղուկի ջերմաստիճանը վերահսկվում է, որպեսզի տաքացումը չփոխի կավիտացիայի ինտենսիվությունը: Որոշված ​​ազդեցության միջակայքից հետո նմուշը հանվում է, մաքրվում, չորանում և նորից կշռվում: Այս հաջորդականությունը կրկնվում է աճող, նյութից կախված ազդեցության ընդմիջումներով, մինչև ստացվի էրոզիայի ամբողջական կոր:
Հում չափումը զանգվածի կորուստ է: Ինժեներական համեմատության համար այս զանգվածի կորուստը վերածվում է ծավալի կորստի՝ օգտագործելով նյութի խտությունը: Այնուհետև ծավալի կորուստը բաժանվում է բաց մակերեսի վրա՝ էրոզիայի միջին խորությունը որոշելու համար: Էրոզիա-խորության կորից հետազոտողը կարող է հաշվարկել էրոզիայի բնորոշ պարամետրեր, ինչպիսիք են էրոզիայի առավելագույն արագությունը, էրոզիայի վերջնական արագությունը և էրոզիայի միջին խորությունը: Hielscher-ը նաև նշում է, որ էրոզիան կարող է ներկայացվել որպես զանգված, ծավալ կամ ներթափանցման խորություն մեկ անգամ կամ մեկ առաքվող ուլտրաձայնային էներգիա՝ կախված ընտրված արձանագրությունից:

Էրոզիայի միջին խորությունները՝ որպես ծածկույթի ճշգրտված որակի պարամետրերի ֆունկցիա n. Փոշու եռացումը և, հետևաբար, փոշու ուժի նվազեցումը թույլ է տալիս հասնել ծածկույթի բարձր որակի: Ներդիրները ցույց են տալիս մակերեսային վնասը, որը ստացվել է 100 րոպե կավիտացիայի փորձարկման ժամանակից հետո:
Գրաֆիկներ և ուսումնասիրություն՝ © Hauer et al., 2021:

Հաուերի ուսումնասիրությունից կարևոր դասերից մեկն այն է, որ վաղ էրոզիայի մակարդակը կարող է ապակողմնորոշիչ լինել: Ջերմային և կինետիկորեն ցողված ծածկույթները հաճախ ցույց էին տալիս նյութի սկզբնական բարձր կորուստ, որին հաջորդում էր էրոզիայի ավելի ցածր, ավելի կայուն արագություն: Այս պատճառով Հաուերը և այլք. օգտագործված տերմինալ էրոզիայի արագությունը որպես երկարաժամկետ ծածկույթի արդյունավետության ավելի ներկայացուցչական ցուցանիշ: Նրանց 120 րոպեանոց համեմատության մեջ վերջնական էրոզիայի արագությունը գնահատվել է հիմնականում թեստի երկրորդ կեսից՝ 60 րոպեից բարձր, կայունացված վարքագիծն ավելի լավ պատկերելու համար:

Չափումների արդյունքները ցույց են տալիս, թե ինչու վերահսկվող լայնապարփակ կավիտացիոն սարքը արժեքավոր է: Գջտակացված նիկել-ալյումինե բրոնզը հասնում է մոտ 0.40 միկրոմետր/ժ պայմանական վրանող արագության: Օպտիմիզացված տաք-երկարաված բրոնզը հասնում է 0.57 միկրոմետր/ժ-ի, մոտավորապես համացանցային գջտակման սահունության հետ: Օպտիմիզացված աղեղային-փոշի համալիր ծածկույթը նավաշինական պողպուրի վրա հասավ մոտավորապես 1.02 միկրոմետր/ժ-ի, մինչդեռ օպտիմիզացված HVOF ծածկույթը հասավ մոտ 1.74 միկրոմետր/ժ-ի: Թեև այս ծածկույթները լիովին չեն համապատասխանում գջտակացված պրոպելերի բրոնզին, դրանք բացառապես գերազանցեցին նավաշինական պողպուրը; ուսումնասիրությունը հայտնում է, որ աղեղային-փոշի և HVOF-փոշի ծածկույթները համապատասխանաբար մոտ 26 անգամ և 16 անգամ ավելի բարձր կավիտացիոն դիմադրություն ցուցաբերեցին VL-A պողպուրից

Օգտագործեք Սոնիկատոր որպես լայնապարփակ սարք ձեզի կավիտացիոն կործանման փորձարկումների համար

Գործնական եզրակացությունն այն է, որ cavitation էրոզիայի փորձարկումը UIP1000hdT sonicator- ի հետ որպես vibratory ապարատ կարող է անել ավելին, քան շարքային նյութերը: Այն ցույց է տալիս, թե ինչպես են ծածկույթների գործընթացը, միկրոկառուցվածքը, օքսիդի պարունակությունը, ծակոտկենությունը, ինտերֆեյսի կապը եւ հետբուժումը ազդում իրական էրոզիայի վարքագծի վրա: Hauer et al. եզրակացրեց, որ HVOF եւ աղեղի պրոֆիլակտիկ կարող է առաջարկել ուժեղ կատարողական-ծախսերի փոխզիջում պողպատե ղեկի մակերեսների բարելավման համար, մինչդեռ սառը եւ տաք պրոֆիլակտիկ նախընտրելի են, երբ պահանջվում է կավիտացիայի դիմադրություն զանգվածային նիկելի ալյումինե բրոնզի մոտ:

Ամառան և ծածկույթների մշակող լաբորատորիաների համար կրկնելի արդյունքներ ապահովելու բանալին խիստ վերահսկողությունն է փորձարկման պարամետրերի նկատմամբ՝ սոնոտրոպի լայնությունը, հաճախականությունը, սոնոտրոպից նմուշի հեռավորությունը, հեղուկի ջերմաստիճանը, հեղուկի քիմիան, նմուշի պատրաստումը, կշարման միջակայքները և քայքայման արագության հաշվարկը: Այս պայմանների սահմանմամբ Hielscher UIP1000hdT-ն տրամադրում է գործնական և կրկնելի միջոց՝ ուլտրաձայնային քավիտացիան քվանտային ծածկույթի կատարողականի տվյալների վերափոխելու համար.

Կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման աշխատանքային թերթիկի նմուշ

 
Կավիտացիոն քայքայման փորձարկումների ցուցումներ կարող եք գտնել այստեղ:

ASTM G32 Կավիտացիոն Քայքայման Փորձարկման Կարգավորում

Սոնիկանտներ UIP500hdT, UIP1000hdT, UIP15000hdT և UIP2000hdT-ները համապատասխանում են ASTM G32 փորձարկմանը: Մենք կարող ենք յուրաքանչյուր այս սարքերից ապահովել ճշգրիտ ամպլիտուդի չափման արձանագրություն Սոնոտրոդի ծայրի մեխանիկական ամպլիտուդից։ Մենք խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել այս սարքերից որեւէ մեկը sonotrode BS4d22 (22 մմ տրամագիծ) եւ ստենդ ST2.

ASTM G32 -16 15.9 մմ Sonotrode Փոխարինվող հուշումով

Դիզայն, արտադրություն և խորհրդատվություն – Որակյալ Արտադրված է Գերմանիայում

Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հայտնի են իրենց բարձր որակի և դիզայնի չափանիշներով: Հզորությունը և հեշտ շահագործումը թույլ են տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի սահուն ինտեգրումը արդյունաբերական օբյեկտներում: Կոպիտ պայմանները և պահանջկոտ միջավայրերը հեշտությամբ կառավարվում են Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի կողմից:

Hielscher Ultrasonics-ը ISO սերտիֆիկացված ընկերություն է և հատուկ շեշտադրում է կատարում բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքերի վրա, որոնք բնութագրվում են ժամանակակից տեխնոլոգիաներով և օգտագործողների համար հարմարավետությամբ: Իհարկե, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը համապատասխանում են ԵԽ-ին և համապատասխանում են UL, CSA և RoH-ների պահանջներին:

Գրականություն / Հղումներ