Կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկում
Կավիտացիոն էրոզիան առաջանում է նյութերի այն մակերևույթներին, որոնք ենթարկվում են ինտենսիվ ուլտրաձայնային կավիտացիայի ազդեցությանը։ Կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկումը նյութերի կամ ծածկույթների էրոզիոն դիմադրությունը ինտենսիվ լարման և էրոզիայի այլ գործոնների նկատմամբ չափելու արագ մեթոդ է։ Այն ապահովում է որակի վերահսկման համար հեշտ քանակական չափում և օգտակար է նյութերի հետազոտման կամ ծածկույթների բաղադրության մշակման ընթացքում։
Ինչո՞ւ կիրառել կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկումը։
Շարունակվող էրոզիան կամ կոռոզիան կարող է պահանջել մասերի պարբերական փոխարինում կամ մակերևութային ծածկույթների նորացում։ Մեխանիկական կամ քիմիական ազդեցություններով պայմանավորված՝ նյութի մակերևույթի էրոզիան դանդաղ գործընթաց է, որը հանգեցնում է նյութի մակերևույթների աստիճանական քայքայմանը։ Հետևաբար, նյութի էրոզիոն դիմադրության կամ հեղուկների և կախույթների էրոզիոն ազդեցության գնահատումը կարող է շատ ժամանակատար գործընթաց լինել։
Ուլտրաձայնային կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման ընթացքում նյութի մակերևույթը ենթարկվում է լարման վերահսկվող, ինտենսիվ, կրկնվող ցիկլերի։ Սա կարճ ժամանակում հանգեցնում է նյութի մակերևույթի զգալի էրոզիայի։ Դուք կարող եք արագ չափել էրոզիոն դիմադրությունը՝ արտադրության մեջ որակի պարբերական վերահսկման, մուտքային նյութերի գնահատման կամ հետազոտության և մշակման ընթացքում։
Ստանդարտ կիրառությունները ներառում են մետալուրգիական փորձարկումները, ծածկույթի բաղադրության փորձարկումները, ծածկույթի կիրառման փորձարկումները կամ հեղուկներում էրոզիայի արգելակիչների գնահատումը։
Կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման կայանք՝ UIP1000hdT (1000W, 20kHz)
Ինչո՞ւ է կավիտացիան առաջացնում մակերևույթի էրոզիա։
Ուլտրաձայնային սարքերը, օրինակ՝ UP400St (400 վատտ, 24kHz) կամ UIP1000hdT (1000 վատտ, 20kHz), ուլտրաձայնային տատանումները փոխանցում են հեղուկներին, օրինակ՝ ջրին։ Հեղուկում տատանման արագ հետադարձ շարժումն առաջացնում և փլուզում է կավիտացիոն պղպջակները։ Պղպջակների փլուզման ժամանակ հեղուկում և ազդեցությանը ենթարկվող նյութերի մակերևույթներին առաջանում է տեղային բարձր մեխանիկական լարում։ Մինչև 1000km/h արագությամբ հեղուկի շիթերը և մինչև 1000atm տեղային ճնշումները հանգեցնում են նյութի մակերևույթի արագ հոգնածության։ Սա կարող է հեռացնել օքսիդային կամ պասիվացնող շերտերը, ծածկույթները կամ կուտակված աղտոտումները։ Այն կարող է առաջացնել պողպատի, տիտանի, ալյումինի, պլաստիկի կամ ապակու նման պինդ նյութերի մակերևույթների փոսիկային քայքայում։ Հետևաբար, կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկումը քայքայիչ փորձարկման մեթոդ է։
Կավիտացիոն էրոզիա՝ 40mm տիտանե մակերևույթին
Ինչպե՞ս է կատարվում կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկումը։
Նյութերի մակերևույթների կավիտացիոն էրոզիան առաջացնում է նյութի աստիճանական կորուստ։ Դուք կարող եք հեշտությամբ չափել նյութի կորուստը՝ նյութը ճշգրիտ կշեռքով կշռելով կավիտացիոն էրոզիայի սահմանված ազդեցությունից առաջ և հետո։ Կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման ժամանակ քաշի բնորոշ փոփոխությունը 1-ից մինչև 30mg է։ Հետագա ստանդարտացման համար կարող եք հաշվարկել ծավալի կորուստը՝ քաշի կորուստը բաժանելով նյութի խտության վրա։ Ներթափանցման միջին խորությունը (MDP) հաշվարկվում է՝ ծավալի կորուստը բաժանելով փորձանմուշի մակերևույթի մակերեսի վրա։ Որպես այլընտրանք՝ կարող եք չափել փոսիկների խորությունը կամ արտամղված ծավալը։ Էրոզիայի պատկերի մասին լրացուցիչ որակական տեղեկություններ ստանալու համար կարող եք օգտագործել մանրադիտակային վերլուծություն։
Երբ կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման համար օգտագործում եք Hielscher ուլտրաձայնային սարք, կարող եք նախապես սահմանել ջերմաստիճանի և ճնշման այն միջակայքերը, որոնցում ցանկանում եք աշխատել։ Կարող եք կարգավորել ուլտրաձայնային մշակման ամպլիտուդը։ Բոլոր պարամետրերը վերահսկվում են, ցուցադրվում և գրանցվում SD քարտի վրա։ Ձեզ անհրաժեշտ չէ որևէ սեփականատիրական ծրագրային ապահովման տեղադրում։ Ցանկության դեպքում կարող եք կառավարել և վերահսկել ուլտրաձայնային գործընթացը ձեր սովորական վեբ զննարկիչից, եթե ուլտրաձայնային սարքը միացնեք ձեր համակարգչին Ethernet մալուխի միջոցով (ներառված է մատակարարման փաթեթում)։
Կավիտացիոն էրոզիա՝ տիտանե մակերևույթին
Ո՞րն է թրթռումային սարքի կիրառմամբ կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման ASTM G32 ստանդարտ մեթոդը։
ASTM G32-16 ստանդարտը նկարագրում է կավիտացիոն էրոզիայի ստանդարտացված մեթոդ։ Այն սահմանում է պարզ, վերահսկելի և վերարտադրելի փորձարկում՝ տարբեր նյութերի կավիտացիոն էրոզիայի նկատմամբ դիմադրությունը քանակապես գնահատելու և համեմատելու համար։ ATSM G32-16 տեխնիկական պահանջներն օգտակար են ձեր արդյունքներն այլ հրապարակումների արդյունքների հետ համեմատելու համար։ Եթե ցանկանում եք կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկումը ներդնել որակի հսկողության մեջ, մենք խորհուրդ ենք տալիս կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման արձանագրությունը հարմարեցնել ձեր հատուկ պահանջներին։ Մենք սիրով կօգնենք ձեզ մշակել ձեր պահանջներին հարմարեցված կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման արձանագրություն։ ASTM-G32 ստանդարտին համապատասխան կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար սեղմեք այստեղ։
Ինչո՞ւ պետք է ժամանակի սահմանաչափի փոխարեն օգտագործել էներգիայի սահմանաչափ
Բազմաթիվ հրապարակումներում և էրոզիայի փորձարկման արձանագրություններում նշվում է կավիտացիոն ազդեցության տևողությունը։ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերում կարող եք նախապես սահմանել ուլտրաձայնային մշակման տևողությունը, և համակարգը կդադարի աշխատել այդ ժամանակն անցնելուց հետո։ Այնուհետև կարող եք հաշվարկել ստացված կավիտացիոն էրոզիայի արագությունը՝ mm/hr կամ mm3/hr միավորներով։ Ժամանակի սահմանաչափն ընդունելի է միայն այն դեպքում, երբ չեք փոխում որևէ պարամետր, օրինակ՝ հեղուկի մակարդակը, ամպլիտուդը, ճնշումը, ջերմաստիճանը, հեղուկի բաղադրությունը կամ սոնոտրոդի և նյութի մակերևույթի միջև բացակը։ Եթե այս պարամետրերից որևէ մեկը փոխվի, կփոխվեն նաև ուլտրաձայնային մշակման հզորությունը և կավիտացիայի ինտենսիվությունը։ Կարևոր է, որ հեղուկին հաղորդվող փաստացի զուտ հզորությունը չտատանվի փորձարկման ողջ ընթացքում։
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերում կարող եք սահմանել էներգիայի սահմանաչափ։ Այս դեպքում ուլտրաձայնային սարքը կդադարի աշխատել սահմանված ուլտրաձայնային էներգիան հաղորդելուց հետո։ Hielscher սարքը կցուցադրի և կգրանցի այնպիսի պարամետրեր, ինչպիսիք են փաստացի զուտ հզորությունը, ամպլիտուդը, ճնշումը և հեղուկի ջերմաստիճանը։ Էներգիայի սահմանաչափ օգտագործելիս հզորության տատանումները կամ պարամետրերի միտումնավոր փոփոխությունները կփոխհատուցվեն։ Այնուհետև կարող եք ստացված կավիտացիոն էրոզիայի արագությունն արտահայտել mm/kWhr, mm3/kWhr կամ mg/kWhr միավորներով։
Եթե կավիտացիոն էրոզիայի ազդեցության միջակայքերի միջև կշռեք փորձանմուշը, կարող եք կառուցել կուտակային էներգիայից կախված կշռի հավելաճային կորստի կորը (էներգիայի յուրաքանչյուր միջակայքում կշռի կորստի արագությունը)։
Ավելի ճշգրիտ արդյունքների համար սարքը կարող է կատարել ավտոմատացված տրամաչափարկում (30 վայրկյան)։ Դրա ընթացքում օդում, շրջակա միջավայրի ճնշման պայմաններում, չափվում է հզորությունը ամպլիտուդի բոլոր կարգավորումների համար։ Hielscher սարքն օգտագործում է տրամաչափարկման այս տվյալները՝ իրական ժամանակում զուտ հզորության շատ ճշգրիտ արժեքներ տրամադրելու համար։
Կավիտացիոն էրոզիայի փորձանմուշ (ASTM G32 — 16)
Փոխարինելի ծայրակալ՝ ASTM G32 կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման համար
Ի՞նչն է ազդում կավիտացիոն էրոզիայի վրա
Ուլտրաձայնային կավիտացիան հանգեցնում է կավիտացիոն էրոզիայի։ Որքան ինտենսիվ է ուլտրաձայնային կավիտացիան, այնքան արագ է ընթանում էրոզիան։ Ավելի ինտենսիվ կավիտացիան կարող է էրոզիայի ենթարկել նյութերի այնպիսի մակերևույթներ, որոնք շատ թույլ կավիտացիան ընդհանրապես չի կարող էրոզիայի ենթարկել։ Ուստի ձեր նյութի էրոզիայի փորձարկման համար կարող է պահանջվել որոշակի նվազագույն ինտենսիվություն։
Ուլտրաձայնային ամպլիտուդ
Տատանման ամպլիտուդը ուլտրաձայնային մշակման ինտենսիվության և դրանից բխող կավիտացիայի ինտենսիվության ամենակարևոր պարամետրն է։ Ավելի մեծ ամպլիտուդներն առաջացնում են ավելի ինտենսիվ կավիտացիա։ Ուլտրաձայնային տեխնիկայում ամպլիտուդը նշվում է միկրոմետրերով՝ որպես գագաթից գագաթ արժեք։ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը թույլ են տալիս կարգավորել ամպլիտուդը լայն տիրույթում։ Կարգավորումից հետո սարքն ամպլիտուդը պահպանում է սահմանված մակարդակում՝ բեռնվածության բոլոր պայմաններում։ Սա կարևոր հատկություն է կավիտացիոն փորձարկման վերահսկելի և կրկնելի պայմաններ ապահովելու համար։
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը թույլ են տալիս կատարել կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկումներ ընդամենը 2 միկրոմետրից մինչև 200 միկրոմետր կամ ավելի մեծ ամպլիտուդներով։
Հեղուկի ճնշումն ուլտրաձայնային մշակման ընթացքում
Կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման բազմաթիվ ստանդարտ արձանագրություններ կիրառում են ուլտրաձայնային կավիտացիա շրջակա միջավայրի ճնշման պայմաններում։ Հեղուկի ճնշումը ուլտրաձայնային մշակման ինտենսիվության վրա ազդող երկրորդ ամենակարևոր գործոնն է։ Շրջակա միջավայրի ճնշման 10% աճը կմեծացնի ուլտրաձայնային մշակման ինտենսիվությունը մոտ 10%-ով։ Ավելի ինտենսիվ կավիտացիան կրճատում է կավիտացիոն էրոզիայի որոշակի աստիճանի հասնելու համար անհրաժեշտ ժամանակը։ Հաճախ մեկ նմուշի փորձարկումը կարող է տևել 15-ից մինչև 120 րոպե։ Եթե փորձարկման ենթակա շատ նմուշներ ունեք, ավելի բարձր ճնշումների պայմաններում աշխատանքը կարող է զգալիորեն կրճատել յուրաքանչյուր փորձարկման ժամանակը։ 5 barg (73psig) ճնշման պայմաններում փորձարկումները յուրաքանչյուր փորձարկման համար պահանջում են մոտ 80%-ով պակաս ժամանակ։
Hielscher ընկերությունը կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման համար մատակարարում է ճնշման թվային տվիչով հերմետիկ փորձարկման խցեր։ Հերմետիկ խցի միջոցով կարող եք վերահսկել և պահպանել ճնշումը յուրաքանչյուր փորձարկման ընթացքում։ Ուլտրաձայնային գեներատորը մշտապես վերահսկում է ճնշման տվիչը և փաստացի ճնշումը գրանցում Excel-ի հետ համատեղելի CSV ֆայլում՝ SD քարտի վրա (ներառված է մատակարարման հավաքածուում)։ Hielscher ընկերությունը մատակարարում է ճնշման կարգավորիչներ՝ աշխատանքային ճնշումը սահմանելու և պահպանելու համար։
Ստանդարտ տարբերակում Hielscher ընկերության՝ կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման համար նախատեսված հերմետիկ փորձարկման խցերը հաշվարկված են մինչև 5barg (73psig) ճնշման համար։ Պատվերով հասանելի են ավելի բարձր՝ մինչև 300barg (4350psig) ճնշման համար նախատեսված տարբերակներ։
Ուլտրաձայնային հաճախականություն
Ընդհանուր առմամբ, կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման ժամանակ օգտագործվում է ցածր հաճախականության, բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայն՝ 18–30kHz տիրույթում։ Այս տիրույթում հաճախականության փոփոխությունը շատ սահմանափակ ազդեցություն ունի կավիտացիայի ինտենսիվության վրա։ Hielscher ընկերության բոլոր սարքերն աշխատում են հաստատուն հաճախականությամբ։
Բարձրությունը կարգավորվող փորձարկման խուց՝ կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման համար (ASTM G32-16)
Հեռավորությունը սոնոտրոդից
Փորձարկվող նյութը կարելի է ամրացնել սոնոտրոդին կամ սոնոտրոդի տակ։ Կարող եք պատրաստել նյութի պարուրակավոր նմուշ և ամրացնել այն ուլտրաձայնային սոնոտրոդի ծայրին։ Այս դեպքում նմուշը տատանվում է սահմանված ուլտրաձայնային ամպլիտուդով և իր մակերևույթին առաջացնում է կավիտացիա։ Սա պահանջում է ճշգրիտ մեխանիկական մշակում, և ոչ բոլոր նյութերն են հարմար այս տարբերակի համար։
Որպես այլընտրանք՝ կարող եք դետալը կամ նմուշը ամրացնել տիտանե սոնոտրոդի տակ՝ դրան շատ մոտ։ Այս դեպքում տիտանե սոնոտրոդն առաջացնում է կավիտացիա, իսկ նյութի մակերևույթը ենթարկվում է կավիտացիայի ազդեցությանը։ Սա ավելի հարմար տարբերակ է, քանի որ փորձարկման խցում կարող եք տեղադրել տարբեր չափերի կամ ձևերի նմուշներ։ Եթե օգտագործում եք ավելի մեծ սոնոտրոդ, օրինակ՝ 50mm կամ 80mm տրամագծով սոնոտրոդ, կարող եք միաժամանակ մի քանի դետալ ենթարկել կավիտացիոն էրոզիայի։ Սա շատ օգտակար է, երբ օրական պետք է փորձարկեք բազմաթիվ դետալներ, օրինակ՝ որակի վերահսկման համար։
Երկու դեպքում էլ ուլտրաձայնային սոնոտրոդի և դրան հարակից նյութի մակերևույթի միջև հեռավորությունը շատ կարևոր է։ Ընդհանուր առմամբ, ավելի փոքր հեռավորության դեպքում կավիտացիոն էրոզիան ավելի արագ է ընթանում։ Տիպիկ հեռավորությունները տատանվում են 0,2-ից մինչև 15mm։ Հաստատուն եզրակացությունների հանգելու հնարավորություն տվող արդյունքներ ստանալու համար բոլոր փորձարկումներում պետք է կիրառեք նույն հեռավորությունը։
Հեղուկի ջերմաստիճան
Ավելի տաք հեղուկը հանգեցնում է ուլտրաձայնային կավիտացիայի ավելի ցածր ինտենսիվության։ Մեխանիկական տատանումների էներգիայի ներմուծումը հեղուկի մեջ կհանգեցնի հեղուկի տաքացմանը։ Կավիտացիոն էրոզիայի յուրաքանչյուր փորձարկման ընթացքում հաստատուն ջերմաստիճան պահպանելու համար հեղուկը պետք է սառեցնել։ Hielscher ընկերությունը մատակարարում է ջերմափոխանակման պատյանով տարաներ և ջերմափոխանակման պատյանով հերմետիկ խցեր։ Որպես այլընտրանք՝ կարող եք քիմիական բաժակի մեջ օգտագործել սառեցնող պարույր կամ բաժակը տեղադրել սառցային բաղնիքում։ Պատյանի կամ սառեցնող պարույրի միջով հոսող հովացնող հեղուկը հեռացնում է ջերմությունը հեղուկից։
Hielscher ընկերության ուլտրաձայնային սարքերը, օրինակ՝ UP400St կամ UIP1000hdT մոդելները, մատակարարվում են PT100 ջերմաստիճանային զոնդով (ներառված է մատակարարման հավաքածուում)։ Ուլտրաձայնային գեներատորը շարունակաբար վերահսկում է հեղուկի փաստացի ջերմաստիճանը և այն գրանցում Excel-ի հետ համատեղելի CSV ֆայլում՝ SD քարտի վրա (ներառված է մատակարարման հավաքածուում)։ Կարող եք գեներատորը կարգավորել այնպես, որ այն դադարեցնի կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկումը, եթե հեղուկի ջերմաստիճանը չափազանց շատ շեղվի ձեր սահմանած արժեքից, օրինակ՝ սառեցման անբավարար հզորության պատճառով։ Գեներատորը կարող է ինքնաբերաբար վերսկսել ուլտրաձայնային մշակումը, երբ հեղուկը կրկին հասնի սահմանված ջերմաստիճանին։
Կավիտացիայի ենթարկվող հեղուկ
Ընդհանուր առմամբ, կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման համար օգտագործվում է ջուր, օրինակ՝ թորած ջուր։ Տարբեր հեղուկներ ունեն կավիտացիայի տարբեր բնութագրեր։ Եթե ջուրը կոռոզիայի է ենթարկում ձեր նյութը, կարող եք փորձարկել այլընտրանքային հեղուկներ, օրինակ՝ ցածր մածուցիկությամբ սիլիկոնային յուղեր կամ օրգանական լուծիչներ՝ կոռոզիոն գործոնը վերացնելու կամ նվազեցնելու համար։ Որպես այլընտրանք՝ կարող եք հեղուկը դարձնել ավելի կոռոզիոն ակտիվ, օրինակ՝ փոխելով pH ցուցանիշը, կամ ավելի հղկող՝ ավելացնելով հղկող մասնիկներ։ Կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկումը կարող եք օգտագործել հեղուկների, օրինակ՝ հորատման լուծույթների էրոզիոն և կոռոզիոն ազդեցությունը կամ կոռոզիայի կամ էրոզիայի արգելակիչների արդյունավետությունը գնահատելու համար։
Մեխանիկական մշակում
Դետալ կամ փորձանմուշ պատրաստելիս CNC հաստոցով մշակումը, հղկումը կամ փայլեցումը վնասում են նյութի մակերևույթին մոտ գտնվող հատիկային կառուցվածքը։ Դա նվազեցնում է էրոզիոն դիմադրությունը։
Պասիվացման/օքսիդային շերտեր
Շատ հաճախ էրոզիան և կոռոզիան տեղի են ունենում միաժամանակ։ Ջուրը, օրինակ՝ թորած, հանքազերծված կամ իոնազերծված ջուրը, կարող է կոռոզիայի ենթարկել բազմաթիվ նյութեր։ Ուլտրաձայնային կավիտացիան նպաստում է կոռոզիային։ Պասիվացման շերտերը, օրինակ՝ անոդացված ալյումինի վրա, կբարձրացնեն նյութի մակերևույթի դիմադրությունը էրոզիայի և կոռոզիայի նկատմամբ։
Ի՞նչ սահմանափակումներ ունի կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկումը։
Որոշ էլաստոմերների դեպքում որևէ կավիտացիոն էրոզիա դրսևորելու համար կարող է պահանջվել շատ ինտենսիվ կավիտացիոն ազդեցություն։ Այս դեպքում առանց ճնշման տակ գտնվող խցիկի ուլտրաձայնային մշակումը կարող է որևէ չափելի ազդեցություն չդրսևորել։
ASTM G32 -16 15,9mm սոնոտրոդ՝ փոխարինելի ծայրակալով
Կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման արձանագրության ձևանմուշ
Մեր աշխատանքային թերթիկի ձևանմուշը կարող եք ներբեռնել հետևյալ ձևաչափերով՝ PDF, Microsoft Excel XLS, կամ Apple Numbers.
Կավիտացիոն էրոզիայի փորձարկման աշխատանքային թերթիկի նմուշ