Pengujian erosi kavitasi

Erosi kavitasi terjadi pada permukaan material yang terpapar kavitasi ultrasonik yang intens. Pengujian erosi kavitasi adalah metode cepat untuk mengukur ketahanan erosi bahan atau pelapis untuk stres intens dan faktor erosi lainnya. Ini memberikan pengukuran kuantitatif yang mudah untuk kontrol kualitas dan berguna selama penelitian material atau formulasi Coating.

Mengapa menggunakan pengujian erosi kavitasi?

Erosi yang sedang berlangsung atau korosi dapat memerlukan penggantian rutin bagian atau pembaruan lapisan permukaan. Erosi permukaan material karena pengaruh mekanis atau kimia adalah proses yang lambat yang mengakibatkan penghancuran permukaan material secara bertahap. Oleh karena itu, evaluasi terhadap ketahanan erosi materi atau efek erosi cairan dan bubur, dapat menjadi proses yang sangat memakan waktu.
Ultrasonic kavitasi erosi pengujian mengekspos permukaan material untuk dikendalikan, intens, mengulangi siklus stres. Hal ini mengakibatkan erosi yang signifikan dari permukaan material dalam waktu singkat. Anda dapat dengan cepat mengukur ketahanan erosi untuk kontrol kualitas reguler dalam produksi, untuk evaluasi bahan yang masuk atau selama penelitian dan pengembangan.
Aplikasi standar termasuk pengujian metalurgi, pengujian formulasi coating, pengujian aplikasi pelapisan atau evaluasi inhibitor erosi dalam cairan.

Mengapa Apakah kavitasi menyebabkan erosi permukaan?

Perangkat ultrasonik, seperti UP400St (400 watt, 24kHz) atau UIP1000hdT (1000 watt, 20kHz) beberapa getaran ultrasonik ke dalam cairan, seperti air. Gerakan timbal balik cepat dari getaran dalam cairan menghasilkan dan runtuh gelembung kavitasi. Ketika gelembung runtuh, stres mekanik lokal yang tinggi terjadi dalam cairan dan pada permukaan bahan terkena. Semburan cairan hingga 1000km/jam dan tekanan lokal hingga 1000atm menyebabkan kelelahan yang cepat pada permukaan material. Ini dapat menghilangkan lapisan oksida atau pasivasi, pelapis atau fouling. Hal ini dapat menyebabkan pitting bahan padat, seperti baja, titanium, aluminium, plastik atau kaca. Oleh karena itu, pengujian erosi kavitasi adalah metode pengujian destruktif.

Bagaimana cara kerja pengujian erosi kavitasi?

Kavitasi erosi permukaan material menyebabkan hilangnya material secara bertahap. Anda dapat mengukur kehilangan material dengan mudah dengan menimbang material pada timbangan presisi sebelum dan sesudah paparan yang jelas dari suatu kavitasi erosi. Perubahan berat khas untuk uji erosi kavitasi adalah antara 1 dan 30mg. Untuk standarisasi lebih lanjut, Anda dapat menghitung kehilangan volume dengan membagi penurunan berat badan dengan kepadatan material. Kedalaman penetrasi berarti (MDP) dihitung dengan membagi kehilangan volume oleh area permukaan spesimen. Atau, Anda dapat mengukur kedalaman pitting atau volume pengungsi. Anda dapat menggunakan analisis mikroskopis untuk mendapatkan informasi kualitatif tambahan tentang pola erosi.
Ketika Anda menggunakan perangkat ultrasonik Hielscher untuk pengujian erosi kavitasi, Anda dapat mengatur rentang suhu dan rentang tekanan yang ingin Anda kerjakan. Anda dapat menyesuaikan amplitudo sonikasi. Semua parameter dipantau, ditampilkan dan protocoled ke SD-Card. Anda tidak memerlukan instalasi perangkat lunak berpemilik. Jika Anda suka, Anda dapat mengontrol dan memonitor proses ultrasonik dari web-browser biasa Anda, jika Anda menghubungkan perangkat ultrasonik untuk komputer Anda melalui kabel Ethernet (termasuk).

Apa itu ASTM G32 metode standar untuk erosi kavitasi menggunakan peralatan getar?

Standar ASTM G32-16 menjelaskan metode standar untuk erosi kavitasi. Ini mendefinisikan tes sederhana, terkendali dan direproduksi untuk mengukur dan membandingkan ketahanan erosi kavitasi dari bahan yang berbeda. Spesifikasi ATSM G32-16 berguna untuk perbandingan hasil Anda dengan publikasi lainnya. Jika Anda ingin melaksanakan pengujian erosi kavitasi dalam kontrol kualitas, kami merekomendasikan untuk mengadaptasi protokol uji erosi kavitasi untuk kebutuhan spesifik Anda. Kami akan dengan senang hati membantu Anda dengan desain dari protokol pengujian erosi kavitasi disesuaikan. Untuk informasi lebih lanjut tentang pengujian erosi kavitasi sesuai dengan ASTM-G32, silahkan klik di sini!

Mengapa saya harus menggunakan sebuah limit energi daripada sebuah batas waktu?

Banyak publikasi dan protokol uji erosi menentukan waktu paparan kavitasi. Dalam perangkat ultrasonik Hielscher, Anda dapat preset waktu sonikasi dan sistem akan berhenti setelah waktu ini telah berlalu. Anda kemudian dapat menghitung laju erosi kavitasi yang dihasilkan dalam mm/jam atau mm3/HR. Batas waktu dapat diterima, hanya jika Anda tidak mengubah parameter, seperti tingkat cairan, amplitudo, tekanan, suhu, komposisi cairan atau kesenjangan antara sonotrode dan permukaan material. Jika salah satu parameter ini berubah, maka akan kekuatan sonikasi dan intensitas kavitasi. Penting, bahwa daya bersih aktual yang dikirimkan ke cairan tidak boleh berfluktuasi selama masa uji.
Dalam perangkat ultrasonik Hielscher Anda dapat mengatur batas energi. Dalam hal ini, perangkat ultrasonik akan berhenti, setelah melahirkan energi ultrasonik yang ditentukan. Perangkat Hielscher akan menampilkan dan merekam parameter, seperti daya bersih aktual, amplitudo, tekanan dan suhu cairan. Fluktuasi dalam kekuasaan atau perubahan yang disengaja dalam parameter akan dikompensasi ketika menggunakan batas energi. Anda kemudian dapat menentukan tingkat erosi kavitasi yang dihasilkan dalam mm/kWhr, mm3/kWhr atau mg/kWhr.
Jika Anda menimbang spesimen antara interval erosi kavitasi, Anda dapat menghasilkan kurva yang menunjukkan penurunan berat badan marginal (tingkat penurunan berat badan dalam setiap interval energi) di atas energi kumulatif.
Untuk hasil yang lebih tepat, perangkat dapat melakukan kalibrasi otomatis (30 detik). Ini mengukur kekuatan untuk semua pengaturan amplitudo di udara pada tekanan ambien. Perangkat Hielscher menggunakan data kalibrasi ini untuk memberikan nilai daya bersih yang sangat tepat secara real-time.

Tekanan cairan selama Sonikasi

Banyak protokol standar untuk pengujian erosi kavitasi menggunakan kavitasi ultrasonik pada tekanan ambien. Tekanan cairan adalah faktor terpenting kedua untuk intensitas sonikasi. Peningkatan tekanan ambien sebesar 10% akan meningkatkan intensitas sonikasi sekitar 10%. Kavitasi lebih intens mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk mencapai tingkat tertentu dari erosi kavitasi. Sering tes spesimen tunggal dapat mengambil suatu tempat dari 15 untuk 120 menit. Jika Anda memiliki banyak spesimen untuk menguji, bekerja pada tekanan yang lebih tinggi dapat memotong waktu untuk setiap tes secara signifikan. Pengujian pada 5 barg (73psig) memerlukan sekitar 80% lebih sedikit waktu untuk setiap pengujian.
Hielscher memasok sel uji tekanan-ketat dengan sensor tekanan digital untuk pengujian erosi kavitasi. Menggunakan sel tekanan-ketat, Anda dapat mengontrol dan mempertahankan tekanan selama setiap tes. Generator ultrasonik memonitor sensor tekanan terus-menerus dan protokol tekanan aktual ke file CSV yang kompatibel dengan Excel pada kartu SD (termasuk). Hielscher memasok regulator tekanan untuk mengatur dan mempertahankan tekanan operasi.
Sebagai standar Hielscher tekanan-ketat sel tes untuk pengujian erosi kavitasi yang dinilai untuk sampai tp 5barg (73psig). Tekanan yang lebih tinggi hingga 300barg (4350psig) tersedia berdasarkan permintaan.

frekuensi ultrasonik

Secara umum, pengujian erosi kavitasi menggunakan ultrasonik intensitas tinggi frekuensi rendah dalam kisaran 18-30kHz. Dalam rentang ini variasi frekuensi memiliki efek yang sangat terbatas pada intensitas kavitasi. Semua perangkat Hielscher bekerja pada frekuensi konstan.

Jarak dari Sonotrode

Bahan yang akan diuji dapat dipasang ke sonotrode atau di bawah sonotrode. Anda dapat membuat bahan threaded spesimen dan me-mount ke akhir sonotrode ultrasonik. Dalam hal ini, spesimen bergetar pada amplitudo ultrasonik yang ditentukan dan menghasilkan kavitasi pada permukaannya. Hal ini membutuhkan mesin presisi dan tidak semua bahan cocok untuk opsi ini.
Atau, Anda dapat fixate sebagian atau spesimen di dekat di bawah Titanium sonotrode. Dalam hal ini, titanium sonotrode menghasilkan kavitasi dan permukaan material terkena kavitasi. Ini adalah pilihan yang lebih nyaman karena Anda dapat menempatkan spesimen dari berbagai ukuran atau bentuk di sel tes. Jika Anda menggunakan sonotrode yang lebih besar, seperti 50mm atau 80mm diameter sonotrode, Anda dapat mengekspos beberapa bagian untuk kavitasi erosi pada saat yang sama. Hal ini sangat berguna ketika Anda harus menguji banyak bagian per hari, misalnya untuk kontrol kualitas.
Dalam kedua kasus, jarak antara ultrasonik sonotrode dan permukaan material di sebelahnya sangat penting. Secara umum, erosi kavitasi lebih cepat ketika menggunakan jarak yang lebih kecil. Jarak khas berkisar dari 0,2 sampai 15mm. Untuk hasil konklusif, Anda harus menggunakan jarak yang sama untuk semua tes.

suhu cairan

Cairan yang lebih hangat menghasilkan intensitas kavitasi ultrasonik yang lebih rendah. Masukan energi getaran mekanik ke dalam cairan akan menyebabkan cairan memanas. Untuk menjaga suhu konstan selama setiap uji erosi kavitasi, cairan perlu didinginkan. Hielscher memasok kontainer berjaket dan sel tekanan-ketat. Atau Anda dapat menggunakan kumparan pendinginan dalam gelas atau Anda dapat menempatkan gelas dalam es-mandi. Sebuah pendingin yang berjalan melalui jaket atau melalui kumparan pendinginan menghilangkan panas dari cairan.
Perangkat ultrasonik Hielscher, seperti UP400St atau UIP1000hdT datang dengan probe suhu PT100 (termasuk). Generator ultrasonik memonitor suhu cairan aktual secara terus menerus dan protokol suhu ke file CSV yang kompatibel dengan Excel pada kartu SD (termasuk). Anda dapat mengatur Generator untuk menjeda pengujian erosi kavitasi jika suhu cairan menyimpang terlalu banyak dari titik setel Anda, misalnya karena kapasitas pendinginan yang tidak mencukupi. Generator dapat melanjutkan sonikasi secara otomatis ketika cairan mencapai suhu yang ditentukan lagi.

Cairan cavitating

Dalam pengujian erosi kavitasi umum menggunakan air, seperti air suling. Cairan yang berbeda menunjukkan karakteristik kavitasi yang berbeda. Jika air korosif untuk bahan Anda, Anda mungkin ingin menguji cairan alternatif, seperti viskositas rendah minyak silikon atau pelarut organik untuk menghilangkan atau mengurangi faktor korosif. Atau, Anda dapat membuat cairan lebih korosif, misalnya dengan mengubah pH atau lebih abrasif dengan menambahkan partikel abrasif. Anda dapat menggunakan pengujian erosi kavitasi untuk mengevaluasi erosif dan korosif cairan, seperti Lumpur pengeboran atau untuk mengevaluasi efektivitas inhibitor korosi atau erosi.

Mesin

Ketika Anda memproduksi bagian atau spesimen, Mesin CNC, Grinding atau polishing menyebabkan kerusakan struktur butir dekat dengan permukaan material. Hal ini mengurangi resistensi erosi.

Lapisan pasivasi/oksida

Sangat sering erosi dan korosi terjadi pada waktu yang sama. Air, seperti suling, bebas mineral atau air yang terionisasi dapat korosif untuk banyak bahan. Kavitasi ultrasonik meningkatkan korosi. Lapisan pasivasi, misalnya pada aluminium anodized akan meningkatkan ketahanan permukaan material terhadap erosi dan korosi.

Apa keterbatasan Apakah pengujian erosi kavitasi memiliki?

Beberapa elastomer mungkin memerlukan paparan kavitasi yang sangat intens untuk menunjukkan erosi kavitasi sama sekali. Dalam kasus ini, sonikasi tanpa sel bertekanan mungkin tidak menunjukkan efek terukur.