Il metodo di prova standard ASTM D5621 descrive la prova di stabilità al taglio sonico dei fluidi idraulici e le loro viscosità a 40°C e 100°C, rispettivamente. Per testare e determinare la stabilità della viscosità dei fluidi idraulici sotto taglio, è necessario un metodo di prova affidabile. L'ASTM D5621 è un protocollo standardizzato per la valutazione della stabilità al taglio dei fluidi idraulici utilizzando forze di taglio ultrasoniche.

Test di stabilità al taglio a ultrasuoni dei fluidi idraulici con ASTM D5621

ASTM D5621 è un protocollo standardizzato per determinare la perdita di viscosità dei fluidi idraulici sotto taglio sonico. Pertanto, le forze di taglio ultrasoniche sono applicate a campioni di fluido idraulico al fine di valutare la stabilità al taglio. Ideale per oli idraulici contenenti polimeri e oli per motori.
Scopo: I fluidi idraulici (lubrificanti specifici), gli oli per motori, i fluidi di trasmissione per automobili, i fluidi per trattori e altri fluidi per la trasmissione di potenza sono esposti a forze di taglio di vario grado durante il funzionamento abituale, che possono portare a cambiamenti di viscosità e a una conseguente diminuzione dell'efficienza. Al fine di migliorare l'indice di viscosità dei fluidi idraulici, i polimeri (ad esempio i polimeri a pettine) vengono aggiunti a tali fluidi idraulici. Il test ASTM D5621 esamina i cambiamenti di viscosità nei fluidi contenenti polimeri esposti a forze di taglio generate dagli ultrasuoni, le cosiddette vibrazioni soniche di taglio.
Applicazione: L'obiettivo del protocollo standard ASTM D5621 è quello di determinare la viscosità del campione sotto sforzo di taglio. Questo test è rilevante per i fluidi idraulici poiché i fluidi idraulici come fluidi per la trasmissione di potenza sono esposti al taglio. Il loro comportamento sotto certe condizioni di taglio deve essere determinato per scegliere la qualità di fluido idraulico adatta per l'uso in macchine e motori specifici.
Procedura: Viene determinata la viscosità iniziale del fluido idraulico. Il campione viene quindi posto nel bicchiere di prova, temperato alla temperatura di prova e trattato con un vibratore ultrasonico (cioè un dispositivo di taglio sonico) per il tempo di prova specificato. In seguito, viene misurata la viscosità del campione sonicato. Il rapporto elenca la viscosità iniziale, la viscosità finale e la percentuale di variazione della viscosità in centistokes.

Attrezzatura per ASTM D5621 Metodo di prova standard per la stabilità al taglio sonico dei fluidi idraulici

Per eseguire la procedura descritta e standardizzata nel protocollo ASTM D5621, sono necessarie attrezzature specifiche.

• Ultra-Sonicator: un dispositivo di taglio ultrasonico di tipo sonda con una frequenza fissa e un corno ultrasonico (noto anche come sonda o sonotrodo). Un tipico dispositivo a ultrasuoni utilizzato per i test ASTM D2603 è il UP400St (24kHz, 400W) con sonda a ultrasuoni (corno / sonotrodo) S24d22.

Per facilitare una prestazione uniforme e risultati ripetibili, si raccomanda la seguente attrezzatura ausiliaria:

• Bagno d'acqua/ghiaccio: Bagno d'acqua di raffreddamento o bagno di ghiaccio in grado di mantenere una temperatura della camicia di 0°C.
• sensore di temperatura come il PT100 (incluso nei dispositivi a ultrasuoni UP400ST)
• Bicchiere Griffin da 50 mLin vetro borosilicato.
• Contenitore per il suono (opzionale): Una scatola di protezione acustica (ad esempio, scatola di protezione acustica SPB-L per UP400St) per racchiudere il corno ultrasonico per ridurre il livello di rumore prodotto dal dispositivo di taglio sonico.
• Viscosimetro: Qualsiasi viscosimetro e bagno che soddisfi i requisiti del metodo di prova D445 è sufficiente.

Test di taglio sonico secondo ASTM D6080

“Il sistema di classificazione della viscosità per i fluidi idraulici è definito in ASTM D6080. Il sistema di classificazione D6080 utilizza il metodo di prova standard ASTM D5621 per la stabilità al taglio sonico dei fluidi idraulici, chiamato in seguito test di taglio sonico, come base per definire il grado di viscosità dei fluidi idraulici multigrado (ASTM D5621). Nella procedura D5621, l'olio contenente polimeri viene irradiato con un oscillatore sonico per 40 minuti. La degradazione del polimero con il metodo sonico è il risultato della formazione e del collasso dei vuoti energetici all'interno del liquido, come può avvenire in condizioni di cavitazione del fluido. Questo metodo per determinare la perdita di viscosità permanente è stato trovato per produrre cambiamenti di viscosità simili a quelli osservati in applicazioni di pompe a palette, a ingranaggi e a pistoni. Sono state riportate anche correlazioni con l'efficienza volumetrica della pompa. I fluidi ad alto VI che hanno mostrato una minore perdita di viscosità permanente nel test di taglio sonico hanno fornito una maggiore efficienza volumetrica della pompa.” (Michael et al., 2018).
Michael et al. (2018) hanno anche scoperto che per questa particolare indagine, il test di taglio sonico tramite il metodo ASTM D5621 ha correlato meglio con le misure di viscosità di fine prova.

Perché gli ultra-sonicatori Hielscher per i test di stabilità al taglio secondo ASTM D5621?

Hielscher Ultrasonics fornisce dispositivi di taglio a ultrasuoni ad alte prestazioni per prove di stabilità al taglio in conformità con ASTM D5621 e ASTM D2603. Con una frequenza fissa e una potenza di taglio a ultrasuoni affidabile, gli apparecchi a taglio ultrasonico Hielscher sono ideali per la valutazione della stabilità al taglio dei fluidi idraulici. Gli ultrasuoni Hielscher sono dotati di un software e di impostazioni intelligenti, che consentono di effettuare test sofisticati secondo gli standard ASTM. Il menu è facilmente accessibile tramite il display digitale touch o il telecomando del browser. Mentre la frequenza è fissa, il che è importante per risultati di sonicazione affidabili e per gli standard ASTM, l'ampiezza può essere impostata con precisione su un impatto di corsa desiderato.
La calibrazione degli ultrasuoni Hielscher è semplice e può essere fatta rapidamente e facilmente tramite il sofisticato menu. Tutti gli ultrasuoni digitali sono dotati di un sensore di temperatura collegabile, che registra continuamente la temperatura del campione e la trasmette al generatore di ultrasuoni, dove tutti i dati importanti di sonicazione come l'ampiezza, il tempo e la durata della sonicazione, la temperatura e la pressione (quando il sensore di pressione è montato) sono registrati automaticamente su una scheda SD integrata. Queste caratteristiche intelligenti permettono prove di taglio ultrasonico affidabili e riproducibili e rendono l'operazione facile e sicura.
I dispositivi Hielscher Ultrasonics per i test di stabilità al taglio sono conformi a entrambi gli standard ASTM D-5621 e ASTM D-2603.

L'UP400St ha una frequenza fissa di 24kHz ed è quindi conforme ad ASTM D5621. Un setup tipico per il test ASTM D5621 è il sistema di taglio ultrasonico UP400ST con sonda (corno / sonotrodo) S24d22.