Ultrasonicators for ASTM D5621 Sonic Shear Stability of Hydraulic Fluids

Il metodo di prova standard ASTM D5621 descrive le prove di stabilità al taglio sonico dei fluidi idraulici e le loro viscosità rispettivamente a 40°C e 100°C. Per testare e determinare la stabilità della viscosità dei fluidi idraulici al 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 in presenza di taglio sonico. Pertanto, vengono applicate forze di taglio ultrasoniche a campioni di fluido idraulico per valutarne la stabilità al taglio. Ideale per oli idraulici e oli motore contenenti polimeri.
Scopo: I fluidi idraulici (lubrificanti specifici), gli oli per motori, i fluidi per trasmissioni di automobili, i fluidi per trattori e altri fluidi per trasmissioni di potenza sono esposti a forze di taglio di vario grado durante il normale funzionamento, che possono portare a variazioni della viscosità e a una conseguente diminuzione dell'efficienza. Per migliorare l'indice di viscosità dei fluidi idraulici, vengono aggiunti polimeri (ad esempio polimeri a pettine) a tali fluidi idraulici. Il test ASTM D5621 esamina le variazioni di viscosità dei fluidi contenenti polimeri esposti a forze di taglio generate da ultrasuoni, le cosiddette vibrazioni di taglio soniche.
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, in quanto fluidi per la trasmissione di potenza, sono esposti al taglio. Il loro comportamento in determinate condizioni di taglio deve essere determinato per scegliere la qualità di fluido idraulico adatta all'uso in macchine e motori specifici.
Procedura: Viene determinata la viscosità iniziale del fluido idraulico. Il campione viene quindi posto nel becher 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. Successivamente, viene misurata la viscosità del campione sonicato. Il rapporto riporta la viscosità iniziale, la viscosità finale e la percentuale di variazione della viscosità in centistokes.

Apparecchiature 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, è necessaria un'attrezzatura specifica.

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

Per facilitare l'uniformità delle prestazioni e la ripetibilità dei risultati, si consiglia di utilizzare le seguenti apparecchiature ausiliarie:

• Bagno d'acqua/ghiaccio: Bagno d'acqua di raffreddamento o bagno di ghiaccio in grado di mantenere la temperatura della camicia a 0°C.
• Sensore di temperatura come la PT100 (in dotazione ai dispositivi a ultrasuoni UP400ST)
• Becher Griffin da 50 mlin vetro borosilicato.
• Cassa acustica (opzionale): Una scatola di protezione acustica (ad esempio, scatola di protezione acustica SPB-L per UP400St) per racchiudere la tromba ultrasonica e ridurre il livello di rumore prodotto dal dispositivo di taglio sonico.
• Viscometro: Sono sufficienti qualsiasi viscosimetro e bagno che soddisfino i requisiti del metodo di prova D445.

Test di taglio sonico in conformità a ASTM D6080

“Il sistema di classificazione della viscosità dei fluidi idraulici è definito nella norma ASTM D6080. Il sistema di classificazione D6080 utilizza il metodo di prova standard ASTM D5621 per la stabilità al taglio sonico dei fluidi idraulici, in seguito denominato test al taglio sonico, come base per definire il grado di viscosità dei fluidi idraulici multigrado (ASTM D5621). Nella procedura D5621, l'olio contenente polimero 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 di vuoti energetici all'interno del liquido, come può accadere in condizioni di cavitazione del fluido. Questo metodo per determinare la perdita di viscosità permanente ha prodotto variazioni di viscosità simili a quelle osservate nelle applicazioni di pompe a palette, a ingranaggi e a pistoni. Sono state inoltre riportate correlazioni con l'efficienza volumetrica della pompa. I fluidi ad alta viscosità 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 inoltre riscontrato che, per questa particolare indagine, le prove di taglio sonico con il metodo ASTM D5621 hanno mostrato la migliore correlazione con le misure di viscosità a fine prova.

Perché gli ultrasonici Hielscher per le prove di stabilità al taglio secondo la norma ASTM D5621?

Hielscher Ultrasonics fornisce dispositivi di taglio a ultrasuoni ad alte prestazioni per le prove di stabilità al taglio in conformità alle norme ASTM D5621 e ASTM D2603. Con una frequenza fissa e una potenza di taglio a ultrasuoni affidabile, i dispositivi di taglio a ultrasuoni Hielscher sono ideali per la valutazione della stabilità al taglio dei fluidi idraulici. Gli ultrasonici Hielscher sono dotati di software e impostazioni intelligenti, che consentono di eseguire 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 per ottenere l'impatto desiderato della corsa.
La calibrazione degli ultrasuoni Hielscher è semplice e può essere effettuata in modo rapido e facile attraverso il sofisticato menu. Tutti gli ultrasonori digitali sono dotati di un sensore di temperatura collegabile, che registra continuamente la temperatura del campione e la ritrasmette al generatore di ultrasuoni, dove tutti i dati importanti della sonicazione, come l'ampiezza, il tempo e la durata della sonicazione, la temperatura e la pressione (quando è montato il sensore di pressione) vengono registrati automaticamente su una scheda SD incorporata. Queste caratteristiche intelligenti consentono di eseguire prove di taglio ultrasoniche affidabili e riproducibili e rendono l'operazione facile e sicura.
I dispositivi Hielscher Ultrasonics per le prove di stabilità al taglio sono conformi a entrambi gli standard ASTM D-5621 e ASTM D-2603.

L'UP400St ha una frequenza fissa di 24 kHz ed è quindi conforme alla norma ASTM D5621. Una tipica configurazione per il test ASTM D5621 è il sistema di taglio ultrasonico UP400ST con sonda (corno / sonotrodo) S24d22.