ASTM試験規格および実施規格に対応する超音波処理装置

Hielscherの超音波処理装置は、音波せん断、超音波抽出、キャビテーション侵食、MBECバイオフィルム剥離を伴うASTM法において、制御された再現性のある超音波処理を提供します。

ASTM試験で超音波処理装置の選定が重要な理由

超音波エネルギーを使用するASTM法は、規定された音響キャビテーションと振動、制御された振幅、再現性のあるサンプル配置、一貫した温度管理に依存します。不適切な超音波装置は、キャビテーション不足、不均一な処理、過度の加熱、再現性の低下を引き起こす可能性があります。Hielscherの超音波処理装置は、デジタル振幅制御、データ記録、幅広いソノトロードとの互換性、堅牢な連続運転機能を備え、ラボでのバリデーション作業向けに設計されています。

ASTM試験で超音波処理装置の選定が重要な理由

超音波エネルギーを使用するASTM法は、規定された音響キャビテーションと振動、制御された振幅、再現性のあるサンプル配置、一貫した温度管理に依存します。不適切な超音波装置は、キャビテーション不足、不均一な処理、過度の加熱、再現性の低下を引き起こす可能性があります。Hielscherの超音波処理装置は、デジタル振幅制御、データ記録、幅広いソノトロードとの互換性、堅牢な連続運転機能を備え、ラボでのバリデーション作業向けに設計されています。

制御されたエネルギー入力
デジタル超音波発生器は、試験法の文書化に向けて、振幅、時間、パルス設定、プロセス温度のトレーサビリティを維持するのに役立ちます。

試験法に応じた形状
プローブ型超音波処理装置、高出力キャビテーションシステム、プレート用超音波処理装置は、ビーカーからマイクロタイタープレートまで、さまざまなASTMサンプル形式に対応します。

再現性のあるサンプル処理
安定した超音波処理条件により、粘度変化、抽出効率、キャビテーション侵食、バイオフィルム回収について、試験実施間の比較可能性が向上します。

ASTM規格に推奨されるHielscherの超音波処理装置

以下のASTM規格では、主要な試験工程として、または超音波を利用したサンプル前処理工程として超音波処理を使用します。必要なサンプル形状、出力レベル、処理能力に適合するモデルを選択してください。

ASTM D2603 – ポリマー含有油の音波せん断安定性

ASTM D2603は、音波発振装置での照射後に生じる永久粘度低下を測定することで、ポリマー含有油のせん断安定性を評価します。この試験は、強いせん断によって粘度指数向上剤が劣化する可能性のある潤滑油、トランスミッション液、トラクター用作動液、その他のポリマー改質油などの液体に使用されます。

超音波処理の主要な機能： 超音波プローブによって生成される、強力で集中的なキャビテーションとせん断。
重要な管理項目： 固定された試験時間、規定されたプローブ形状、サンプル温度制御、再現性のある浸漬深さ。
典型的な結果： 永久粘度低下を定量するための超音波処理前後の粘度。
推奨超音波処理装置： S24d22ソノトロードを備えたHielscher UP400St。
UP400Stは、24 kHzで400 Wの超音波出力、精密な振幅制御、内蔵温度監視機能、音波せん断安定性試験で使用されるS24d22プローブ形状との互換性を備えているため、ASTM D2603において優先的に選ばれるHielscherの構成です。
ASTM D2603について詳しくご覧ください！

ASTM D5621 – 油圧作動液の音波せん断安定性

ASTM D5621は、音波発振装置での超音波照射後の最終粘度を求めることで、油圧作動液のせん断安定性を測定します。特に、せん断に敏感な、またはせん断に耐性のあるポリマー添加剤を含む油圧作動液に関連します。

超音波処理の主要な機能： 音響キャビテーションによるポリマーのせん断の促進。
重要な管理項目： 超音波ホーンの選定、振幅の安定性、温度制御、一貫した試験時間。
典型的な結果： 標準化された音波処理後の最終粘度または粘度変化。
推奨超音波処理装置： S24d22ソノトロードを備えたHielscher UP400St。
UP400Stは、ASTM D5621にも理想的な選択肢です。24 kHzのプローブ型超音波せん断構成により、ラボで再現性のある油圧作動液のせん断試験を行うための、コンパクトでデジタル制御されたプラットフォームを提供します。
ASTM D5621について詳しくご覧ください！

ASTM G32 – 超音波振動装置を用いたキャビテーション侵食

ASTM G32は、振動装置を用いたキャビテーション侵食試験について規定しています。試験片を液体中で高周波振動 – 超音波処理装置によって生成される振動 – にさらすことで、空洞の生成と崩壊が生じ、測定可能な材料損失を引き起こします。この方法は、金属、コーティング、その他の工業材料の耐キャビテーション侵食性を比較するために使用されます。
 

キャビテーション侵食試験用ワークシートの例

 
超音波処理の主要な機能： 振動するソノトロードによって生成される、制御されたキャビテーション場。
重要な管理項目： 振幅、試験片形状、間隙距離、液温、暴露時間、試験片の質量損失の測定。
典型的な結果： 侵食速度、累積質量損失、または比較によるキャビテーション耐性。
推奨超音波処理装置： Hielscher UIP1000hdT。
UIP1000hdTは、1000 W、20 kHzのプローブ型設計により、再現性のあるキャビテーション侵食研究に必要な高く安定した振幅を提供するため、ASTM G32向けのHielscher製品として優れた選択肢です。より低い、または高い出力が必要な場合は、Hielscher UIP500hdTおよびUIP2000hdTの構成が適切な代替選択肢となります。
ASTM G32について詳しくご覧ください！
キャビテーション侵食試験の手順をご覧ください！

ASTM E1979-21 – 鉛の定量を目的とした塗料、粉じん、土壌、空気サンプルの超音波抽出

ASTM E1979-21は、鉛の分析定量に先立って環境サンプルを前処理するための超音波抽出の実施規格です。鉛除去、改修、労働衛生、環境モニタリングに関連する乾燥塗膜、堆積粉じん、土壌、空気中粒子などのマトリックスに適用されます。
 
超音波処理の主要な機能： 後続の分析測定が可能な状態に鉛を抽出するための超音波抽出。
重要な管理項目： 抽出容器、超音波処理時間、温度、酸マトリックス、一貫したエネルギー伝達。
典型的な結果： 後続のラボ分析法によって求められる、抽出された鉛の濃度。
推奨超音波処理装置： Hielscher UP200HtまたはUP400St。
日常的なASTM E1979サンプル前処理において、UP200Htは少量から中量の抽出に適した有力なラボ用機種です。より高い強度、より大きなサンプル処理能力、またはより幅広いソノトロード選択の柔軟性が必要な場合には、UP400Stを推奨します。
ASTM E1979-21について詳しくご覧ください！

ASTM E2799-22 – MBECアッセイを用いたPseudomonas aeruginosaバイオフィルムに対する消毒剤の有効性試験

ASTM E2799-22は、ハイスループットのMBECアッセイ形式でPseudomonas aeruginosaバイオフィルムを培養、処理、中和、回収するための操作パラメータを規定しています。バイオフィルムは、96ウェルの受け皿プレートに対応する96本のペグを備えたリッド上で増殖します。消毒剤への暴露後、バイオフィルムの剥離および回収工程として超音波処理を使用します。

超音波処理の主要な機能： 96本のペグを備えたMBECリッドからマイクロプレートのウェル内へ、バイオフィルムを同時に再現性よく剥離すること。
重要な管理項目： プレート全体にわたる均一な超音波エネルギー、制御された暴露時間、低い交差汚染リスク、過度の破壊的エネルギーを用いない細胞回収。
典型的な結果： 消毒剤処理後の生存バイオフィルム細胞の定量的な回収。
推奨超音波処理装置： Hielscher UIP400MTP。

UIP400MTPは、単一容器へのプローブ処理ではなくマイクロタイタープレート向けに設計されているため、ASTM E2799-22に最適です。プレート全体に均一な超音波を供給し、すべてのウェルの同時処理と、MBECペグリッドからの再現性のあるバイオフィルム剥離を可能にします。このため、プレート全体で一貫したエネルギー分布とサンプル間の比較可能性が不可欠なハイスループットのバイオフィルム作業工程では、手持ち式プローブよりも適しています。
 
UIP400MTPとMBECアッセイについて詳しくお読みください！
ASTM E2799-22について詳しくご覧ください！

必ず公式のASTM規格、ラボの品質システムで管理されている現行改訂版、およびバリデーション済みの内部SOPに従ってください。Hielscherは、必要な試験法の形状要件に合わせて、ソノトロード、固定具、容器、付属品の構成を支援できます。
ASTM規格は管理文書です。このページは、超音波処理に関連する試験用途と機器選定の指針をまとめたものであり、公式のASTM試験法の本文に代わるものではありません。

設計、製造、コンサルティング – ドイツ製の品質

Hielscherの超音波処理装置は、最高の品質と設計基準で広く知られています。堅牢性と操作の容易さにより、当社の超音波処理装置を産業施設に円滑に導入できます。Hielscherの超音波処理装置は、過酷な条件や厳しい環境にも容易に対応します。

Hielscher UltrasonicsはISO認証を取得した企業であり、最先端技術と使いやすさを備えた高性能超音波処理装置に特に力を入れています。もちろん、Hielscherの超音波処理装置はCEに適合し、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。

文献／参考資料

• ASTM D5621-20, Standard Test Method for Sonic Shear Stability of Hydraulic Fluids, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2020.
• ASTM D2603-20, Standard Test Method for Sonic Shear Stability of Polymer-Containing Oils, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2020.
• ASTM E2799-22 Standard Test Method for Testing Disinfectant Efficacy against Pseudomonas aeruginosa Biofilm using the MBEC Assay
• ASTM E1979-21 Standard Practice for Ultrasonic Extraction of Paint, Dust, Soil, and Air Samples for Subsequent Determination of Lead
• ASTM32 Standard Test Method for Cavitation Erosion Using Vibratory Apparatus
• Spencer Court, Ilaria Corni, Nicola Symonds (2018): Cavitation Erosion Performance of Steel, Ceramics, Carbide, and Victrex PEEK Materials. Materials Performance and Characterization 1 May 2018; 7 (5): 1093–1106.
• Bolewski, Łukasz; Szkodo, Marek; Kmieć, Mateusz (2017): Cavitation erosion degradation of Belzona® coatings. Advances in Materials Science. 17, 2017.
• Kmieć, Mateusz; Karpiński, Bartłomiej; Szkodo, Marek (2016): Cavitation Erosion of P110 Steel in Different Drilling Muds. Advances in Materials Science. 16, 2016.
• Müller, Saskia; Fischper, Maurice; Mottyll, Stephan; Skoda, Romuald; Hussong, Jeanette (2014): Analysis of the cavitating flow induced by an ultrasonic horn – Experimental investigation on the influence of actuation phase, amplitude and geometrical boundary conditions. EPJ Web of Conferences 67, 2014.
• Michael, Paul; Cheekolu, Mercy; Panwar, Pawan; Devlin, Mark; Davidson, Rob; Johnson, Duval; Martini, Ashlie (2018): Temporary and Permanent Viscosity Loss Correlated to Hydraulic System Performance. Tribology Transactions 61, 2018.