კავიტაციული ეროზიის ტესტირება

კავიტაციული ეროზია ხდება იმ მასალის ზედაპირებზე, რომლებიც ექცევიან ინტენსიურ ულტრაბგერით კავიტაციას. კავიტაციული ეროზიის ტესტირება არის სწრაფი მეთოდი მასალების ან საფარების ეროზიის მიმართ მდგრადობის გასაზომად ინტენსიური დაძაბულობისა და სხვა ეროზიული ფაქტორების მიმართ. ის უზრუნველყოფს მარტივ რაოდენობრივ გაზომვას ხარისხის კონტროლისთვის და სასარგებლოა მასალის კვლევის ან საფარის ფორმულირების დროს.

რატომ გამოვიყენოთ კავიტაციული ეროზიის ტესტირება?

მიმდინარე ეროზია ან კოროზია შეიძლება მოითხოვდეს ნაწილების რეგულარულ შეცვლას ან ზედაპირული საფარების განახლებას. მასალის ზედაპირული ეროზია მექანიკური ან ქიმიური ზემოქმედების გამო არის ნელი პროცესი, რომელიც იწვევს მასალის ზედაპირების თანდათანობით განადგურებას. ამიტომ, მასალის ეროზიის მიმართ მდგრადობის ან სითხეებისა და სუსპენზიების ეროზიული ეფექტის შეფასება შეიძლება იყოს პროცესი, რომელსაც ძალიან დიდი დრო სჭირდება.
ულტრაბგერითი კავიტაციული ეროზიის ტესტირებისას მასალის ზედაპირი ექვემდებარება კონტროლირებად, ინტენსიურ, განმეორებად დაძაბულობის ციკლებს. ეს იწვევს მასალის ზედაპირის მნიშვნელოვან ეროზიას მოკლე დროში. შეგიძლიათ სწრაფად გაზომოთ ეროზიის მიმართ მდგრადობა წარმოებაში ხარისხის რეგულარული კონტროლისთვის, შემომავალი მასალების შეფასებისთვის ან კვლევისა და განვითარების დროს.
სტანდარტული გამოყენების სფეროებში შედის მეტალურგიული ტესტირება, საფარის ფორმულირების ტესტირება, საფარის დატანის ტესტირება ან სითხეებში ეროზიის ინჰიბიტორების შეფასება.

რატომ იწვევს კავიტაცია ზედაპირულ ეროზიას?

ულტრაბგერითი მოწყობილობები, როგორიცაა UP400St (400 ვატი, 24kHz) ან UIP1000hdT (1000 ვატი, 20kHz), გადასცემენ ულტრაბგერით ვიბრაციებს სითხეებს, როგორიცაა წყალი. სითხეში ვიბრაციის სწრაფი წინსვლით-უკუსვლითი მოძრაობა წარმოქმნის კავიტაციურ ბუშტუკებს და იწვევს მათ კოლაფსს. როდესაც ბუშტუკები კოლაფსირდება, სითხეში და ზემოქმედების ქვეშ მყოფი მასალის ზედაპირებზე წარმოიქმნება მაღალი ლოკალური მექანიკური დაძაბულობა. სითხის ჭავლები, რომელთა სიჩქარე აღწევს 1000km/h-ს, და ლოკალური წნევები, რომლებიც აღწევს 1000atm-ს, იწვევს მასალის ზედაპირზე სწრაფ დაღლილობას. ამან შეიძლება მოაშოროს ოქსიდის ან პასივაციის ფენები, საფარები ან ნადები. ამან შეიძლება გამოიწვიოს ღრმულების წარმოქმნა მყარი მასალების ზედაპირზე, როგორიცაა ფოლადი, ტიტანი, ალუმინი, პლასტიკი ან მინა. შესაბამისად, კავიტაციული ეროზიის ტესტირება არის დესტრუქციული ტესტირების მეთოდი.

როგორ მუშაობს კავიტაციული ეროზიის ტესტირება?

მასალის ზედაპირების კავიტაციული ეროზია იწვევს მასალის თანდათანობით დანაკარგს. მასალის დანაკარგი მარტივად შეგიძლიათ გაზომოთ მასალის დაწონვით მაღალი სიზუსტის სასწორზე განსაზღვრული კავიტაციული ეროზიული ზემოქმედების წინ და შემდეგ. კავიტაციული ეროზიის ტესტისთვის ტიპიური წონის ცვლილება არის 1-დან 30mg-მდე. შემდგომი სტანდარტიზაციისთვის შეგიძლიათ გამოთვალოთ მოცულობის დანაკარგი წონის დანაკარგის გაყოფით მასალის სიმკვრივეზე. შეღწევის საშუალო სიღრმე (MDP) გამოითვლება მოცულობის დანაკარგის გაყოფით ნიმუშის ზედაპირის ფართობზე. ალტერნატიულად, შეგიძლიათ გაზომოთ ღრმულის სიღრმე ან გადაადგილებული მოცულობა. შეგიძლიათ გამოიყენოთ მიკროსკოპული ანალიზი ეროზიის ხასიათის შესახებ დამატებითი თვისობრივი ინფორმაციის მისაღებად.
როდესაც იყენებთ Hielscher-ის ულტრაბგერით მოწყობილობას კავიტაციული ეროზიის ტესტირებისთვის, შეგიძლიათ წინასწარ დააყენოთ ტემპერატურის დიაპაზონი და წნევის დიაპაზონი, რომლებშიც გსურთ მუშაობა. შეგიძლიათ შეცვალოთ ულტრაბგერითი დამუშავების ამპლიტუდა. ყველა პარამეტრი კონტროლდება, აისახება და ჩაიწერება SD-ბარათზე. თქვენ არ გჭირდებათ რაიმე სპეციალური საკუთრებითი პროგრამული უზრუნველყოფის ინსტალაცია. თუ გსურთ, შეგიძლიათ აკონტროლოთ ულტრაბგერითი პროცესი და თვალყური ადევნოთ მას თქვენი ჩვეულებრივი ვებ-ბრაუზერიდან, თუ ულტრაბგერით მოწყობილობას შეუერთებთ თქვენს კომპიუტერს ethernet კაბელის საშუალებით (შედის კომპლექტში).

რა არის ASTM G32 სტანდარტული მეთოდი კავიტაციული ეროზიისთვის ვიბრაციული აპარატის გამოყენებით?

ASTM G32-16 სტანდარტი აღწერს კავიტაციული ეროზიის სტანდარტიზებულ მეთოდს. ის განსაზღვრავს მარტივ, კონტროლირებად და გამეორებად ტესტს სხვადასხვა მასალების კავიტაციული ეროზიისადმი მდგრადობის გასაზომად და შესადარებლად. ATSM G32-16 სპეციფიკაციები სასარგებლოა თქვენი შედეგების სხვა პუბლიკაციების შედეგებთან შესადარებლად. თუ გსურთ კავიტაციული ეროზიის ტესტირების დანერგვა ხარისხის კონტროლში, გირჩევთ, მოარგოთ კავიტაციული ეროზიის ტესტირების პროტოკოლი თქვენს კონკრეტულ მოთხოვნებს. ჩვენ სიამოვნებით დაგეხმარებით ინდივიდუალური კავიტაციული ეროზიის ტესტირების პროტოკოლის შექმნაში. მეტი ინფორმაციისთვის კავიტაციული ეროზიის ტესტირების შესახებ ASTM-G32-ის შესაბამისად, გთხოვთ, დააჭირეთ აქ!

რატომ უნდა გამოვიყენო ენერგიის ზღვარი დროის ზღვარის ნაცვლად?

ბევრი პუბლიკაცია და ეროზიის ტესტირების პროტოკოლი განსაზღვრავს კავიტაციული ექსპოზიციის დროს. Hielscher-ის ულტრაბგერით მოწყობილობებში შეგიძლიათ წინასწარ დააყენოთ ულტრაბგერითი დამუშავების დრო და სისტემა გაჩერდება ამ დროის გასვლის შემდეგ. შემდეგ შეგიძლიათ გამოთვალოთ მიღებული კავიტაციული ეროზიის სიჩქარე mm/hr ან mm3/hr-ში. დროის ზღვარი მისაღებია, მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ არ ცვლით არანაირ პარამეტრს, როგორიცაა სითხის დონე, ამპლიტუდა, წნევა, ტემპერატურა, სითხის შემადგენლობა ან სონოტროდსა და მასალის ზედაპირს შორის არსებული ნაპრალი. თუ რომელიმე ამ პარამეტრში ცვლილება მოხდება, შეიცვლება ულტრაბგერითი დამუშავების სიმძლავრე და კავიტაციის ინტენსივობა. მნიშვნელოვანია, რომ სითხეში გადაცემული რეალური ნეტო სიმძლავრე არ უნდა იცვლებოდეს ტესტის ხანგრძლივობის განმავლობაში.
Hielscher-ის ულტრაბგერით მოწყობილობებში შეგიძლიათ დააყენოთ ენერგიის ზღვარი. ამ შემთხვევაში, ულტრაბგერითი მოწყობილობა გაჩერდება, მას შემდეგ რაც გადასცემს მითითებულ ულტრაბგერით ენერგიას. Hielscher-ის მოწყობილობა აჩვენებს და ჩაწერს პარამეტრებს, როგორიცაა რეალური ნეტო სიმძლავრე, ამპლიტუდა, წნევა და სითხის ტემპერატურა. სიმძლავრის ცვლილებები ან პარამეტრების მიზანმიმართული ცვლილებები კომპენსირდება ენერგიის ზღვრის გამოყენებისას. შემდეგ შეგიძლიათ მიუთითოთ მიღებული კავიტაციული ეროზიის სიჩქარე mm/kWhr, mm3/kWhr ან mg/kWhr-ში.
თუ ნიმუშს აწონით კავიტაციული ეროზიის ინტერვალებს შორის, შეგიძლიათ მიიღოთ მრუდი, რომელიც აჩვენებს ზღვრულ წონის კლებას (წონის კლების სიჩქარე თითოეულ ენერგეტიკულ ინტერვალში) კუმულაციური ენერგიის მიმართ.
უფრო ზუსტი შედეგებისთვის, მოწყობილობას შეუძლია შეასრულოს ავტომატური კალიბრაცია (30 წამი). ეს ზომავს სიმძლავრეს ყველა ამპლიტუდის პარამეტრისთვის ჰაერში, გარემო წნევაზე. Hielscher-ის მოწყობილობა იყენებს ამ კალიბრაციის მონაცემებს, რათა რეალურ დროში მისცეს ძალიან ზუსტი ნეტო სიმძლავრის მნიშვნელობები.

სითხის წნევა ულტრაბგერითი დამუშავების დროს

მრავალი სტანდარტული პროტოკოლი კავიტაციული ეროზიის ტესტირებისთვის იყენებს ულტრაბგერით კავიტაციას გარემო წნევაზე. სითხის წნევა არის მეორე უმნიშვნელოვანესი ფაქტორი ულტრაბგერითი დამუშავების ინტენსივობისთვის. გარემო წნევის 10%-იანი ზრდა ზრდის ულტრაბგერითი დამუშავების ინტენსივობას დაახლოებით 10%-ით. უფრო ინტენსიური კავიტაცია ამცირებს დროს, რომელიც საჭიროა კავიტაციული ეროზიის გარკვეული ხარისხის მისაღწევად. ხშირად ერთი ნიმუშის ტესტი შეიძლება გაგრძელდეს 15-დან 120 წუთამდე. თუ გაქვთ ბევრი ნიმუში, რომლის ტესტირებაც გჭირდებათ, უფრო მაღალ წნევებზე მუშაობამ შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს თითოეული ტესტის დრო. 5 barg (73psig) წნევაზე ტესტები საჭიროებს თითოეული ტესტისთვის დაახლოებით 80%-ით ნაკლებ დროს.
Hielscher აწვდის წნევაგამძლე სატესტო კამერებს ციფრული წნევის სენსორით კავიტაციული ეროზიის ტესტირებისთვის. წნევაგამძლე კამერის გამოყენებით შეგიძლიათ აკონტროლოთ და შეინარჩუნოთ წნევა თითოეული ტესტის დროს. ულტრაბგერითი გენერატორი მუდმივად აკონტროლებს წნევის სენსორს და აფიქსირებს რეალურ წნევას Excel-თან თავსებად CSV-ფაილში SD-ბარათზე (შედის კომპლექტში). Hielscher აწვდის წნევის რეგულატორებს სამუშაო წნევის დასაყენებლად და შესანარჩუნებლად.
როგორც სტანდარტი, Hielscher-ის წნევაგამძლე სატესტო კამერები კავიტაციული ეროზიის ტესტირებისთვის განკუთვნილია 5 barg (73psig)-მდე. უფრო მაღალი წნევები 300 barg (4350psig)-მდე ხელმისაწვდომია მოთხოვნის საფუძველზე.

ულტრაბგერითი სიხშირე

ზოგადად, კავიტაციული ეროზიის ტესტირება იყენებს დაბალსიხშირიან მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერას 18-30kHz დიაპაზონში. ამ დიაპაზონში სიხშირის ცვლილებას აქვს ძალიან შეზღუდული გავლენა კავიტაციის ინტენსივობაზე. ყველა Hielscher მოწყობილობა მუშაობს მუდმივ სიხშირეზე.

მანძილი სონოტროდიდან

სატესტო მასალა შეიძლება დამაგრდეს სონოტროდზე ან სონოტროდის ქვეშ. შეგიძლიათ დაამზადოთ ხრახნიანი მასალის ნიმუში და დაამაგროთ ის ულტრაბგერითი სონოტროდის ბოლოში. ამ შემთხვევაში, ნიმუში ვიბრირებს მითითებულ ულტრაბგერით ამპლიტუდაზე და ქმნის კავიტაციას თავის ზედაპირზე. ეს საჭიროებს ზუსტ მექანიკურ დამუშავებას და ყველა მასალა არ არის შესაფერისი ამ ვარიანტისთვის.
ალტერნატიულად, შეგიძლიათ დაამაგროთ ნაწილი ან ნიმუში ტიტანის სონოტროდის ქვეშ, მის უშუალო სიახლოვეს. ამ შემთხვევაში, ტიტანის სონოტროდი ქმნის კავიტაციას და მასალის ზედაპირი ექვემდებარება კავიტაციას. ეს არის უფრო მოსახერხებელი ვარიანტი, რადგან შეგიძლიათ განათავსოთ სხვადასხვა ზომის ან ფორმის ნიმუშები სატესტო კამერაში. თუ იყენებთ უფრო დიდ სონოტროდს, როგორიცაა 50mm ან 80mm დიამეტრის სონოტროდი, შეგიძლიათ ერთდროულად დაუქვემდებაროთ კავიტაციურ ეროზიას მრავალი ნაწილი. ეს ძალიან სასარგებლოა, როდესაც დღეში ბევრი ნაწილის ტესტირება გიწევთ, მაგ. ხარისხის კონტროლისთვის.
ორივე შემთხვევაში, მანძილი ულტრაბგერით სონოტროდსა და მის გვერდით მდებარე მასალის ზედაპირს შორის ძალიან მნიშვნელოვანია. ზოგადად, კავიტაციული ეროზია უფრო სწრაფია, როდესაც იყენებთ უფრო მცირე მანძილს. ტიპიური მანძილები მერყეობს 0,2-დან 15mm-მდე. დასკვნითი შედეგებისთვის, უნდა გამოიყენოთ იგივე მანძილი ყველა ტესტისთვის.

სითხის ტემპერატურა

უფრო თბილი სითხე იწვევს ულტრაბგერითი კავიტაციის უფრო დაბალ ინტენსივობას. მექანიკური ვიბრაციული ენერგიის შეყვანა სითხეში გამოიწვევს სითხის გაცხელებას. თითოეული კავიტაციური ეროზიის ტესტის დროს მუდმივი ტემპერატურის შესანარჩუნებლად, სითხე უნდა გაცივდეს. Hielscher აწვდის გარსიან კონტეინერებს და გარსიან წნევაგამძლე კამერებს. ალტერნატიულად, შეგიძლიათ გამოიყენოთ გაცივების სპირალი ჭიქაში ან ჩააყენოთ ჭიქა ყინულის აბაზანაში. გამაგრილებელი, რომელიც გადის გარსში ან გაცივების სპირალში, სითხიდან აშორებს სითბოს.
Hielscher-ის ულტრაბგერითი მოწყობილობები, როგორიცაა UP400St ან UIP1000hdT, მოდის PT100 ტემპერატურული ზონდით (შემავალი). ულტრაბგერითი გენერატორი მუდმივად აკონტროლებს სითხის რეალურ ტემპერატურას და აფიქსირებს ტემპერატურას Excel-თან თავსებად CSV-ფაილში SD-კარტაზე (შემავალი). შეგიძლიათ დააყენოთ გენერატორი შეაჩეროს კავიტაციული ეროზიის ტესტირება, თუ სითხის ტემპერატურა ზედმეტად გადაუხვევს თქვენს დაყენებულ წერტილს, მაგ. არასაკმარისი გაცივების სიმძლავრის გამო. გენერატორი შეიძლება ავტომატურად აღადგინოს ულტრაბგერითი დამუშავება, როდესაც სითხე კვლავ მიაღწევს მითითებულ ტემპერატურას.

კავიტაციული სითხე

ზოგადად, კავიტაციური ეროზიის ტესტირებისას გამოიყენება წყალი, მაგალითად, დისტილირებული წყალი. სხვადასხვა სითხეები ავლენენ კავიტაციის სხვადასხვა მახასიათებლებს. თუ წყალი კოროზიულია თქვენი მასალისთვის, შესაძლოა, გსურთ გამოიყენოთ ალტერნატიული სითხეები, როგორიცაა დაბალი სიბლანტის სილიკონის ზეთები ან ორგანული გამხსნელები, რათა აღმოფხვრათ ან შეამციროთ კოროზიული ფაქტორი. ალტერნატიულად, შეგიძლიათ გახადოთ სითხე უფრო კოროზიული, მაგალითად, pH-ის ცვლილებით, ან უფრო აბრაზიული, აბრაზიული ნაწილაკების დამატებით. შეგიძლიათ გამოიყენოთ კავიტაციური ეროზიის ტესტირება სითხეების, როგორიცაა საბურღი ხსნარები, ეროზიულობისა და კოროზიულობის შესაფასებლად, ან კოროზიის ან ეროზიის ინჰიბიტორების ეფექტურობის შესაფასებლად.

დამუშავება

როდესაც ამზადებთ ნაწილს ან ნიმუშს, CNC დამუშავება, შლიფვა ან პოლირება იწვევს მარცვლოვანი სტრუქტურის დაზიანებას მასალის ზედაპირთან ახლოს. ეს ამცირებს ეროზიის მიმართ მდგრადობას.

პასივაციის/ჟანგის ფენები

ხშირად ეროზია და კოროზია ერთდროულად ხდება. წყალი, როგორიცაა დისტილირებული, დემინერალიზებული ან დეიონიზებული წყალი, შეიძლება იყოს კოროზიული ბევრი მასალისთვის. ულტრაბგერითი კავიტაცია ხელს უწყობს კოროზიას. პასივაციის ფენები, მაგალითად, ანოდირებულ ალუმინზე, გაზრდის მასალის ზედაპირის მდგრადობას ეროზიისა და კოროზიის მიმართ.

რა შეზღუდვები აქვს კავიტაციური ეროზიის ტესტირებას?

ზოგიერთმა ელასტომერმა შესაძლოა მოითხოვოს ძალიან ინტენსიური კავიტაციური ზემოქმედება, რათა საერთოდ გამოავლინოს კავიტაციური ეროზია. ამ შემთხვევაში, ულტრაბგერითი დამუშავება წნევის ქვეშ მყოფი კამერის გარეშე შესაძლოა არ აჩვენოს რაიმე გაზომვადი ეფექტი.