유압 작동유의 ASTM D5621 음향 전단 안정성 시험용 초음파 처리기

ASTM D5621 표준 시험 방법은 유압 작동유의 음향 전단 안정성 시험과 각각 40°C 및 100°C에서의 점도를 설명합니다. 전단 조건에서 유압 작동유의 점도 안정성을 시험하고 측정하려면 신뢰할 수 있는 시험 방법이 필요합니다. ASTM D5621은 초음파 전단력을 이용하여 유압 작동유의 전단 안정성을 평가하는 표준화된 프로토콜입니다.

ASTM D5621을 이용한 유압 작동유의 초음파 전단 안정성 시험

ASTM D5621은 음향 전단 조건에서 유압 작동유의 점도 손실을 측정하는 표준화된 프로토콜입니다. 따라서 전단 안정성을 평가하기 위해 유압 작동유 시료에 초음파 전단력을 가합니다. 고분자를 함유한 유압유와 엔진 오일에 이상적입니다.
목적: 유압 작동유(특정 윤활제), 엔진 오일, 자동차 변속기 오일, 트랙터용 작동유 및 기타 동력 전달 유체는 통상적인 작동 중 다양한 크기의 전단력에 노출되며, 이로 인해 점도가 변하고 그에 따라 효율이 저하될 수 있습니다. 유압 작동유의 점도 지수를 개선하기 위해 이러한 유압 작동유에 고분자(예: 빗살형 고분자)를 첨가합니다. ASTM D5621 시험은 초음파로 발생시킨 전단력, 이른바 음향 전단 진동에 노출된 고분자 함유 유체의 점도 변화를 조사합니다.
적용: ASTM D5621 표준 프로토콜의 목적은 전단 응력 조건에서 시료의 점도를 측정하는 것입니다. 유압 작동유는 동력 전달 유체로서 전단에 노출되므로 이 시험은 유압 작동유에 적합합니다. 특정 기계와 엔진에 사용하기에 적합한 품질의 유압 작동유를 선택하려면 특정 전단 조건에서의 거동을 파악해야 합니다.
절차: 유압 작동유의 초기 점도를 측정합니다. 그런 다음 시료를 시험용 비커에 넣고 시험 온도로 조절한 뒤, 지정된 시험 시간 동안 초음파 진동기(즉, 음향 전단 장치)로 처리합니다. 이후 초음파 처리한 시료의 점도를 측정합니다. 보고서에는 초기 점도, 최종 점도 및 점도 변화 백분율을 센티스토크 단위로 기재합니다.

유압 작동유의 음향 전단 안정성에 관한 ASTM D5621 표준 시험 방법에 필요한 장비

ASTM D5621 프로토콜에 기술되고 표준화된 절차를 수행하려면 지정된 장비가 필요합니다.

• 초음파 처리기: 고정 주파수와 초음파 혼(프로브 또는 소노트로드라고도 함)을 갖춘 프로브형 초음파 전단 장치입니다. ASTM D2603 시험에 사용되는 대표적인 초음파 장치는 UP400ST (24kHz, 400W) 이며, 초음파 프로브(혼 / 소노트로드) S24d22를 갖추고 있습니다.

일관된 성능과 반복 가능한 결과를 얻기 위해 다음 보조 장비를 권장합니다:

• 수조 / 얼음 수조: 재킷 온도를 0°C로 유지할 수 있는 냉각 수조 또는 얼음 수조입니다.
• 온도 센서 예: PT100 (초음파 장치 UP400ST에 포함)
• Griffin 50mL 비커, 붕규산 유리로 제작되었습니다.
• 방음함(선택 사항): 음향 전단 장치에서 발생하는 소음 수준을 줄이기 위해 초음파 혼을 둘러싸는 방음 상자(예: UP400St용 방음 상자 SPB-L)입니다.
• 점도계: 시험 방법 D445의 요구 사항을 충족하는 점도계와 항온조라면 모두 충분합니다.

ASTM D6080에 따른 음향 전단 시험

“유압유의 점도 분류 체계는 ASTM D6080에 정의되어 있습니다. D6080 분류 체계는 다급 유압유의 점도 등급을 정의하는 기준으로 ASTM D5621 유압유의 음파 전단 안정성 표준 시험 방법(이하 음파 전단 시험)을 사용합니다(ASTM D5621). D5621 절차에서는 고분자 함유 오일에 음파 발진기로 40 min 동안 음파를 조사합니다. 음파 방식에 의한 고분자 분해는 액체 내부에서 에너지가 수반되는 공동의 형성과 붕괴로 인해 발생하며, 이러한 현상은 유체 캐비테이션 조건에서 발생할 수 있습니다. 영구적인 점도 손실을 측정하는 이 방법은 베인 펌프, 기어 펌프 및 피스톤 펌프 적용 시 관찰되는 것과 유사한 점도 변화를 일으키는 것으로 확인되었습니다. 펌프의 체적 효율과의 상관관계도 보고되었습니다. 음파 전단 시험에서 영구적인 점도 손실이 더 적었던 고점도지수 유체는 향상된 펌프 체적 효율을 제공했습니다.” (Michael et al., 2018).
Michael et al. (2018)은 또한 이 특정 연구에서 ASTM D5621 방법을 이용한 음파 전단 시험이 시험 종료 시 점도 측정값과 가장 높은 상관관계를 보였다는 사실을 확인했습니다.

ASTM D5621에 따른 전단 안정성 시험에 Hielscher 초음파 처리기를 사용하는 이유는 무엇일까요?

Hielscher Ultrasonics는 ASTM D5621 및 ASTM D2603에 따른 전단 안정성 시험을 위한 고성능 초음파 전단 장치를 공급합니다. 고정 주파수와 신뢰할 수 있는 초음파 전단 출력을 갖춘 Hielscher 초음파 전단 장치는 유압유의 전단 안정성 평가에 이상적입니다. Hielscher 초음파 처리기에는 ASTM 표준에 따른 정교한 시험을 수행할 수 있는 스마트 소프트웨어와 설정 기능이 탑재되어 있습니다. 디지털 터치 디스플레이 또는 브라우저 원격 제어를 통해 메뉴에 쉽게 접근할 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 초음파 처리 결과와 ASTM 표준 준수에 중요한 주파수는 고정되어 있으며, 진폭은 원하는 스트로크 충격 수준으로 정밀하게 설정할 수 있습니다.
Hielscher 초음파 처리기의 교정은 간단하며 정교한 메뉴를 통해 빠르고 쉽게 수행할 수 있습니다. 모든 디지털 초음파 처리기에는 탈착식 온도 센서가 장착되어 있으며, 이 센서는 시료 온도를 지속적으로 기록하여 초음파 발생기로 전송합니다. 초음파 발생기에서는 진폭, 초음파 처리 시각 및 지속 시간, 온도, 압력(압력 센서가 장착된 경우) 등 중요한 모든 초음파 처리 데이터가 내장 SD 카드에 자동으로 기록됩니다. 이러한 스마트 기능은 신뢰할 수 있고 재현 가능한 초음파 전단 시험을 가능하게 하며, 사용이 편리하고 안전한 작동을 지원합니다.
전단 안정성 시험용 Hielscher Ultrasonics 장치는 ASTM D-5621 및 ASTM D-2603 표준을 모두 준수합니다.

UP400St의 고정 주파수는 24kHz이며, 이에 따라 ASTM D5621을 준수합니다. ASTM D5621 시험의 일반적인 구성은 프로브(혼 / 소노트로드) S24d22를 장착한 초음파 전단 시스템 UP400ST입니다.