Tester vun der Kavitatiounserosioun

Kavitatiounserosioun trëtt op Materialuewerflächen op, déi intensiver Ultraschallkavitatioun ausgesat sinn. Tester vun der Kavitatiounserosioun sinn eng séier Method, fir d’Erosiounsbeständegkeet vu Materialien oder Beschichtunge géintiwwer intensiver Belaaschtung an aneren Erosiounsfacteuren ze moossen. Si erméiglechen eng einfach quantitativ Miessung fir d’Qualitéitskontroll a sinn nëtzlech bei der Materialfuerschung oder der Formuléierung vu Beschichtungen.

Firwat Tester vun der Kavitatiounserosioun benotzen?

Unhalend Erosioun oder Korrosioun kann e reegelméissegen Austausch vun Deeler oder d’Erneierung vun Uewerflächebeschichtungen erfuerderen. D’Erosioun vu Materialuewerflächen duerch mechanesch oder cheemesch Aflëss ass e luesen Prozess, deen zu enger gradueller Zerstéierung vun de Materialuewerfläche féiert. Dofir kann d’Bewäertung vun der Erosiounsbeständegkeet vum Material oder vun der Erosiounswierkung vu Flëssegkeeten a Schlämm e ganz zäitopwännege Prozess sinn.
Bei Tester vun der Ultraschallkavitatiounserosioun gëtt d’Materialuewerfläch kontrolléierten, intensiven a widderhuelte Belaaschtungszyklen ausgesat. Dëst féiert a kuerzer Zäit zu enger däitlecher Erosioun vun der Materialuewerfläch. Dir kënnt d’Erosiounsbeständegkeet séier moossen, fir reegelméisseg Qualitéitskontrollen an der Produktioun duerchzeféieren, fir geliwwert Materialien ze bewäerten oder am Kader vun der Fuerschung an Entwécklung.
Zu de Standardapplikatioune gehéiere metallurgesch Tester, Tester vu Beschichtungsformuléierungen, Tester vum Opdroe vu Beschichtungen oder d’Bewäertung vun Erosiounsinhibitoren a Flëssegkeeten.

Firwat verursaacht Kavitatioun Uewerflächenerosioun?

Ultraschallapparater, wéi den UP400St (400 Watt, 24kHz) oder den UIP1000hdT (1000 Watt, 20kHz), koppelen Ultraschallschwéngungen a Flëssegkeeten, wéi Waasser, an. Déi séier Hin-an-hier-Beweegung vun der Schwéngung an der Flëssegkeet erzeugt Kavitatiounsblosen a bréngt se zum Zesummefalen. Wann d’Blosen zesummefalen, entstinn héich lokal mechanesch Belaaschtungen an der Flëssegkeet an op ausgesate Materialuewerflächen. Flëssegkeetsstrale vu bis zu 1000km/h a lokalen Drock vu bis zu 1000atm féieren zu enger séierer Ermüdung vun der Materialuewerfläch. Doduerch kënnen Oxid- oder Passivéierungsschichten, Beschichtungen oder Oflagerungen ofgedroe ginn. Dëst kann zu enger Bildung vu klenge Lächer a feste Materialien, wéi Stol, Titan, Aluminium, Plastik oder Glas, féieren. Dofir sinn Tester vun der Kavitatiounserosioun eng zerstéierend Testmethod.

Wéi funktionéieren Tester vun der Kavitatiounserosioun?

Kavitatiounserosioun vu Materialuewerfläche verursaacht e graduelle Materialverloscht. Dir kënnt de Materialverloscht einfach moossen, andeems Dir d’Material virun an no enger definéierter Belaaschtung duerch Kavitatiounserosioun op enger Prezisiounswo weit. Eng typesch Gewiichtsännerung bei engem Test vun der Kavitatiounserosioun läit tëscht 1 an 30mg. Fir eng weider Standardiséierung kënnt Dir de Volumeverloscht berechnen, andeems Dir de Gewiichtsverloscht duerch d’Dicht vum Material deelt. Déi mëttel Andréngdéift (MDP) gëtt berechent, andeems de Volumeverloscht duerch de Flächeninhalt vun der Proufuewerfläch gedeelt gëtt. Alternativ kënnt Dir d’Déift vun de klenge Lächer oder dat verdrängt Volumen moossen. Dir kënnt eng mikroskopesch Analys benotzen, fir zousätzlech qualitativ Informatiounen iwwer d’Erosiounsmuster ze kréien.
Wann Dir en Ultraschallapparat vun Hielscher fir d’Tester vun der Kavitatiounserosioun benotzt, kënnt Dir den Temperaturberäich an den Drockberäich, an deenen Dir schaffe wëllt, am Viraus astellen. Dir kënnt d’Amplitud vun der Ultraschallbehandlung astellen. All Parametere ginn iwwerwaacht, ugewisen an op enger SD-Kaart protokolléiert. Dir braucht keng proprietär Software ze installéieren. Wann Dir wëllt, kënnt Dir den Ultraschallprozess iwwer Äre gewéinleche Webbrowser steieren an iwwerwaachen, wann Dir den Ultraschallapparat iwwer den Ethernetkabel (matgeliwwert) mat Ärem Computer verbënnt.

Wat ass d’Standardmethod ASTM G32 fir Kavitatiounserosioun mat engem Schwéngungsapparat?

D’Norm ASTM G32-16 beschreift eng standardiséiert Method fir Kavitatiounserosioun. Si definéiert en einfachen, kontrolléierbaren a reproduzéierbaren Test, fir d’Resistenz vu verschiddene Materialie géint Kavitatiounserosioun ze quantifizéieren an ze vergläichen. D’Spezifikatioune vun ATSM G32-16 sinn nëtzlech, fir Är Resultater mat deene vun anere Publikatiounen ze vergläichen. Wann Dir Tester fir Kavitatiounserosioun an der Qualitéitskontroll asetze wëllt, recommandéiere mir Iech, den Testprotokoll fir Kavitatiounserosioun un Är spezifesch Ufuerderungen unzepassen. Mir hëllefen Iech gär beim Ausschaffe vun engem Testprotokoll fir Kavitatiounserosioun, deen op Är Bedierfnesser zougeschnidden ass. Fir méi Informatiounen iwwer Tester fir Kavitatiounserosioun no ASTM-G32 klickt wgl. hei!

Firwat soll ech eng Energiegrenz amplaz vun enger Zäitgrenz benotzen?

Vill Publikatiounen an Erosiounstestprotokoller ginn eng Dauer fir d’Kavitatiounsexpositioun un. Bei Hielscher Ultraschallapparater kënnt Dir eng Beschallungsdauer virastellen, an de System stoppt, wann dës Zäit ofgelaf ass. Dir kënnt dann déi resultéierend Kavitatiounserosiounsquot an mm/hr oder mm3/hr berechnen. Eng Zäitgrenz ass nëmmen akzeptabel, wann Dir keng Parametere verännert, wéi de Flëssegkeetsniveau, d’Amplitud, den Drock, d’Temperatur, d’Zesummesetzung vun der Flëssegkeet oder den Ofstand tëscht der Sonotrod an der Materialuewerfläch. Wann ee vun dëse Parametere sech ännert, ännere sech och d’Beschallungsleeschtung an d’Intensitéit vun der Kavitatioun. Et ass wichteg, datt déi tatsächlech Nettoleschtung, déi an d’Flëssegkeet agekoppelt gëtt, wärend der ganzer Testdauer net schwankt.
Bei Hielscher Ultraschallapparater kënnt Dir eng Energiegrenz astellen. An dësem Fall stoppt den Ultraschallapparat, nodeems en déi festgeluechten Ultraschallenergie ofginn huet. Den Hielscher Apparat weist Parameteren, wéi déi tatsächlech Nettoleschtung, d’Amplitud, den Drock an d’Flëssegkeetstemperatur, un a protokolléiert se. Schwankunge vun der Leeschtung oder bewosst Ännerunge vu Parametere gi beim Asaz vun enger Energiegrenz ausgeglach. Dir kënnt dann déi resultéierend Kavitatiounserosiounsquot an mm/kWhr, mm3/kWhr oder mg/kWhr uginn.
Wann Dir d’Prouf tëscht de Kavitatiounserosiounsintervalle weit, kënnt Dir eng Kéier erstellen, déi de marginale Gewiichtsverloscht (d’Gewiichtsverloschtquot an all Energieintervall) iwwer der kumuléierter Energie weist.
Fir méi genee Resultater kann den Apparat eng automatesch Kalibratioun duerchféieren (30 Sekonnen). Dobäi gëtt d’Leeschtung fir all Amplitudenastellungen an der Loft bei Ëmgéigungsdrock gemooss. Den Hielscher Apparat benotzt dës Kalibratiounsdaten, fir ganz genee Wäerter vun der Nettoleschtung an Echtzäit unzeginn.

Flëssegkeetsdrock wärend der Beschallung

Vill Standardprotokoller fir Tester vun der Kavitatiounserosioun benotzen Ultraschallkavitatioun beim Ëmgéigungsdrock. De Flëssegkeetsdrock ass den zweetwichtegste Faktor fir d’Beschallungsintensitéit. Eng Erhéijung vum Ëmgéigungsdrock ëm 10% erhéicht d’Beschallungsintensitéit ëm ongeféier 10%. Méi intensiv Kavitatioun verkierzt déi néideg Zäit, fir e bestëmmte Grad u Kavitatiounserosioun z’erreechen. En Test mat engem eenzege Proufkierper kann dacks tëscht 15 an 120 Minutten daueren. Wann Dir vill Proufkierper ze teste hutt, kann d’Aarbecht bei méi héijen Drécker d’Zäit fir all Test däitlech verkierzen. Tester bei 5 barg (73psig) brauchen ongeféier 80% manner Zäit pro Test.
Hielscher liwwert drockdicht Testzelle mat engem digitalen Drocksensor fir Tester vun der Kavitatiounserosioun. Mat enger drockdichter Zell kënnt Dir den Drock wärend all Test kontrolléieren a konstant halen. Den Ultraschallgenerator iwwerwaacht den Drocksensor permanent a protokolléiert den aktuellen Drock an enger Excel-kompatibeler CSV-Datei op enger SD-Kaart (mat abegraff). Hielscher liwwert Drockreegler, fir de Betribsdrock anzestellen a konstant ze halen.
Standardméisseg sinn déi drockdicht Testzelle vun Hielscher fir Tester vun der Kavitatiounserosioun fir bis zu 5barg (73psig) ausgeluecht. Méi héich Drécker vu bis zu 300barg (4350psig) sinn op Ufro verfügbar.

Ultraschallfrequenz

Am Allgemenge gëtt fir Tester vun der Kavitatiounserosioun Ultraschall mat niddreger Frequenz an héijer Intensitéit am Beräich vun 18–30kHz benotzt. An dësem Beräich huet eng Ännerung vun der Frequenz nëmmen e ganz begrenzten Afloss op d’Kavitatiounsintensitéit. All Apparater vun Hielscher schaffen mat enger konstanter Frequenz.

Ofstand vun der Sonotrod

D’Material, dat getest soll ginn, kann un der Sonotrod oder ënner der Sonotrod montéiert ginn. Dir kënnt e Proufkierper aus dem Material mat engem Gewënn hierstellen an en um Enn vun der Ultraschallsonotrod montéieren. An dësem Fall schwéngt de Proufkierper mat der spezifizéierter Ultraschallamplitud a produzéiert Kavitatioun op senger Uewerfläch. Dëst erfuerdert eng Präzisiounsbearbechtung, an net all Materialie si fir dës Optioun gëeegent.
Alternativ kënnt Dir en Deel oder e Proufkierper an engem klengen Ofstand ënner enger Titansonotrod befestegen. An dësem Fall produzéiert d’Titansonotrod d’Kavitatioun, an d’Materialuewerfläch gëtt der Kavitatioun ausgesat. Dëst ass déi méi praktesch Optioun, well Dir Proufkierper vu verschiddene Gréissten oder Formen an d’Testzell asetze kënnt. Wann Dir eng méi grouss Sonotrod benotzt, zum Beispill eng Sonotrod mat engem Duerchmiesser vu 50mm oder 80mm, kënnt Dir verschidden Deeler gläichzäiteg der Kavitatiounserosioun aussetzen. Dëst ass ganz nëtzlech, wann Dir vill Deeler pro Dag teste musst, z. B. fir d’Qualitéitskontroll.
A béide Fäll ass den Ofstand tëscht der Ultraschallsonotrod an der Materialuewerfläch niewendrun ganz wichteg. Am Allgemenge verleeft d’Kavitatiounserosioun bei engem méi klengen Ofstand méi séier. Typesch Ofstänn leien tëscht 0,2 a 15mm. Fir aussagekräfteg Resultater sollt Dir fir all Tester dee selwechten Ofstand benotzen.

Flëssegkeetstemperatur

Méi waarm Flëssegkeet féiert zu enger méi niddreger Ultraschallkavitatiounsintensitéit. D’Abrénge vu mechanescher Schwéngungsenergie an d’Flëssegkeet féiert dozou, datt d’Flëssegkeet sech erwiermt. Fir wärend all Test vun der Kavitatiounserosioun eng konstant Temperatur ze halen, muss d’Flëssegkeet gekillt ginn. Hielscher liwwert Behälter mat engem Mantel an drockdicht Zelle mat engem Mantel. Alternativ kënnt Dir eng Killspiral an engem Becherglas benotzen oder d’Becherglas an en Äisbad stellen. E Killmëttel, dat duerch de Mantel oder duerch d’Killspiral fléisst, féiert Hëtzt aus der Flëssegkeet of.
Ultraschallapparater vun Hielscher, wéi den UP400St oder den UIP1000hdT, gi mat enger PT100-Temperatursond geliwwert (mat abegraff). Den Ultraschallgenerator iwwerwaacht déi aktuell Flëssegkeetstemperatur kontinuéierlech a protokolléiert d’Temperatur an enger Excel-kompatibeler CSV-Datei op enger SD-Kaart (mat abegraff). Dir kënnt de Generator esou astellen, datt en den Test vun der Kavitatiounserosioun ënnerbrécht, wann d’Flëssegkeetstemperatur ze staark vun Ärem Sollwäert ofwäicht, z. B. wéinst enger net genuch héijer Killleeschtung. De Generator kann d’Beschallung automatesch weiderféieren, wann d’Flëssegkeet déi spezifizéiert Temperatur erëm erreecht huet.

Kavitéierend Flëssegkeet

Am Allgemengen gëtt bei Kavitatiounserosiounstester Waasser benotzt, zum Beispill destilléiert Waasser. Verschidde Flëssegkeete weisen ënnerschiddlech Kavitatiounseegenschaften. Wann d’Waasser op Äert Material korrosiv wierkt, kënnt Dir alternativ Flëssegkeeten testen, zum Beispill Silikonueleger mat niddreger Viskositéit oder organesch Léisungsmëttel, fir de korrosive Faktor ze eliminéieren oder ze reduzéieren. Alternativ kënnt Dir d’Flëssegkeet méi korrosiv maachen, zum Beispill andeems Dir de pH ännert, oder méi abrasiv, andeems Dir abrasiv Partikelen dobäigitt. Dir kënnt Kavitatiounserosiounstester benotzen, fir d’Erosiouns- a Korrosiounswierkung vu Flëssegkeeten, zum Beispill Buerschlëmmen, ze bewäerten oder fir d’Wierksamkeet vu Korrosiouns- oder Erosiounshemmer ze bewäerten.

Spounend Bearbechtung

Wann Dir e Baudeel oder e Proufkierper hierstellt, verursaachen d’CNC-Bearbechtung, d’Schläifen oder d’Poléieren Schied un der Käerstruktur no un der Materialuewerfläch. Dëst reduzéiert d’Erosiounsbeständegkeet.

Passivéierungs-/Oxidschichten

Ganz dacks trieden Erosioun a Korrosioun gläichzäiteg op. Waasser, zum Beispill destilléiert, demineraliséiert oder deioniséiert Waasser, kann op vill Materialie korrosiv wierken. Ultraschallkavitatioun fërdert d’Korrosioun. Passivéierungsschichten, zum Beispill op anodiséiertem Aluminium, erhéijen d’Beständegkeet vun enger Materialuewerfläch géint Erosioun a Korrosioun.

Wéi eng Aschränkungen hu Kavitatiounserosiounstester?

Verschidden Elastomere musse méiglecherweis enger ganz intensiver Kavitatioun ausgesat ginn, fir iwwerhaapt Kavitatiounserosioun ze weisen. An dësem Fall weist eng Beschallung ouni eng Zell ënner Drock méiglecherweis kee moossbaren Effekt.