Kavitācijas erozijas pārbaude
Kavitācijas erozija notiek uz materiālām virsmām, kas ir pakļautas intensīvai ultraskaņas kavitācijai. Kavitācijas erozijas pārbaude ir ātra metode, lai izmērītu materiālu vai pārklājumu izturību pret eroziju intensīvam spriegumam un citiem erozijas faktoriem. Tas nodrošina vieglu kvantitatīvu mērījumu kvalitātes kontrolei un noderīgu materiālu izpētes vai pārklājuma formulēšanas laikā.
Kāpēc izmantot kavitācijas erozijas testēšanu?
Notiekošā erozija vai korozija var prasīt regulāru detaļu nomaiņu vai virsmas pārklājumu atjaunošanu. Materiāla virsmas erozija mehānisku vai ķīmisku ietekmju dēļ ir lēns process, kā rezultātā pakāpeniski tiek iznīcinātas materiālās virsmas. Tāpēc materiālu erozijas izturības vai šķidrumu un vircas erozijas efekta novērtēšana var būt ļoti laikietilpīgs process.
Ultraskaņas kavitācijas erozijas pārbaude pakļauj materiāla virsmu kontrolētiem, intensīviem, atkārtotiem stresa cikliem. Tas īsā laikā izraisa ievērojamu materiāla virsmas eroziju. Jūs varat ātri izmērīt izturību pret eroziju, lai regulāri kontrolētu kvalitāti ražošanā, novērtētu ienākošos materiālus vai pētniecības un attīstības laikā.
Standarta lietojumi ietver metalurģijas testēšanu, pārklājuma sastāva testēšanu, pārklājuma uzklāšanas testēšanu vai šķidrumu erozijas inhibitoru novērtēšanu.
Kāpēc kavitācija izraisa virsmas eroziju?
Ultraskaņas ierīces, piemēram, UP400St (400 vati, 24kHz) vai UIP1000hdT (1000 vati, 20kHz) pāris ultraskaņas vibrācijas šķidrumos, piemēram, ūdenī. Ātra vibrācijas savstarpēja kustība šķidrumā rada un sabrūk kavitācijas burbuļi. Kad burbuļi sabrūk, šķidrumā un uz pakļautajām materiāla virsmām rodas augsts lokalizēts mehāniskais spriegums. Šķidruma strūklas līdz 1000km/h un lokālais spiediens līdz 1000atm izraisa ātru nogurumu uz materiāla virsmas. Tas var noņemt oksīda vai pasivācijas slāņus, pārklājumus vai piesārņojumus. Tas var izraisīt cietu materiālu, piemēram, tērauda, titāna, alumīnija, plastmasas vai stikla, kauliņus. Tādējādi kavitācijas erozijas pārbaude ir destruktīva testēšanas metode.
Kā darbojas kavitācijas erozijas pārbaude?
Materiālu virsmu kavitācijas erozija izraisa pakāpenisku materiāla zudumu. Jūs varat viegli izmērīt materiāla zudumus, nosverot materiālu pēc precīzas skalas pirms un pēc noteiktas kavitācijas erozijas iedarbības. Tipiskas svara izmaiņas kavitācijas erozijas testam ir no 1 līdz 30 mg. Turpmākai standartizācijai jūs varat aprēķināt tilpuma zudumu, dalot svara zudumu ar materiāla blīvumu. Vidējo iespiešanās dziļumu (MDP) aprēķina, dalot tilpuma zudumu ar parauga virsmas laukumu. Varat arī izmērīt kauliņu dziļumu vai pārvietoto tilpumu. Jūs varat izmantot mikroskopisko analīzi, lai iegūtu papildu kvalitatīvu informāciju par erozijas modeli.
Kad kavitācijas erozijas testēšanai izmantojat Hielscher ultraskaņas ierīci, varat iepriekš iestatīt temperatūras diapazonu un spiediena diapazonu, pie kura vēlaties strādāt. Jūs varat pielāgot ultraskaņas amplitūdu. Visi parametri tiek uzraudzīti, parādīti un projicēti uz SD karti. Jums nav nepieciešama patentētas programmatūras instalēšana. Ja vēlaties, varat kontrolēt un uzraudzīt ultraskaņas procesu no parastās tīmekļa pārlūkprogrammas, ja ultraskaņas ierīci pievienojat datoram, izmantojot Ethernet kabeli (iekļauts komplektā).
Kāda ir ASTM G32 standarta metode kavitācijas erozijai, izmantojot vibrācijas aparātu?
ASTM G32-16 standarts apraksta standartizētu kavitācijas erozijas metodi. Tas definē vienkāršu, kontrolējamu un reproducējamu testu, lai kvantificētu un salīdzinātu dažādu materiālu kavitācijas erozijas pretestību. ATSM G32-16 specifikācijas ir noderīgas, lai salīdzinātu jūsu rezultātus ar citu publikāciju rezultātiem. Ja vēlaties ieviest kavitācijas erozijas testēšanu kvalitātes kontrolē, mēs iesakām pielāgot kavitācijas erozijas testa protokolu jūsu īpašajām prasībām. Mēs ar prieku palīdzēsim jums izstrādāt pielāgotu kavitācijas erozijas testa protokolu. Lai iegūtu vairāk informācijas par kavitācijas erozijas testēšanu saskaņā ar ASTM-G32, lūdzu, noklikšķiniet šeit!
Kāpēc laika ierobežojuma vietā jāizmanto enerģijas ierobežojums?
Daudzas publikācijas un erozijas testa protokoli nosaka kavitācijas ekspozīcijas laiku. Hielscher ultraskaņas ierīcēs jūs varat iepriekš iestatīt ultraskaņas apstrādes laiku, un sistēma apstāsies pēc šī laika beigām. Pēc tam jūs varat aprēķināt iegūto kavitācijas erozijas ātrumu mm / h vai mm3 / h. Laika ierobežojums ir pieņemams tikai tad, ja nemaināt nekādus parametrus, piemēram, šķidruma līmeni, amplitūdu, spiedienu, temperatūru, šķidruma sastāvu vai plaisu starp sonotrodu un materiāla virsmu. Ja kāds no šiem parametriem mainās, mainīsies arī ultraskaņas apstrādes spēks un kavitācijas intensitāte. Ir svarīgi, lai testa laikā šķidrumam piegādātā faktiskā lietderīgā jauda nesvārstītos.
Hielscher ultraskaņas ierīcēs varat iestatīt enerģijas ierobežojumu. Šajā gadījumā ultraskaņas ierīce apstāsies, pēc tam, kad tā būs piegādājusi norādīto ultraskaņas enerģiju. Hielscher ierīce parādīs un reģistrēs parametrus, piemēram, faktisko neto jaudu, amplitūdu, spiedienu un šķidruma temperatūru. Jaudas svārstības vai apzinātas parametru izmaiņas tiks kompensētas, izmantojot enerģijas ierobežojumu. Pēc tam varat norādīt iegūto kavitācijas erozijas ātrumu mm/kWhr, mm3/kWhr vai mg/kWhr.
Ja nosverat paraugu starp kavitācijas erozijas intervāliem, varat izveidot līkni, kas parāda marginālo svara zudumu (svara zaudēšanas ātrumu katrā enerģijas intervālā) pār kumulatīvo enerģiju.
Lai iegūtu precīzākus rezultātus, ierīce var veikt automatizētu kalibrēšanu (30 sekundes). Tas mēra jaudu visiem amplitūdas iestatījumiem gaisā pie apkārtējās vides spiediena. Hielscher ierīce izmanto šos kalibrēšanas datus, lai reāllaikā sniegtu ļoti precīzas neto jaudas vērtības.
Kas ietekmē kavitācijas eroziju?
Ultraskaņas kavitācija izraisa kavitācijas eroziju. Jo intensīvāka ir ultraskaņas kavitācija, jo ātrāk ir erozija. Intensīvāka kavitācija var sabojāt materiālās virsmas, ka ļoti mīksta kavitācija vispār nevar sabojāt. Tātad var būt minimālā intensitāte, kas nepieciešama, lai jūsu materiāls tiktu pārbaudīts ar eroziju.
Ultraskaņas amplitūda
Vibrācijas amplitūda ir vissvarīgākais ultraskaņas intensitātes parametrs un no tā izrietošā kavitācijas intensitāte. Augstākas amplitūdas rada intensīvāku kavitāciju. Ultrasonics amplitūda ir norādīta mikronos kā pīķa maksimums. Hielscher ultraskaņas ierīces ļauj regulēt amplitūdu plašā diapazonā. Pēc noregulēšanas ierīce saglabā amplitūdu noregulētā līmenī visos slodzes apstākļos. Šī ir svarīga iezīme, lai būtu kontrolējami un atkārtojami kavitācijas testēšanas apstākļi.
Hielscher Ultraskaņas ierīces ļauj veikt kavitācijas erozijas testēšanu amplitūdās no 2 mikroniem līdz 200 mikroniem vai vairāk.
Šķidruma spiediens ultraskaņas apstrādes laikā
Daudzi standarta protokoli kavitācijas erozijas testēšanai izmanto ultraskaņas kavitāciju apkārtējās vides spiedienā. Šķidruma spiediens ir otrs svarīgākais ultraskaņas intensitātes faktors. Apkārtējās vides spiediena pieaugums par 10% palielinās ultraskaņas intensitāti par aptuveni 10%. Intensīvāka kavitācija samazina laiku, kas nepieciešams, lai sasniegtu noteiktu kavitācijas erozijas pakāpi. Bieži vien viena parauga pārbaude var ilgt no 15 līdz 120 minūtēm. Ja jums ir daudz paraugu, kas jāpārbauda, darbs ar augstāku spiedienu var ievērojami samazināt katra testa laiku. Testi ar 5 barg (73psig) prasa aptuveni par 80% mazāk laika katram testam.
Hielscher piegādā spiediena necaurlaidīgas testa šūnas ar digitālu spiediena sensoru kavitācijas erozijas testēšanai. Izmantojot spiediena necaurlaidīgu šūnu, jūs varat kontrolēt un uzturēt spiedienu katra testa laikā. Ultraskaņas ģenerators pastāvīgi uzrauga spiediena sensoru un protokolē faktisko spiedienu uz Excel saderīgu CSV failu SD kartē (iekļauts komplektā). Hielscher piegādā spiediena regulatorus, lai iestatītu un uzturētu darba spiedienu.
Standarta Hielscher spiediena necaurlaidīgas testa šūnas kavitācijas erozijas testēšanai ir novērtētas līdz tp 5barg (73psig). Augstāks spiediens līdz 300barg (4350psig) ir pieejams pēc pieprasījuma.
Ultraskaņas frekvence
Kopumā kavitācijas erozijas testēšana izmanto zemas frekvences augstas intensitātes ultrasoniku 18-30 kHz diapazonā. Šajā diapazonā frekvences variācijām ir ļoti ierobežota ietekme uz kavitācijas intensitāti. Visas Hielscher ierīces darbojas nemainīgā frekvencē.
Attālums no Sonotrode
Pārbaudāmo materiālu var uzstādīt uz sonotrode vai zem sonotrode. Jūs varat izgatavot vītņotu materiāla paraugu un uzstādīt to ultraskaņas sonotrode galā. Šajā gadījumā paraugs vibrē norādītajā ultraskaņas amplitūdā un rada kavitāciju uz tās virsmas. Tas prasa precīzu apstrādi, un ne visi materiāli ir piemēroti šai opcijai.
Alternatīvi, jūs varat fiksēt daļu vai paraugu tiešā tuvumā zem titāna sonotroda. Šajā gadījumā titāna sonotrode rada kavitāciju un materiāla virsma ir pakļauta kavitācijai. Tas ir ērtāks variants, jo testa šūnā varat ievietot dažādu izmēru vai formu paraugus. Ja izmantojat lielāku sonotrode, piemēram, 50 mm vai 80 mm diametra sonotrode, jūs varat vienlaikus pakļaut vairākas daļas kavitācijas erozijai. Tas ir ļoti noderīgi, ja jums ir jāpārbauda daudzas daļas dienā, piemēram, kvalitātes kontrolei.
Abos gadījumos attālums starp ultraskaņas sonotrodu un blakus esošo materiāla virsmu ir ļoti svarīgs. Kopumā kavitācijas erozija ir ātrāka, ja tiek izmantots mazāks attālums. Tipiskie attālumi svārstās no 0,2 līdz 15 mm. Lai iegūtu pārliecinošus rezultātus, visiem testiem jāizmanto vienāds attālums.
šķidruma temperatūra
Siltāks šķidrums rada zemāku ultraskaņas kavitācijas intensitāti. Mehāniskās vibrācijas enerģijas ievadīšana šķidrumā izraisīs šķidruma sakaršanu. Lai uzturētu nemainīgu temperatūru katra kavitācijas erozijas testa laikā, šķidrums ir jāatdzesē. Hielscher piegādā apvalkotus konteinerus un apvalkotas spiediena necaurlaidīgas šūnas. Alternatīvi, jūs varat izmantot dzesēšanas spoli vārglāzē vai arī ievietot vārglāzi ledus vannā. Dzesēšanas šķidrums, kas iet caur apvalku vai caur dzesēšanas spoli, noņem siltumu no šķidruma.
Hielscher ultraskaņas ierīces, piemēram, UP400St vai UIP1000hdT, ir aprīkotas ar PT100 temperatūras zondi (iekļauts komplektā). Ultraskaņas ģenerators nepārtraukti uzrauga faktisko šķidruma temperatūru un protokolē temperatūru ar Excel saderīgu CSV failu SD kartē (iekļauts komplektā). Jūs varat iestatīt ģeneratoru, lai apturētu kavitācijas erozijas testēšanu, ja šķidruma temperatūra pārāk atšķiras no jūsu iestatītā punkta, piemēram, nepietiekamas dzesēšanas jaudas dēļ. Ģenerators var automātiski atsākt ultraskaņas apstrādi, kad šķidrums atkal sasniedz norādīto temperatūru.
Kavitējošs šķidrums
Kopumā kavitācijas erozijas testos tiek izmantots ūdens, piemēram, destilēts ūdens. Dažādiem šķidrumiem piemīt atšķirīgas kavitācijas īpašības. Ja ūdens ir kodīgs jūsu materiālam, iespējams, vēlēsities pārbaudīt alternatīvus šķidrumus, piemēram, zemas viskozitātes silikona eļļas vai organiskos šķīdinātājus, lai novērstu vai samazinātu kodīgo faktoru. Alternatīvi, jūs varat padarīt šķidrumu kodīgāku, piemēram, mainot pH vai abrazīvāku, pievienojot abrazīvas daļiņas. Jūs varat izmantot kavitācijas erozijas testēšanu, lai novērtētu šķidrumu, piemēram, urbšanas dubļu, eroziju un kodīgumu vai novērtētu korozijas vai erozijas inhibitoru efektivitāti.
Apstrādes
Ražojot detaļu vai paraugu, CNC apstrāde, slīpēšana vai pulēšana izraisa bojājumus graudu struktūrai, kas atrodas tuvu materiāla virsmai. Tas samazina izturību pret eroziju.
Pasivācija/oksīda slāņi
Ļoti bieži erozija un korozija notiek vienlaicīgi. Ūdens, piemēram, destilēts, demineralizēts vai dejonizēts ūdens, var būt kodīgs daudziem materiāliem. Ultraskaņas kavitācija veicina koroziju. Pasivācijas slāņi, piemēram, pie anodēta alumīnija, palielinās materiāla virsmas izturību pret eroziju un koroziju.
Kādi ierobežojumi ir kavitācijas erozijas testēšanai?
Dažiem elastomēriem var būt nepieciešama ļoti intensīva kavitācijas iedarbība, lai vispār parādītu jebkādu kavitācijas eroziju. Šajā gadījumā ultraskaņas apstrāde bez spiediena šūnas var nesniegt nekādu izmērāmu efektu.
Veidnes testa protokols kavitācijas erozijas testēšanai
Jūs varat lejupielādēt mūsu veidnes darblapu šādos formātos: PDF, Microsoft Excel XLSvai Apple numuri.