Ultrasonicatoren voor ASTM D5621 sonische afschuifstabiliteit van hydraulische vloeistoffen

De standaardtestmethode ASTM D5621 beschrijft het testen van de sonische afschuifstabiliteit van hydraulische vloeistoffen en hun viscositeit bij respectievelijk 40°C en 100°C. Om de viscositeitsstabiliteit van hydraulische vloeistoffen onder afschuiving te testen en te bepalen, is een betrouwbare testmethode vereist. ASTM D5621 is een gestandaardiseerd protocol voor de beoordeling van de afschuifstabiliteit van hydraulische vloeistoffen met behulp van ultrasone afschuifkrachten.

Ultrasoon testen van de afschuifstabiliteit van hydraulische vloeistoffen volgens ASTM D5621

ASTM D5621 is een gestandaardiseerd protocol om het viscositeitsverlies van hydraulische vloeistoffen onder sonische afschuiving te bepalen. Daarom worden ultrasone afschuifkrachten op monsters van hydraulische vloeistof uitgeoefend om de afschuifstabiliteit te beoordelen. Ideaal voor polymeerhoudende hydraulische oliën en motoroliën.
Doel: Hydraulische vloeistoffen (specifieke smeermiddelen), motoroliën, transmissievloeistoffen voor auto’s, tractorvloeistoffen en andere vloeistoffen voor vermogensoverdracht worden tijdens normaal gebruik blootgesteld aan afschuifkrachten van uiteenlopende sterkte. Dit kan leiden tot veranderingen in de viscositeit en een daaropvolgende afname van het rendement. Om de viscositeitsindex van hydraulische vloeistoffen te verbeteren, worden polymeren (bijv. kampolymeren) aan deze hydraulische vloeistoffen toegevoegd. De ASTM D5621-test onderzoekt viscositeitsveranderingen in polymeerhoudende vloeistoffen die worden blootgesteld aan door ultrageluid opgewekte afschuifkrachten, de zogenoemde sonische afschuiftrillingen.
Toepassing: Het doel van het standaardprotocol ASTM D5621 is om de viscositeit van het monster onder afschuifspanning te bepalen. Deze test is relevant voor hydraulische vloeistoffen, aangezien hydraulische vloeistoffen als vloeistoffen voor vermogensoverdracht aan afschuiving worden blootgesteld. Hun gedrag onder bepaalde afschuifomstandigheden moet worden bepaald om de geschikte kwaliteit hydraulische vloeistof te kiezen voor gebruik in specifieke machines en motoren.
Procedure: De beginviscositeit van de hydraulische vloeistof wordt bepaald. Het monster wordt vervolgens in het testbekerglas geplaatst, op de testtemperatuur gebracht en gedurende de voorgeschreven testtijd behandeld met een ultrasone vibrator (d.w.z. een apparaat voor sonische afschuiving). Daarna wordt de viscositeit van het gesoniceerde monster gemeten. Het rapport vermeldt de beginviscositeit, de eindviscositeit en het percentage viscositeitsverandering in centistokes.

Apparatuur voor de standaardtestmethode ASTM D5621 voor sonische afschuifstabiliteit van hydraulische vloeistoffen

Om de procedure uit te voeren die in het ASTM D5621-protocol is beschreven en gestandaardiseerd, is voorgeschreven apparatuur vereist.

• Ultrasonicator: een ultrasoon afschuifapparaat met een sonde, een vaste frequentie en een ultrasone hoorn (ook bekend als sonde of sonotrode). Een typisch ultrasoon apparaat dat voor ASTM D2603-tests wordt gebruikt, is de UP400ST (24kHz, 400W) met ultrasone sonde (hoorn / sonotrode) S24d22.

Om uniforme prestaties en herhaalbare resultaten te bevorderen, wordt de volgende hulpapparatuur aanbevolen:

• Water- / ijsbad: Koelwaterbad of ijsbad dat een manteltemperatuur van 0°C kan handhaven.
• Temperatuursensor zoals PT100 (meegeleverd bij de ultrasone apparaten UP400ST)
• Griffin-bekerglas van 50mL, gemaakt van borosilicaatglas.
• Geluidswerende behuizing (optioneel): Een geluidswerende kast (bijv. geluidswerende kast SPB-L voor UP400St) om de ultrasone hoorn te omsluiten en het geluidsniveau dat door het apparaat voor sonische afschuiving wordt geproduceerd te verminderen.
• Viscosimeter: Elke viscosimeter en elk bad die aan de eisen van testmethode D445 voldoen, zijn geschikt.

Sonische afschuiftest volgens ASTM D6080

“Het viscositeitsclassificatiesysteem voor hydraulische vloeistoffen is vastgelegd in ASTM D6080. Het D6080-classificatiesysteem gebruikt de standaardtestmethode ASTM D5621 voor sonische afschuifstabiliteit van hydraulische vloeistof, hierna de sonische afschuiftest genoemd, als basis voor het definiëren van de viscositeitsklasse van multigrade hydraulische vloeistoffen (ASTM D5621). In de D5621-procedure wordt de polymeerhoudende olie gedurende 40 min bestraald met een sonische oscillator. De afbraak van het polymeer door de sonische methode is het gevolg van energetische vorming en implosie van holtes in de vloeistof, zoals kan optreden bij cavitatie in vloeistoffen. Gebleken is dat deze methode voor het bepalen van permanent viscositeitsverlies viscositeitsveranderingen oplevert die vergelijkbaar zijn met die bij toepassingen met schotten-, tandwiel- en zuigerpompen. Er zijn ook correlaties met het volumetrische rendement van pompen gerapporteerd. Vloeistoffen met een hoge viscositeitsindex die in de sonische afschuiftest minder permanent viscositeitsverlies vertoonden, leverden een hoger volumetrisch pomprendement op.” (Michael et al., 2018).
Michael et al. (2018) stelden ook vast dat voor dit specifieke onderzoek sonische afschuiftests volgens de ASTM D5621-methode het best correleerden met viscositeitsmetingen aan het einde van de test.

Waarom ultrasonicatoren van Hielscher voor afschuifstabiliteitstests volgens ASTM D5621?

Hielscher Ultrasonics levert ultrasone afschuifapparaten met hoge prestaties voor afschuifstabiliteitstests volgens ASTM D5621 en ASTM D2603. Met een vaste frequentie en betrouwbaar ultrasoon afschuifvermogen zijn de ultrasone afschuifapparaten van Hielscher ideaal voor de beoordeling van de afschuifstabiliteit van hydraulische vloeistoffen. Ultrasonicatoren van Hielscher zijn uitgerust met slimme software en instellingen die geavanceerde tests volgens ASTM-normen mogelijk maken. Het menu is eenvoudig toegankelijk via een digitaal aanraakscherm of afstandsbediening via een browser. Terwijl de frequentie vast is, wat belangrijk is voor betrouwbare sonicatieresultaten en ASTM-normen, kan de amplitude nauwkeurig worden ingesteld op een gewenst slageffect.
De kalibratie van ultrasonicatoren van Hielscher is eenvoudig en kan snel en gemakkelijk via het geavanceerde menu worden uitgevoerd. Alle digitale ultrasonicatoren zijn uitgerust met een aansluitbare temperatuursensor die continu de monstertemperatuur registreert en deze terugstuurt naar de ultrasone generator, waar alle belangrijke sonicatiegegevens, zoals amplitude, sonicatietijd en -duur, temperatuur en druk (wanneer een druksensor is gemonteerd), automatisch op een ingebouwde SD-kaart worden vastgelegd. Deze slimme functies maken betrouwbare en reproduceerbare ultrasone afschuiftests mogelijk en maken de bediening gebruiksvriendelijk en veilig.
Apparaten van Hielscher Ultrasonics voor afschuifstabiliteitstests voldoen aan zowel de norm ASTM D-5621 als de norm ASTM D-2603.

De UP400St heeft een vaste frequentie van 24kHz en voldoet daarmee aan ASTM D5621. Een typische opstelling voor een ASTM D5621-test is het ultrasone afschuifsysteem UP400ST met sonde (hoorn / sonotrode) S24d22.