Hielscher ultralydteknologi

Kavitasjon erosjon testing

Kavitasjon erosjon oppstår på materielle overflater som utsettes for intens Ultrasonisk kavitasjon. Kavitasjon erosjon testing er en rask metode for å måle erosjon motstand av materialer eller belegg for intens stress og andre erosjon faktorer. Det gir en enkel kvantitativ måling for kvalitetskontroll og en nyttig under Materialforskning eller belegg formulering.

Hvorfor bruke kavitasjon erosjon testing?

Pågående erosjon eller korrosjon kan kreve en regelmessig utskifting av deler eller fornyelse av overflatebelegg. Material overflate erosjon på grunn av mekaniske eller kjemiske påvirkninger er en langsom prosess som resulterer i gradvis ødeleggelse av materielle overflater. Derfor kan evalueringen av materialet erosjon motstand eller av erosjon effekten av væsker og slam, være en svært tidkrevende prosess.
Ultrasonisk kavitasjon erosjon testing eksponerer materialet overflaten til kontrollerte, intense, repeterende stress sykluser. Dette resulterer i en betydelig erosjon av materialet overflaten på kort tid. Du kan raskt måle erosjon motstand for regelmessig kvalitetskontroll i produksjon, for evaluering av innkommende materialer eller under forskning og utvikling.
Standard applikasjoner inkluderer Metallurgisk testing, belegg formulering testing, belegg applikasjons testing eller evaluering av erosjon hemmere i væsker.

Kavitasjon erosjon test oppsett med UIP1000hdT (1000 watt ultralydseffekt)

UIP1000hdT (1000W, 20kHz) kavitasjon erosjon test oppsett

Hvorfor kavitasjon årsak overflate erosjon?

Ultralydsenheter, for eksempel UP400St (400 watt, 24kHz) eller UIP1000hdT (1000 watt, 20kHz), par ultralyds vibrasjoner i væsker, for eksempel vann. Den raske gjensidige bevegelsen av vibrasjoner i væsken produserer og kollapser kavitasjon bobler. Når boblene kollapse, oppstår høy lokalisert mekanisk stress i væsken og på utsatte materielle overflater. Flytende Jets opptil 1000km/t og lokalt Trykk på opptil 1000atm fører til rask tretthet på materialets overflate. Dette kan fjerne oksid eller passivering lag, belegg eller forurensning. Det kan føre til grop av solide materialer, som stål, Titan, aluminium, plast eller glass. Derfor er kavitasjon erosjon testing en destruktiv testmetode.

Kavitasjon erosjon på 40mm Titanium Surface

Kavitasjon erosjon på 40mm Titanium Surface

Hvordan virker kavitasjon erosjon testing arbeid?

Kavitasjon erosjon av materielle overflater forårsaker gradvis materielle tap. Du kan måle materialet tapet lett ved veiing materialet på en presisjon skala før og etter en definert kavitasjon erosjon eksponering. En typisk vektendring for en kavitasjon erosjon test er mellom 1 og 30mg. For videre standardisering, kan du beregne volumet tapet ved å dele vekttap av Material tettheten. Den gjennomsnittlige gjennomtrengning dybden (MDP) beregnes ved å dele volum tapet av prøveoverflateområdet. Du kan også måle grop dybden eller det fordrevne volumet. Du kan bruke mikroskopisk analyse for å få ytterligere kvalitative opplysninger om erosjon mønster.
Når du bruker en Hielscher ultralydsenhet for kavitasjon erosjon testing, kan du forhåndsinnstilt temperaturområdet og trykk området du vil arbeide på. Du kan justere sonikering amplitude. Alle parametre overvåkes, vises og protocoled til et SD-kort. Du trenger ikke noen proprietær programvareinstallasjon. Hvis du vil, kan du kontrollere og overvåke ultralydsprosessen fra din vanlige nettleser, hvis du kobler ultralydsenheten til datamaskinen via Ethernet-kabelen (inkludert).

Kavitasjon erosjon på en Titan (grad 5) overflate

Kavitasjon erosjon på Titanium Surface

Hva er ASTM G32 standard metode for kavitasjon erosjon bruke en vibrerende apparater?

ASTM G32-16-standarden beskriver en standardisert metode for erosjon ved kavitasjon. Det definerer en enkel, kontrollerbar og reproduserbar test for å kvantifisere og sammenligne kavitasjon erosjon motstand av ulike materialer. ATSM G32-16-spesifikasjonene er nyttige for sammenligning av resultatene dine med andre publikasjoner. Hvis du ønsker å implementere kavitasjon erosjon testing i kvalitetskontroll, anbefaler vi å tilpasse kavitasjon erosjon test protokollen til dine spesifikke behov. Vi vil gjerne hjelpe deg med utformingen av en tilpasset kavitasjon erosjon test protokoll. For mer informasjon om kavitasjon erosjon testing i samsvar med ASTM-G32, vennligst klikk her!

Hvorfor bør jeg bruke en energi grense i stedet for en tidsbegrensning?

Mange publikasjoner og erosjon test protokoller angi en kavitasjon eksponeringstid. I Hielscher ultralydsenheter, kan du forhåndsinnstilt en sonikering tid og systemet vil stoppe etter at denne tiden har gått. Du kan deretter beregne den resulterende kavitasjon erosjon rate i mm/HR eller mm3/HR. En tidsgrense er akseptabelt, bare hvis du ikke endrer noen parametere, for eksempel væskenivå, amplitude, trykk, temperatur, væske sammensetning eller gap mellom sonotrode og material overflate. Hvis noen av disse parametrene endres, så vil kraften av sonikering og intensiteten av kavitasjon. Det er viktig, at den faktiske netto strømmen som leveres til væsken, ikke må svinge i løpet av varigheten av testen.
I Hielscher ultralydsenheter kan du sette en energi grense. I dette tilfellet vil ultralydsenheten stoppe, etter at den leverte den spesifiserte ultralyds energien. Hielscher-enheten vil vise og registrere parametere, for eksempel netto effekt, amplitude, trykk og væsketemperatur. Svingninger i effekt eller bevisste endringer i parametrene vil bli kompensert når du bruker en energi grense. Du kan deretter angi den resulterende kavitasjon erosjon rate i mm/kWhr, mm3/kWhr eller mg/kWhr.
Hvis du veie prøven mellom kavitasjon erosjon intervaller, kan du generere kurve viser marginale vekttap (vekttap rate i hvert energi intervall) over den kumulative energien.
For mer presise resultater kan enheten utføre en automatisert kalibrering (30 sekunder). Dette måler kraften for alle amplitude innstilling i luft ved omgivelsestrykk. Hielscher-enheten bruker disse kalibreringsdataene til å gi svært presise netto kraft verdier i sanntid.

Kavitasjon erosjon test prøven i samsvar med ASTM G32-16

Kavitasjon erosjon test eksemplar (ASTM G32 – 16

Utskiftbare tips (15.9 mm) for ASTM G32 kavitasjon erosjon test metode

Utskiftbar tupp for ASTM G32 – Kavitasjon erosjon test

Tilgjengelige test oppsett for kavitasjon erosjon testing

Vi vil gjerne diskutere erosjon test krav. Vennligst bruk skjemaet nedenfor for å kontakte oss! Angi tilleggsinformasjon om prosjektet, for eksempel prøver som skal testes per dag, prøvestørrelse og materiale.








Vennligst oppgi informasjonen, som du ønsker å motta, nedenfor:



  • For en lett-å-bruke test stand, anbefaler vi UP400St (400W, 24kHz) med en sonotrode S24d14D (14mm spissdiameter). Andre diameter sonotroder er tilgjengelig, selvfølgelig. Denne kraftige ultralyds homogenisator kommer med en temperatur sonde og automatisk SD-kort-kortprotokoll. Du kan betjene UP400St med S24d14D på amplituder fra 20 til 99 mikron. Vi anbefaler å bruke en flytende beholder med kjøling, der du plasserer prøven eller del i en definert avstand fra sonotrode spissen. Den UP400St enheten kan operere 24 timer, 7 dager i uken kontinuerlig ved full effekt.



  • Hielscher UIP1000hdT (1000W, 20kHz) med en sonotrode BS4d22 (22mm spissdiameter) har mer kraft, kan kjøre ved høyere amplituder og behandle større prøve. Enheten leveres med en temperatur sonde og automatisk SD-kort kortprotokoll. Større diameter sonotroder eller sonotroder med utskiftbare tips er tilgjengelig. Vi kan forsyne deg med nødvendig tilbehør, for eksempel et stativ, høydejustering, en kraftig kjølevæske kjøler eller et Jacketed test fartøy med Monteringsbraketter for prøven din.



  • For en kavitasjon erosjon test i en trykksatt væske, anbefaler vi UIP2000hdT (2000 watt, 20kHz). I likhet med de andre enhetene, inkluderer den en temperatur sonde og automatisk SD-kort-kortprotokoll. Den valgfrie digitale trykksensoren PS7D er svært nyttig å overvåke en til rekord trykk.



  • Hielscher Ultrasonics har et teknisk senter som kan utføre kavitasjon erosjon testing som en tjeneste. Fra bearbeiding av standard prøver, presisjon veiing og kavitasjon eksponering under kontrollerte og repeterbar forhold til en komplett rapport og en retur av prøver til deg, kan Hielscher tilpasse test protokollen for å møte dine behov.


Vær oppmerksom på at Personvernregler.


Hva påvirker kavitasjon erosjon?

Ultrasonisk kavitasjon resulterer i kavitasjon erosjon. Jo mer intens ultralyd kavitasjon er, jo raskere er erosjon. En mer intens kavitasjon kan svekke materielle overflater, at en svært myk kavitasjon ikke kan svekke i det hele tatt. Så det kan være en minimums intensitet som kreves for at materialet skal være erosjon testet.

ultralyd amplitude

Vibrasjons amplitude er den viktigste parameteren for sonikering intensitet og den resulterende kavitasjon intensitet. Høyere amplituder produsere en mer intens kavitasjon. I ultralyd, er amplituden spesifisert i mikron som peak-peak. Hielscher ultralydsenheter lar deg justere amplituden i et bredt spekter. Når den er justert, holder enheten amplituden på det justerte nivået under alle belastningsforhold. Dette er en viktig funksjon for å ha kontrollerbar og repeterbar kavitasjon testing forhold.
Hielscher ultralydsenheter lar deg utføre kavitasjon erosjon testing på amplituder fra så lite som 2 mikron til 200 mikron eller mer.

Flytende trykk under Sonikering

Mange standardprotokoller for kavitasjon erosjon testing bruke Ultrasonisk kavitasjon ved omgivelsestrykk. Flytende trykk er den nest viktigste faktoren for intensiteten av sonikering. En 10% økning i Omgivelses trykket vil øke sonikering intensitet med om lag 10%. Mer intens kavitasjon reduserer tiden som er nødvendig for å oppnå en viss grad av kavitasjon erosjon. Ofte enkelt prøve test kan ta et sted fra 15 til 120 minutter. Hvis du har mange prøver å teste, kan arbeide ved høyere trykk redusere tiden for hver test betydelig. Tester på 5 barg (73psig) krever ca. 80% mindre tid for hver test.
Hielscher leverer trykk-stramt test celler med en digital trykksensor for kavitasjon erosjon testing. Ved hjelp av en trykk-stram celle, kan du kontrollere og opprettholde trykket under hver test. Ultralyd generatoren overvåker trykksensoren konstant og protokoller det faktiske trykket til en Excel-kompatibel CSV-fil på et SD-kort (inkludert). Hielscher leverer trykk regulatorer for å sette og vedlikeholde driftstrykket.
Som en standard Hielscher trykk-stramt test celler for kavitasjon erosjon testing er vurdert for opp TP 5barg (73psig). Høyere trykk på opptil 300barg (4350psig) er tilgjengelig på forespørsel.

ultralydfrekvens

Generelt er kavitasjon erosjon testing bruker lav frekvens høy intensitet ultralyd i 18-30kHz rekkevidde. I dette området variasjonen av frekvensen har svært begrenset effekt på kavitasjon intensitet. Alle Hielscher-enheter fungerer med en konstant frekvens.

høydejusterbart oppsett for justering av avstanden mellom ultralyd sonotrode og prøve under kavitasjon erosjon testing (ASTM G32-16)

Høydejusterbar test celle for kavitasjon erosjon testing (ASTM G32-16)

Avstand fra Sonotrode

Materialet som skal testes kan monteres på sonotrode eller under sonotrode. Du kan lage en gjenget materiale prøven og montere den til slutten av ultralyd sonotrode. I dette tilfellet vibrerer prøven ved den spesifiserte ultralyds amplituden og produserer kavitasjon på overflaten. Dette krever presisjon maskinering og ikke alle materialer er egnet for dette alternativet.
Alternativt kan du fixate en del eller prøve i umiddelbar nærhet under en Titan sonotrode. I dette tilfellet produserer Titan sonotrode kavitasjon og materialoverflaten er eksponert for kavitasjon. Dette er det mer praktiske alternativet som du kan plassere prøven i forskjellige størrelser eller former i test cellen. Hvis du bruker en større sonotrode, for eksempel en 50mm eller 80mm diameter sonotrode, kan du utsette flere deler til kavitasjon erosjon på samme tid. Dette er svært nyttig når du har til å teste mange deler per dag, for eksempel for kvalitetskontroll.
I begge tilfeller er avstanden mellom ultralyds sonotrode og materialoverflaten ved siden av det svært viktig. Generelt er det kavitasjon erosjon raskere når du bruker en mindre avstand. Typisk avstander varierer fra 0,2 til 15 mm. For avgjørende resultater, bør du bruke samme avstand for alle tester.

flytende temperatur

Varmere væske resulterer i en lavere Ultrasonisk kavitasjon intensitet. Inntak av mekanisk vibrasjons energi i væsken vil føre til at væsken varmes opp. For å opprettholde en konstant temperatur under hver kavitasjon erosjon test, må væsken avkjøles. Hielscher leverer Jacketed beholdere og Jacketed trykk tette celler. Alternativt kan du bruke en kjølebatteri i et beger eller du kan sette begeret i et is-bad. En kjølevæske som går gjennom jakken eller gjennom kjøle spolen fjerner varme fra væsken.
Hielscher ultralydsenheter, for eksempel UP400St eller UIP1000hdT, kommer med en temperatur sonde på PT100 (inkludert). Ultralyd generatoren overvåker den faktiske væske temperaturen kontinuerlig og protokoller temperaturen til en Excel-kompatibel CSV-fil på et SD-kort (inkludert). Du kan stille inn generatoren til å stanse kavitasjon erosjon testing bør væsken temperaturen avvike for mye fra set-punkt, for eksempel på grunn av utilstrekkelig kjøling kapasitet. Generatoren kan gjenoppta sonikering automatisk når væsken nådde den angitte temperaturen igjen.

Kaviterende væske

Generelt kavitasjon erosjon testing bruker vann, for eksempel destillert vann. Ulike væsker viser ulike kavitasjon egenskaper. Hvis vann er etsende for materialet, kan det være lurt å teste alternative væsker, for eksempel silikon oljer med lav viskositet eller organiske løsemidler for å eliminere eller redusere den etsende faktoren. Alternativt kan du gjøre væsken mer etsende, for eksempel ved å endre pH eller mer slipende ved å legge slipende partikler. Du kan bruke kavitasjon erosjon testing for å evaluere erosiveness og corrosiveness av væsker, for eksempel bore slam eller for å evaluere effektiviteten av korrosjon eller erosjon hemmere.

Maskinering

Når du produserer en del eller en prøve, CNC maskinering, sliping eller polering forårsake skader på kornet struktur i nærheten av materialet overflaten. Dette reduserer erosjon motstand.

Passivering/oksid lag

Svært ofte erosjon og korrosjon skje på samme tid. Vann, som destillert, demineralisert eller de-ionisert vann kan være etsende for mange materialer. Ultrasonisk kavitasjon fremmer korrosjon. Passivering lag, for eksempel i anodisert aluminium, vil øke motstanden i en vesentlig overflate mot erosjon og korrosjon.

Hvilke begrensninger gjør kavitasjon erosjon testing har?

Noen elastomerer kan kreve svært intens kavitasjon eksponering for å vise noen kavitasjon erosjon i det hele tatt. I dette tilfellet kan sonikering uten en trykk celle ikke vise noen målbar effekt.

15.9 mm sonotrode med utskiftbar tupp for kavitasjon erosjon testmetode ASTM G32-16

ASTM G32-16 15.9 mm Sonotrode med utskiftbar tupp



Mal test protokoll for kavitasjon erosjon testing

Du kan laste ned vår mal regneark i følgende formater: Pdf, Microsoft Excel XLS, eller Apple-numre.

Eksempelregneark for kavitasjon erosjon testing

Eksempelregneark for kavitasjon erosjon testing