Ultradźwięki do sonicznej stabilizacji ścinania płynów hydraulicznych ASTM D5621

Standardowa metoda testowa ASTM D5621 opisuje badanie stabilności płynów hydraulicznych i ich lepkości w temperaturze 40°C i 100°C. Aby przetestować i określić stabilność lepkości płynów hydraulicznych pod wpływem ścinania, wymagana jest wiarygodna metoda testowania. Norma ASTM D5621 to znormalizowany protokół oceny stabilności płynów hydraulicznych przy użyciu ultradźwiękowych sił ścinających.

Ultradźwiękowe badanie odporności płynów hydraulicznych na ścinanie przy użyciu normy ASTM D5621

ASTM D5621 to znormalizowany protokół służący do określania utraty lepkości płynów hydraulicznych pod wpływem ścinania ultradźwiękowego. W związku z tym ultradźwiękowe siły ścinające są przykładane do próbek płynu hydraulicznego w celu oceny stabilności ścinania. Idealny do olejów hydraulicznych i silnikowych zawierających polimery.
Cel: Płyny hydrauliczne (specyficzne środki smarne), oleje silnikowe, płyny przekładniowe do samochodów, płyny do ciągników i inne płyny do przenoszenia napędu są narażone na działanie sił ścinających o różnym stopniu podczas normalnej pracy, co może prowadzić do zmian lepkości, a następnie spadku wydajności. Aby poprawić wskaźnik lepkości płynów hydraulicznych, dodaje się do nich polimery (np. polimery grzebieniowe). Test ASTM D5621 bada zmiany lepkości płynów zawierających polimery narażonych na działanie sił ścinających generowanych przez ultradźwięki, tzw. dźwiękowe drgania ścinające.
Zastosowanie: Celem standardowego protokołu ASTM D5621 jest określenie lepkości próbki pod wpływem naprężeń ścinających. Test ten jest istotny dla płynów hydraulicznych, ponieważ płyny hydrauliczne jako płyny do przenoszenia napędu są narażone na ścinanie. Ich zachowanie w określonych warunkach ścinania musi zostać określone w celu wybrania odpowiedniej jakości płynu hydraulicznego do zastosowania w określonych maszynach i silnikach.
Procedura: Określana jest początkowa lepkość płynu hydraulicznego. Próbka jest następnie umieszczana w zlewce testowej, hartowana do temperatury testowej i poddawana działaniu wibratora ultradźwiękowego (tj. urządzenia do ścinania dźwiękowego) przez określony czas testu. Następnie mierzona jest lepkość sonikowanej próbki. Raport zawiera początkową lepkość, końcową lepkość i procent zmiany lepkości w centystokesach.

Wyposażenie dla ASTM D5621 Standardowa metoda badania stabilności płynów hydraulicznych na ścinanie soniczne

Do przeprowadzenia procedury opisanej i znormalizowanej w protokole ASTM D5621 wymagany jest określony sprzęt.

• Ultra-Sonicator: ultradźwiękowe urządzenie do ścinania typu sondy o stałej częstotliwości i ultradźwiękowej tubie (znane również jako sonda lub sonotroda). Typowym urządzeniem ultradźwiękowym stosowanym w testach ASTM D2603 jest UP400St (24 kHz, 400 W) z sondą ultradźwiękową (klakson / sonotroda) S24d22.

W celu zapewnienia jednolitej wydajności i powtarzalnych wyników zaleca się stosowanie następującego sprzętu pomocniczego:

• Kąpiel wodna/lodowa: Chłodząca łaźnia wodna lub łaźnia lodowa zdolna do utrzymania temperatury płaszcza 0°C.
• czujnik temperatury takie jak PT100 (dołączone do urządzeń ultradźwiękowych UP400ST)
• Zlewka Griffin 50 mlwykonane ze szkła borokrzemowego.
• Obudowa dźwiękowa (opcjonalna): Skrzynka dźwiękochłonna (np. skrzynka dźwiękochłonna SPB-L dla UP400St) do obudowy tuby ultradźwiękowej w celu zmniejszenia poziomu hałasu wytwarzanego przez nożyce dźwiękowe.
• Wiskozymetr: Wystarczy dowolny wiskozymetr i łaźnia spełniające wymagania metody testowej D445.

Soniczny test ścinania zgodnie z normą ASTM D6080

“System klasyfikacji lepkości płynów hydraulicznych został zdefiniowany w normie ASTM D6080. System klasyfikacji D6080 wykorzystuje standardową metodę testową ASTM D5621 dla stabilności ścinania sonicznego płynu hydraulicznego, zwaną dalej testem ścinania sonicznego, jako podstawę do określenia klasy lepkości wielosezonowych płynów hydraulicznych (ASTM D5621). W procedurze D5621 olej zawierający polimer jest napromieniowywany oscylatorem dźwiękowym przez 40 minut. Degradacja polimeru metodą soniczną jest wynikiem energicznego tworzenia się pustych przestrzeni i zapadania się cieczy, co może wystąpić w warunkach kawitacji płynu. Stwierdzono, że ta metoda określania trwałej utraty lepkości powoduje zmiany lepkości podobne do tych obserwowanych w pompach łopatkowych, zębatych i tłokowych. Odnotowano również korelacje z wydajnością objętościową pompy. Płyny High-VI, które wykazywały mniejszą trwałą utratę lepkości w teście ścinania dźwiękowego, zapewniały większą wydajność objętościową pompy.” (Michael i in., 2018).
Michael et al. (2018) stwierdzili również, że w przypadku tego konkretnego badania, badanie ścinania dźwiękowego metodą ASTM D5621 najlepiej korelowało z pomiarami lepkości na końcu testu.

Dlaczego ultradźwięki Hielscher do testów stabilności ścinania zgodnie z ASTM D5621?

Hielscher Ultrasonics dostarcza wysokowydajne ultradźwiękowe urządzenia ścinające do testów stabilności ścinania zgodnie z ASTM D5621 i ASTM D2603. Dzięki stałej częstotliwości, niezawodnej ultradźwiękowej mocy ścinania, ultradźwiękowe urządzenia ścinające Hielscher są idealne do oceny stabilności ścinania płynów hydraulicznych. Ultradźwięki Hielscher są wyposażone w inteligentne oprogramowanie i ustawienia, które pozwalają na zaawansowane testy zgodnie z normami ASTM. Menu jest łatwo dostępne za pośrednictwem cyfrowego wyświetlacza dotykowego lub pilota zdalnego sterowania. Podczas gdy częstotliwość jest stała, co jest ważne dla wiarygodnych wyników sonikacji i standardów ASTM, amplituda może być precyzyjnie ustawiona na pożądany skok.
Kalibracja ultrasonografów Hielscher jest prosta i może być szybko i łatwo wykonana za pomocą zaawansowanego menu. Wszystkie cyfrowe ultradźwięki są wyposażone w podłączany czujnik temperatury, który w sposób ciągły rejestruje temperaturę próbki i przesyła ją z powrotem do generatora ultradźwiękowego, gdzie wszystkie ważne dane sonikacji, takie jak amplituda, czas i czas trwania sonikacji, temperatura i ciśnienie (gdy czujnik ciśnienia jest zamontowany) są rejestrowane automatycznie na wbudowanej karcie SD. Te inteligentne funkcje pozwalają na niezawodne i powtarzalne ultradźwiękowe testy ścinania i sprawiają, że operacja jest przyjazna dla użytkownika i bezpieczna.
Urządzenia Hielscher Ultrasonics do testów stabilności na ścinanie są zgodne z normami ASTM D-5621 i ASTM D-2603.

UP400St ma stałą częstotliwość 24 kHz i tym samym jest zgodny z ASTM D5621. Typową konfiguracją do testu ASTM D5621 jest ultradźwiękowy system ścinania UP400ST z sondą (klakson / sonotroda) S24d22.