Sonicadores para ensaios de estabilidade ao cisalhamento segundo a ASTM D2603
A norma ASTM D2603 descreve os ensaios de estabilidade ao cisalhamento sónico de fluidos hidráulicos sujeitos a tensões de cisalhamento induzidas por ultrassons. Os sonicadores Hielscher são utilizados como dispositivos fiáveis de geração de cisalhamento para ensaios de estabilidade ao cisalhamento de fluidos hidráulicos em conformidade com a ASTM D2603, Método de Ensaio Normalizado para a Estabilidade ao Cisalhamento Sónico de Óleos que Contêm Polímeros.
ASTM D2603 – Estabilidade ao cisalhamento ultrassónico de óleos que contêm polímeros
Objetivo: Os fluidos hidráulicos, os óleos de motor, os fluidos de transmissão para automóveis, os fluidos para tratores e outros fluidos de transmissão de potência são expostos a forças de cisalhamento de diferentes magnitudes durante o funcionamento normal, o que pode levar a alterações da viscosidade e a uma subsequente diminuição da eficiência. Para melhorar o índice de viscosidade dos fluidos hidráulicos, são adicionados polímeros a estes fluidos. O ensaio ASTM D2603 analisa as alterações de viscosidade em fluidos que contêm polímeros expostos a forças de cisalhamento induzidas por ultrassons, as chamadas vibrações sónicas de cisalhamento.
Aplicação: O objetivo do protocolo ASTM D2603 é determinar a viscosidade da amostra. Para tal, a amostra é colocada no copo de ensaio, estabilizada à temperatura de ensaio especificada e submetida a sonicação com uma sonda ultrassónica durante o tempo especificado no protocolo de ensaio ASTM D2603. Seguidamente, mede-se a viscosidade resultante do fluido e apresenta-se a alteração exata da viscosidade em percentagem.
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O método de ensaio especificado no protocolo ASTM D2603 permite avaliar a estabilidade ao cisalhamento com interferência mínima de fatores térmicos e oxidativos que podem estar presentes em algumas aplicações. Verificou-se que é aplicável a fluidos hidráulicos que contêm tanto polímeros facilmente degradados por cisalhamento como polímeros resistentes ao cisalhamento. Foi estabelecida a correlação com o desempenho no caso das aplicações hidráulicas.
Sistema de cisalhamento ultrassónico UP400St (24kHz, 400W) para ensaios de estabilidade ao cisalhamento sónico segundo a ASTM D2603
De que preciso para os ensaios de estabilidade ao cisalhamento ultrassónico segundo a ASTM D2603?
- Sonicador: um dispositivo ultrassónico de tipo sonda com um oscilador de frequência fixa e uma corneta ultrassónica (também conhecida como sonda ou sonotrodo). Um dispositivo ultrassónico típico utilizado nos ensaios ASTM D2603 é o UP400ST (24kHz, 400W) com sonda ultrassónica (corneta / sonotrodo) S24d22.
- Banho de água / gelo: Banho de água de arrefecimento ou banho de gelo para manter uma temperatura pretendida, como 0°C.
- Sensor de temperatura, como o PT100 (incluído nos dispositivos ultrassónicos UP400ST)
- Copo Griffin de 50mL, fabricado em vidro borossilicato.
- Caixa de isolamento acústico (opcional): Uma caixa de proteção acústica que envolve a corneta ultrassónica para reduzir o nível de ruído produzido pelo dispositivo de cisalhamento sónico.
- Viscosímetro: qualquer viscosímetro e banho que cumpram os requisitos do Método de Ensaio D445 são suficientes.
- Fluidos de referência: O fluido de referência principal é o Fluido de Referência A da ASTM, um óleo de petróleo que contém um polímero suscetível de ser degradado pela turbulência a taxas de cisalhamento elevadas. Este óleo tem as seguintes propriedades típicas: Este óleo tem uma viscosidade de cerca de 10,8 mm2/s (cSt) a 100°C e uma viscosidade de cerca de 58 mm2/s (cSt) a 40°C.
Um segundo fluido de referência é o Fluido de Referência B da ASTM, um óleo de petróleo que contém um polímero suscetível de ser degradado pela turbulência a taxas de cisalhamento elevadas. Este óleo tem uma viscosidade de cerca de 13,6 mm2/s (cSt) a 40°C.
Porquê escolher sonicadores Hielscher para os ensaios ASTM D2603?
A Hielscher Ultrasonics fornece dispositivos de cisalhamento ultrassónico de elevado desempenho para ensaios de estabilidade ao cisalhamento segundo a ASTM D2603 e a ASTM D5621. Com uma frequência fixa e uma potência de cisalhamento ultrassónico fiável, os dispositivos de cisalhamento ultrassónico Hielscher são ideais para avaliar a estabilidade ao cisalhamento de fluidos hidráulicos. Os sonicadores Hielscher estão equipados com software e definições inteligentes, que permitem realizar ensaios sofisticados segundo as normas ASTM. O menu é facilmente acessível através de um ecrã tátil digital ou de controlo remoto através do navegador. Embora a frequência seja fixa, o que é importante para obter resultados de sonicação fiáveis e para as normas ASTM, a amplitude pode ser ajustada com precisão para obter o efeito de impacto pretendido do movimento oscilatório.
A calibração dos sonicadores Hielscher é simples e pode ser realizada de forma rápida e fácil através do menu sofisticado. Todos os sonicadores digitais estão equipados com um sensor de temperatura conectável, que regista continuamente a temperatura da amostra e a transmite ao gerador ultrassónico, onde todos os dados importantes da sonicação, como a amplitude, o tempo e a duração da sonicação, a temperatura e a pressão (quando está instalado um sensor de pressão), são registados automaticamente num cartão SD integrado. Estas funcionalidades inteligentes permitem realizar ensaios de cisalhamento ultrassónico fiáveis e reprodutíveis e tornam a operação fácil e segura.
Os dispositivos Hielscher Ultrasonics para ensaios de estabilidade ao cisalhamento estão em conformidade com ambas as normas, ASTM D-2603 e D-5621.
- amplitude fixa
- software inteligente com temporizador para uma duração exata da sonicação
- ecrã tátil digital a cores
- definições inteligentes
- menu intuitivo
- registo automático de dados num cartão SD
- sensor de temperatura integrado
- iluminação da amostra
- controlo preciso
- calibração fácil
- resultados reprodutíveis
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Vários modelos de sonotrodo (sonda / corneta) para o dispositivo de cisalhamento sónico UP400ST, adequados à ASTM D2603 – Método de Ensaio Normalizado para a Estabilidade ao Cisalhamento Sónico de Óleos que Contêm Polímeros
Bibliografia / Referências
- ASTM D2603-20, Standard Test Method for Sonic Shear Stability of Polymer-Containing Oils, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2020.
- ASTM D5621-20, Standard Test Method for Sonic Shear Stability of Hydraulic Fluids, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2020.
Âmbito do protocolo de ensaio de estabilidade ao cisalhamento ultrassónico ASTM D2603
- Este método de ensaio abrange a avaliação da estabilidade ao cisalhamento de fluidos hidráulicos em termos da viscosidade final resultante da irradiação de uma amostra do fluido hidráulico num oscilador sónico.
- Foram apresentadas evidências de que existe uma boa correlação entre a degradação por cisalhamento resultante da oscilação sónica e a obtida num procedimento de ensaio com uma bomba de palhetas.
Este método de ensaio utiliza milímetros quadrados por segundo (mm2/s), uma unidade SI, como unidade de viscosidade. A título informativo, a unidade equivalente, cSt, é apresentada entre parênteses. - Esta norma não pretende abordar todas as questões de segurança, caso existam, associadas à sua utilização. É da responsabilidade do utilizador desta norma estabelecer práticas adequadas de segurança, saúde e ambiente e determinar a aplicabilidade das limitações regulamentares antes da utilização.
- Esta norma internacional foi desenvolvida de acordo com os princípios de normalização internacionalmente reconhecidos estabelecidos na Decisão sobre os Princípios para o Desenvolvimento de Normas, Guias e Recomendações Internacionais, emitida pelo Comité dos Obstáculos Técnicos ao Comércio (TBT) da Organização Mundial do Comércio.
A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassónicos de elevado desempenho, desde a escala laboratorial até à escala industrial.