Ультразвуковые устройства для испытаний гидравлических жидкостей на устойчивость к сдвигу под воздействием звуковых колебаний по ASTM D5621

Стандартный метод испытаний ASTM D5621 описывает испытания гидравлических жидкостей на устойчивость к сдвигу под воздействием звуковых колебаний и их вязкости при 40°C и 100°C соответственно. Для испытания и определения стабильности вязкости гидравлических жидкостей при сдвиге необходим надежный метод испытаний. ASTM D5621 представляет собой стандартизированный протокол оценки устойчивости гидравлических жидкостей к сдвигу с использованием ультразвуковых сдвиговых сил.

Испытания гидравлических жидкостей на устойчивость к ультразвуковому сдвигу по ASTM D5621

ASTM D5621 представляет собой стандартизированный протокол определения потери вязкости гидравлических жидкостей при сдвиге под воздействием звуковых колебаний. Для оценки устойчивости к сдвигу образцы гидравлической жидкости подвергают воздействию ультразвуковых сдвиговых сил. Идеально подходит для содержащих полимеры гидравлических и моторных масел.
Цель: Гидравлические жидкости (специальные смазочные материалы), моторные масла, автомобильные трансмиссионные жидкости, жидкости для тракторов и другие жидкости для передачи мощности при обычной эксплуатации подвергаются воздействию сдвиговых сил различной интенсивности, что может приводить к изменениям вязкости и последующему снижению эффективности. Для повышения индекса вязкости гидравлических жидкостей в них добавляют полимеры (например, гребенчатые полимеры). Испытание ASTM D5621 исследует изменения вязкости содержащих полимеры жидкостей, подвергаемых воздействию создаваемых ультразвуком сдвиговых сил, так называемых звуковых сдвиговых колебаний.
Применение: Цель стандартного протокола ASTM D5621 заключается в определении вязкости образца при воздействии сдвигового напряжения. Это испытание актуально для гидравлических жидкостей, поскольку они, будучи жидкостями для передачи мощности, подвергаются сдвигу. Необходимо определить их поведение в определенных условиях сдвига, чтобы выбрать гидравлическую жидкость подходящего качества для использования в конкретных машинах и двигателях.
Процедура: Определяют исходную вязкость гидравлической жидкости. Затем образец помещают в испытательный стакан, доводят до температуры испытания и обрабатывают ультразвуковым вибратором (то есть устройством для создания сдвига под воздействием звуковых колебаний) в течение установленного времени испытания. После этого измеряют вязкость обработанного ультразвуком образца. В отчете указывают исходную вязкость, конечную вязкость и процентное изменение вязкости в сантистоксах.

Оборудование для стандартного метода испытаний гидравлических жидкостей на устойчивость к сдвигу под воздействием звуковых колебаний по ASTM D5621

Для выполнения процедуры, описанной и стандартизированной в протоколе ASTM D5621, требуется предписанное оборудование.

• Ультразвуковое устройство: ультразвуковое устройство зондового типа для создания сдвига с фиксированной частотой и ультразвуковым волноводом (также называемым зондом или сонотродом). Типичным ультразвуковым устройством, используемым для испытаний по ASTM D2603, является UP400St (24kHz, 400W) с ультразвуковым зондом (волноводом / сонотродом) S24d22.

Для обеспечения единообразной работы и повторяемых результатов рекомендуется следующее вспомогательное оборудование:

• Водяная / ледяная баня: охлаждающая водяная или ледяная баня, способная поддерживать температуру рубашки 0°C.
• Датчик температуры , например PT100 (входит в комплект ультразвуковых устройств UP400St)
• Стакан Гриффина объемом 50mL, изготовленный из боросиликатного стекла.
• Звукоизоляционный кожух (опция): звукоизоляционный бокс (например, звукоизоляционный бокс SPB-L для UP400St), в который помещают ультразвуковой волновод для снижения уровня шума, создаваемого устройством для сдвига под воздействием звуковых колебаний.
• Вискозиметр: достаточно любого вискозиметра и бани, соответствующих требованиям метода испытаний D445.

Испытание на сдвиг под воздействием звуковых колебаний в соответствии с ASTM D6080

«Система классификации гидравлических жидкостей по вязкости определена в ASTM D6080. Система классификации D6080 использует стандартный метод испытаний гидравлической жидкости на устойчивость к сдвигу под воздействием звуковых колебаний ASTM D5621, далее называемый испытанием на звуковой сдвиг, в качестве основы для определения класса вязкости всесезонных гидравлических жидкостей (ASTM D5621). В процедуре D5621 содержащее полимеры масло подвергают воздействию звукового осциллятора в течение 40 min. Разрушение полимера при звуковом методе является результатом энергичного образования и схлопывания полостей в жидкости, что может происходить в условиях кавитации жидкости. Установлено, что этот метод определения необратимой потери вязкости приводит к изменениям вязкости, сходным с наблюдаемыми при применении лопастных, шестеренных и поршневых насосов. Также сообщалось о корреляциях с объемным КПД насосов. Жидкости с высоким индексом вязкости, у которых при испытании на звуковой сдвиг наблюдалась меньшая необратимая потеря вязкости, обеспечивали повышенный объемный КПД насосов». (Michael et al., 2018).
Michael et al. (2018) также установили, что в рамках этого конкретного исследования испытания на сдвиг под воздействием звуковых колебаний по методу ASTM D5621 лучше всего коррелировали с измерениями вязкости в конце испытания.

Почему стоит использовать ультразвуковые устройства Hielscher для испытаний на устойчивость к сдвигу в соответствии с ASTM D5621?

Hielscher Ultrasonics поставляет высокопроизводительные ультразвуковые устройства для создания сдвига при испытаниях на устойчивость к сдвигу в соответствии с ASTM D5621 и ASTM D2603. Благодаря фиксированной частоте и надежной мощности ультразвукового сдвига ультразвуковые устройства Hielscher для создания сдвига идеально подходят для оценки устойчивости гидравлических жидкостей к сдвигу. Ультразвуковые устройства Hielscher оснащены интеллектуальным программным обеспечением и настройками, позволяющими проводить сложные испытания по стандартам ASTM. Меню легко доступно через цифровой сенсорный дисплей или посредством дистанционного управления через браузер. Частота фиксирована, что важно для надежных результатов обработки ультразвуком и соблюдения стандартов ASTM, а амплитуду можно точно установить для получения желаемого ударного эффекта колебательного хода.
Калибровка ультразвуковых устройств Hielscher проста и может быть быстро и легко выполнена через усовершенствованное меню. Все цифровые ультразвуковые устройства оснащены подключаемым датчиком температуры, который непрерывно регистрирует температуру образца и передает ее обратно в ультразвуковой генератор, где все важные данные обработки ультразвуком, такие как амплитуда, время и продолжительность обработки ультразвуком, температура и давление (если установлен датчик давления), автоматически записываются на встроенную SD-карту. Эти интеллектуальные функции позволяют проводить надежные и воспроизводимые испытания на ультразвуковой сдвиг и делают эксплуатацию удобной и безопасной.
Устройства Hielscher Ultrasonics для испытаний на устойчивость к сдвигу соответствуют обоим стандартам: ASTM D-5621 и ASTM D-2603.

UP400St имеет фиксированную частоту 24kHz и поэтому соответствует ASTM D5621. Типичная установка для испытаний по ASTM D5621 представляет собой систему ультразвукового сдвига UP400St с зондом (волноводом / сонотродом) S24d22.