Ultrazvukové prístroje pre ASTM D5621 Zvuková šmyková stabilita hydraulických kvapalín

Štandardná testovacia metóda ASTM D5621 popisuje testovanie zvukovej šmykovej stability hydraulických kvapalín a ich viskozít pri 40 °C a 100 °C. Na testovanie a stanovenie viskozitnej stability hydraulických kvapalín v šmyku je potrebná spoľahlivá testovacia metóda. ASTM D5621 je štandardizovaný protokol na hodnotenie šmykovej stability hydraulických kvapalín pomocou ultrazvukových šmykových síl.

Ultrazvukové testovanie šmykovej stability hydraulických kvapalín pomocou ASTM D5621

ASTM D5621 je štandardizovaný protokol na stanovenie straty viskozity hydraulických kvapalín pri zvukovom strihu. Preto sa na vzorky hydraulickej kvapaliny aplikujú ultrazvukové šmykové sily, aby sa vyhodnotila šmyková stabilita. Ideálne pre polyméry obsahujúce hydraulické oleje a motorové oleje.
Účel: Hydraulické kvapaliny (špecifické mazivá), motorové oleje, prevodové kvapaliny pre automobily, kvapaliny pre traktory a iné kvapaliny na prenos výkonu sú počas bežnej prevádzky vystavené šmykovým silám rôzneho stupňa, čo môže viesť k zmenám viskozity a následnému zníženiu účinnosti. Na zlepšenie viskozitného indexu hydraulických kvapalín sa do takýchto hydraulických kvapalín pridávajú polyméry (napr. hrebeňové polyméry). Test ASTM D5621 skúma zmeny viskozity v kvapalinách obsahujúcich polyméry vystavených šmykovým silám generovaným ultrazvukom, takzvaným zvukovým šmykovým vibráciám.
Aplikácia: Cieľom štandardného protokolu ASTM D5621 je určiť viskozitu vzorky pri šmykovom namáhaní. Tento test je relevantný pre hydraulické kvapaliny, pretože hydraulické kvapaliny ako kvapaliny na prenos sily sú vystavené šmyku. Ich správanie za určitých šmykových podmienok sa musí určiť tak, aby sa zvolila vhodná kvalita hydraulickej kvapaliny pre použitie v konkrétnych strojoch a motoroch.
Procedúra: Stanoví sa počiatočná viskozita hydraulickej kvapaliny. Vzorka sa potom umiestni do skúšobnej kadičky, temperuje sa na skúšobnú teplotu a ošetrí sa ultrazvukovým vibrátorom (t. j. sonickým strihacím zariadením) počas stanoveného času skúšky. Potom sa zmeria viskozita sonikovanej vzorky. Správa uvádza počiatočnú viskozitu, konečnú viskozitu a percentuálnu zmenu viskozity v centistokoch.

Zariadenie pre štandardnú testovaciu metódu ASTM D5621 pre zvukovú šmykovú stabilitu hydraulických kvapalín

Na vykonanie postupu opísaného a štandardizovaného v protokole ASTM D5621 je potrebné špecifikované vybavenie.

• Ultrazvuk: Ultrazvukové strihacie zariadenie sondového typu s pevnou frekvenciou a ultrazvukovým klaksónom (tiež známe ako sonda alebo sonotroda). Typickým ultrazvukovým zariadením používaným na testovanie ASTM D2603 je UP400St (24 kHz, 400 W) s ultrazvukovou sondou (klaksón / sonotroda) S24d22.

Na uľahčenie jednotného výkonu a opakovateľných výsledkov sa odporúča nasledujúce pomocné vybavenie:

• Vodný / ľadový kúpeľ: Chladiaci vodný kúpeľ alebo ľadový kúpeľ schopný udržať teplotu plášťa 0 °C.
• snímač teploty ako napríklad PT100 (súčasť ultrazvukových zariadení UP400ST)
• Kadička Griffin 50 ml, vyrobené z borosilikátového skla.
• Zvukový kryt (voliteľný): Zvuková ochranná skrinka (napr. zvuková skrinka SPB-L pre UP400St) na uzavretie ultrazvukového klaksónu na zníženie hladiny hluku produkovaného zvukovým strihacím zariadením.
• Viskozimeter: Postačuje akýkoľvek viskozimeter a kúpeľ, ktoré spĺňajú požiadavky testovacej metódy D445.

Sonický šmykový test v súlade s ASTM D6080

“Systém klasifikácie viskozity pre hydraulické kvapaliny je definovaný v ASTM D6080. Klasifikačný systém D6080 používa štandardnú testovaciu metódu ASTM D5621 pre stabilitu hydraulickej kvapaliny v zvukovom šmyku, ďalej označovanú ako test zvukového šmyku, ako základ pre definovanie stupňa viskozity viacstupňových hydraulických kvapalín (ASTM D5621). Pri postupe D5621 sa olej obsahujúci polymér ožaruje sonickým oscilátorom po dobu 40 minút. Degradácia polyméru sonickou metódou je výsledkom tvorby energetických dutín a kolapsu v kvapaline, ku ktorému môže dôjsť v podmienkach kavitácie tekutiny. Zistilo sa, že táto metóda na stanovenie trvalej straty viskozity spôsobuje zmeny viskozity podobné tým, ktoré sa pozorujú pri aplikáciách lopatkových, ozubených a piestových čerpadiel. Boli tiež zaznamenané korelácie s objemovou účinnosťou čerpadla. Kvapaliny s vysokým VI, ktoré vykazovali menšiu trvalú stratu viskozity v zvukovom šmykovom teste, poskytli zvýšenú objemovú účinnosť čerpadla.” (Michael a kol., 2018).
Michael et al. (2018) tiež zistili, že pri tomto konkrétnom vyšetrovaní testovanie zvukového šmyku metódou ASTM D5621 najlepšie korelovalo s meraniami viskozity na konci testu.

Prečo ultrazvukové prístroje Hielscher na skúšky šmykovej stability podľa ASTM D5621?

Spoločnosť Hielscher Ultrasonics dodáva vysokovýkonné ultrazvukové strihacie zariadenia na testy šmykovej stability v súlade s ASTM D5621 a ASTM D2603. Vďaka pevnej frekvencii a spoľahlivej ultrazvukovej šmykovej sile sú ultrazvukové strihacie zariadenia Hielscher ideálne na hodnotenie šmykovej stability hydraulických kvapalín. Ultrazvukové prístroje Hielscher sú vybavené inteligentným softvérom a nastaveniami, ktoré umožňujú sofistikované testovanie podľa noriem ASTM. Ponuka je ľahko dostupná pomocou digitálneho dotykového displeja alebo diaľkového ovládača prehliadača. Zatiaľ čo frekvencia je pevná, čo je dôležité pre spoľahlivé výsledky sonikácie a normy ASTM, amplitúdu je možné presne nastaviť na požadovaný náraz zdvihu.
Kalibrácia ultrazvukových prístrojov Hielscher je jednoduchá a dá sa rýchlo a ľahko vykonať prostredníctvom sofistikovanej ponuky. Všetky digitálne ultrazvukové prístroje sú vybavené zásuvným teplotným senzorom, ktorý nepretržite zaznamenáva teplotu vzorky a prenáša ju späť do ultrazvukového generátora, kde sa všetky dôležité údaje o sonikácii, ako je amplitúda, čas a trvanie sonikácie, teplota a tlak (keď je namontovaný snímač tlaku), automaticky zaznamenávajú na vstavanú SD kartu. Tieto inteligentné funkcie umožňujú spoľahlivé a reprodukovateľné ultrazvukové šmykové testy a robia prevádzku užívateľsky prívetivou a bezpečnou.
Ultrazvukové zariadenia Hielscher na testy šmykovej stability sú v súlade s normami ASTM D-5621 a ASTM D-2603.

UP400St má pevnú frekvenciu 24 kHz, a preto je v súlade s ASTM D5621. Typickým nastavením pre test ASTM D5621 je ultrazvukový šmykový systém UP400ST so sondou (klaksón / sonotróda) S24d22.