Ultrazvočni aparati za ASTM D5621 Zvočna strižna stabilnost hidravličnih tekočin

Standardna preskusna metoda ASTM D5621 opisuje testiranje zvočne strižne stabilnosti hidravličnih tekočin in njihovih viskoznosti pri 40 °C oziroma 100 °C. Za testiranje in določanje stabilnosti viskoznosti hidravličnih tekočin pri striženju je potrebna zanesljiva preskusna metoda. ASTM D5621 je standardiziran protokol za ocenjevanje strižne stabilnosti hidravličnih tekočin z uporabo ultrazvočnih strižnih sil.

Ultrazvočno testiranje strižne stabilnosti hidravličnih tekočin z uporabo ASTM D5621

ASTM D5621 je standardiziran protokol za določanje izgube viskoznosti hidravličnih tekočin pri zvočnem striženju. Zato se ultrazvočne strižne sile uporabljajo za vzorce hidravlične tekočine, da se oceni strižna stabilnost. Idealno za hidravlična olja in motorna olja, ki vsebujejo polimere.
Namen: Hidravlične tekočine (specifična maziva), motorna olja, tekočine za menjalnike za avtomobile, tekočine za traktorje in druge tekočine za prenos moči so med običajnim delovanjem izpostavljene strižnim silam različnih stopenj, kar lahko povzroči spremembe viskoznosti in posledično zmanjšanje učinkovitosti. Da bi izboljšali indeks viskoznosti hidravličnih tekočin, se takšnim hidravličnim tekočinam dodajo polimeri (npr. glavnikovi polimeri). Test ASTM D5621 preučuje spremembe viskoznosti v tekočinah, ki vsebujejo polimere, ki so izpostavljene ultrazvočnim strižnim silam, tako imenovanim zvočnim strižnim vibracijam.
Uporaba: Cilj standardnega protokola ASTM D5621 je določiti viskoznost vzorca pod strižno obremenitvijo. Ta preskus je pomemben za hidravlične tekočine, saj so hidravlične tekočine kot tekočine za prenos moči izpostavljene striženju. Njihovo obnašanje v določenih strižnih pogojih je treba določiti, da se izbere ustrezna kakovost hidravlične tekočine za uporabo v določenih strojih in motorjih.
Procedura: Določi se začetna viskoznost hidravlične tekočine. Vzorec se nato postavi v preskusno čašo, se temperira na preskusno temperaturo in obdela z ultrazvočnim vibratorjem (tj. zvočno strižno napravo) za določen preskusni čas. Nato se izmeri viskoznost ultrazvočnega vzorca. V poročilu so navedeni začetna viskoznost, končna viskoznost in odstotek spremembe viskoznosti v centistokih.

Oprema za standardno preskusno metodo ASTM D5621 za zvočno strižno stabilnost hidravličnih tekočin

Za izvedbo postopka, opisanega in standardiziranega v protokolu ASTM D5621, je potrebna določena oprema.

• Ultrazvočni zvočnik: ultrazvočna strižna naprava tipa sonde s fiksno frekvenco in ultrazvočnim rogom (znana tudi kot sonda ali sonotroda). Tipična ultrazvočna naprava, ki se uporablja za testiranje ASTM D2603, je UP400St (24kHz, 400W) z ultrazvočno sondo (rog / sonotrode) S24d22.

Da bi omogočili enotno delovanje in ponovljive rezultate, se priporoča naslednja pomožna oprema:

• Vodna / ledena kopel: Hladilna vodna kopel ali ledena kopel, ki lahko vzdržuje temperaturo plašča 0 °C.
• temperaturni senzor kot je PT100 (vključeno v ultrazvočne naprave UP400ST)
• Griffin 50mL čaša, izdelan iz borosilikatnega stekla.
• Zvočno ohišje (neobvezno): Zvočna zaščitna škatla (npr. zvočna zaščitna škatla SPB-L za UP400St) za obiranje ultrazvočne hupe, da se zmanjša raven hrupa, ki jo proizvaja zvočna strižna naprava.
• Viskozimeter: Zadostujeta vsak viskozimeter in kopel, ki izpolnjujeta zahteve preskusne metode D445.

Sonični strižni preskus v skladu s standardom ASTM D6080

“Sistem razvrščanja viskoznosti za hidravlične tekočine je opredeljen v ASTM D6080. Klasifikacijski sistem D6080 uporablja standardno preskusno metodo ASTM D5621 za zvočno strižno stabilnost hidravlične tekočine, imenovano naknadno zvočni strižni test, kot osnovo za določanje stopnje viskoznosti večstopenjskih hidravličnih tekočin (ASTM D5621). V postopku D5621 se olje, ki vsebuje polimer, obseva z zvočnim oscilatorjem 40 minut. Razgradnja polimera z zvočno metodo je posledica nastajanja energetskih praznin in kolapsa v tekočini, kot se lahko pojavi v pogojih kavitacije tekočine. Ugotovljeno je bilo, da ta metoda za določanje trajne izgube viskoznosti povzroča spremembe viskoznosti, podobne tistim, ki so jih opazili pri aplikacijah s lopatičnimi, zobniškimi in batnimi črpalkami. Poročali so tudi o korelacijah z volumetrično učinkovitostjo črpalke. Tekočine z visokim VI, ki so pokazale manjšo trajno izgubo viskoznosti v zvočnem strižnem testu, so zagotovile večjo volumetrično učinkovitost črpalke.” (Michael et al., 2018).
Michael et al. (2018) so tudi ugotovili, da je za to posebno preiskavo sonično strižno testiranje z metodo ASTM D5621 najbolje koreliralo z meritvami viskoznosti ob koncu testa.

Zakaj Hielscher ultrazvočni aparati za preskuse strižne stabilnosti v skladu z ASTM D5621?

Hielscher Ultrasonics dobavlja visoko zmogljive ultrazvočne strižne naprave za preskuse strižne stabilnosti v skladu s ASTM D5621 in ASTM D2603. S fiksno frekvenco, zanesljivo ultrazvočno strižno močjo, so Hielscher ultrazvočne strižne naprave idealne za ocenjevanje strižne stabilnosti hidravličnih tekočin. Hielscher ultrazvočni aparati so opremljeni s pametno programsko opremo in nastavitvami, ki omogočajo prefinjeno testiranje v skladu s standardi ASTM. Meni je enostavno dostopen prek digitalnega zaslona na dotik ali daljinskega upravljalnika brskalnika. Medtem ko je frekvenca fiksna, kar je pomembno za zanesljive rezultate ultrazvočnega razbijanja in standarde ASTM, je amplitudo mogoče natančno nastaviti na želeni udarec stroke.
Kalibracija Hielscher ultrazvočnih aparatov je preprosta in jo je mogoče hitro in enostavno opraviti prek prefinjenega menija. Vsi digitalni ultrazvočni senzorji so opremljeni z vtičnim temperaturnim senzorjem, ki nenehno beleži temperaturo vzorca in jo prenaša nazaj v ultrazvočni generator, kjer se vsi pomembni podatki o ultrazvočnem razbijanju, kot so amplituda, čas in trajanje ultrazvočnega razbijanja, temperatura in tlak (ko je nameščen senzor tlaka), samodejno zabeležijo na vgrajeno kartico SD. Te pametne funkcije omogočajo zanesljive in ponovljive ultrazvočne strižne teste in naredijo delovanje uporabniku prijazno in varno.
Hielscher Ultrasonics naprave za preskuse strižne stabilnosti so skladne s standardoma ASTM D-5621 in ASTM D-2603.

UP400St ima fiksno frekvenco 24 kHz in je zato v skladu s standardom ASTM D5621. Tipična nastavitev za test ASTM D5621 je ultrazvočni strižni sistem UP400ST s sondo (rog / sonotrode) S24d22.