Ultrazvočni procesorji za preskušanje strižne stabilnosti hidravličnih tekočin z ultrazvokom po ASTM D5621

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

Preskušanje strižne stabilnosti hidravličnih tekočin z ultrazvokom po ASTM D5621

ASTM D5621 je standardiziran protokol za določanje izgube viskoznosti hidravličnih tekočin pri ultrazvočnem strigu. Zato se na vzorce hidravlične tekočine deluje z ultrazvočnimi strižnimi silami, da se oceni strižna stabilnost. Idealno za hidravlična in motorna olja, ki vsebujejo polimere.
Namen: Hidravlične tekočine (posebna maziva), motorna olja, tekočine za avtomobilske menjalnike, traktorske tekočine in druge tekočine za prenos moči so med običajnim delovanjem izpostavljene različno velikim strižnim silam, kar lahko povzroči spremembe viskoznosti in posledično zmanjšanje učinkovitosti. Za izboljšanje indeksa viskoznosti hidravličnih tekočin se tem tekočinam dodajajo polimeri (npr. glavničasti polimeri). Preskus ASTM D5621 preučuje spremembe viskoznosti tekočin, ki vsebujejo polimere in so izpostavljene strižnim silam, ki jih ustvarja ultrazvok, tako imenovanim ultrazvočnim strižnim vibracijam.
Uporaba: Cilj standardnega protokola ASTM D5621 je določiti viskoznost vzorca pri strižni obremenitvi. Ta preskus je pomemben za hidravlične tekočine, saj so te kot tekočine za prenos moči izpostavljene strigu. Njihovo obnašanje v določenih strižnih pogojih je treba določiti, da se izbere ustrezna kakovost hidravlične tekočine za uporabo v posameznih strojih in motorjih.
Postopek: Določi se začetna viskoznost hidravlične tekočine. Vzorec se nato prenese v preskusno čašo, temperira na preskusno temperaturo in za določen čas preskusa obdela z ultrazvočnim vibratorjem (tj. napravo za ultrazvočni strig). Nato se izmeri viskoznost sonificiranega vzorca. Poročilo navaja začetno viskoznost, končno viskoznost in odstotek spremembe viskoznosti v centistoksih.

Oprema za standardno preskusno metodo ASTM D5621 za preskušanje strižne stabilnosti hidravličnih tekočin z ultrazvokom

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

• Ultrazvočni procesor: naprava za ultrazvočni strig s sondo, stalno frekvenco in ultrazvočnim rogom (znanim tudi kot sonda ali sonotroda). Tipična ultrazvočna naprava za preskušanje po ASTM D2603 je UP400ST (24kHz, 400W) z ultrazvočno sondo (rogom / sonotrodo) S24d22.

Za enotno delovanje in ponovljive rezultate je priporočena naslednja pomožna oprema:

• Vodna / ledena kopel: Hladilna vodna kopel ali ledena kopel, ki lahko vzdržuje temperaturo plašča 0°C.
• Temperaturno tipalo , kot je PT100 (priloženo ultrazvočnim napravam UP400ST)
• Čaša Griffin s prostornino 50mL, izdelana iz borosilikatnega stekla.
• Zvočno izolacijsko ohišje (izbirno): Zvočno izolacijska škatla (npr. zvočno izolacijska škatla SPB-L za UP400St), ki obdaja ultrazvočni rog in zmanjšuje raven hrupa, ki ga ustvarja naprava za ultrazvočni strig.
• Viskozimeter: Zadostujeta kateri koli viskozimeter in kopel, ki izpolnjujeta zahteve preskusne metode D445.

Preskus z ultrazvočnim strigom v skladu z ASTM D6080

“Sistem razvrščanja hidravličnih tekočin glede na viskoznost je opredeljen v ASTM D6080. Sistem razvrščanja D6080 uporablja standardno preskusno metodo ASTM D5621 za preskušanje strižne stabilnosti hidravlične tekočine z ultrazvokom, v nadaljevanju imenovano preskus z ultrazvočnim strigom, kot podlago za določanje viskoznostnega razreda večgradacijskih hidravličnih tekočin (ASTM D5621). V postopku D5621 se olje, ki vsebuje polimere, 40 min obseva z zvočnim oscilatorjem. Razgradnja polimera z zvočno metodo je posledica energijsko intenzivnega nastajanja in kolapsa praznin v tekočini, do česar lahko pride v pogojih kavitacije tekočine. Ugotovljeno je bilo, da ta metoda za določanje trajne izgube viskoznosti povzroča spremembe viskoznosti, podobne tistim, ki jih opažamo pri uporabi krilnih, zobniških in batnih črpalk. Poročali so tudi o korelacijah z volumetričnim izkoristkom črpalk. Tekočine z visokim indeksom viskoznosti, ki so pri preskusu z ultrazvočnim strigom pokazale manjšo trajno izgubo viskoznosti, so zagotavljale boljši volumetrični izkoristek črpalk.” (Michael et al., 2018).
Michael et al. (2018) so tudi ugotovili, da je v tej konkretni raziskavi preskušanje z ultrazvočnim strigom po metodi ASTM D5621 najbolje koreliralo z meritvami viskoznosti ob koncu preskusa.

Zakaj izbrati ultrazvočne procesorje Hielscher za preskušanje strižne stabilnosti v skladu z ASTM D5621?

Hielscher Ultrasonics dobavlja visokozmogljive naprave za ultrazvočni strig za preskušanje strižne stabilnosti v skladu z ASTM D5621 in ASTM D2603. Zaradi stalne frekvence in zanesljive moči ultrazvočnega striga so naprave Hielscher za ultrazvočni strig idealne za ocenjevanje strižne stabilnosti hidravličnih tekočin. Ultrazvočni procesorji Hielscher so opremljeni s pametno programsko opremo in nastavitvami, ki omogočajo zahtevno preskušanje po standardih ASTM. Meni je preprosto dostopen prek digitalnega zaslona na dotik ali daljinskega upravljanja v brskalniku. Frekvenca je stalna, kar je pomembno za zanesljive rezultate sonikacije in standarde ASTM, amplitudo pa je mogoče natančno nastaviti na želeni udarni učinek nihajnega hoda.
Umerjanje ultrazvočnih procesorjev Hielscher je preprosto ter ga je mogoče hitro in enostavno opraviti prek naprednega menija. Vsi digitalni ultrazvočni procesorji so opremljeni s priklopnim temperaturnim tipalom, ki neprekinjeno beleži temperaturo vzorca in jo posreduje ultrazvočnemu generatorju, kjer se vsi pomembni podatki o sonikaciji, kot so amplituda, čas in trajanje sonikacije, temperatura ter tlak (če je nameščeno tipalo tlaka), samodejno zapisujejo na vgrajeno kartico SD. Te pametne funkcije omogočajo zanesljive in ponovljive preskuse z ultrazvočnim strigom ter uporabniku prijazno in varno upravljanje.
Naprave Hielscher Ultrasonics za preskušanje strižne stabilnosti so skladne z obema standardoma, ASTM D-5621 in ASTM D-2603.

UP400St ima stalno frekvenco 24kHz in je zato skladen z ASTM D5621. Tipična postavitev za preskus ASTM D5621 je sistem za ultrazvočni strig UP400ST s sondo (rogom / sonotrodo) S24d22.