Testimi i erozionit me kavitacion

Erozioni i kavitacionit ndodh në sipërfaqet materiale që janë të ekspozuara ndaj kavitacionit intensiv tejzanor. Testimi i erozionit me kavitacion është një metodë e shpejtë për të matur rezistencën ndaj erozionit të materialeve ose veshjeve ndaj stresit intensiv dhe faktorëve të tjerë të erozionit. Ai siguron një matje të lehtë sasiore për kontrollin e cilësisë dhe një të dobishme gjatë hulumtimit të materialit ose formulimit të veshjes.

Pse të përdorni testimin e erozionit me kavitacion?

Erozioni ose korrozioni i vazhdueshëm mund të kërkojë një zëvendësim të rregullt të pjesëve ose rinovimin e veshjeve sipërfaqësore. Erozioni i sipërfaqes së materialit për shkak të ndikimeve mekanike ose kimike është një proces i ngadaltë që rezulton në shkatërrimin gradual të sipërfaqeve të materialit. Prandaj, vlerësimi i rezistencës ndaj gërryerjes së materialit ose i efektit të erozionit të lëngjeve dhe llumeve, mund të jetë një proces shumë kohë.
Testimi i erozionit me kavitacion tejzanor e ekspozon sipërfaqen e materialit ndaj cikleve të stresit të kontrolluara, intensive dhe të përsëritura. Kjo rezulton në një erozion të konsiderueshëm të sipërfaqes së materialit në një kohë të shkurtër. Ju mund të matni shpejt rezistencën ndaj erozionit për kontroll të rregullt të cilësisë në prodhim, për vlerësimin e materialeve hyrëse ose gjatë kërkimit dhe zhvillimit.
Aplikimet standarde përfshijnë testimin metalurgjik, testimin e formulimit të veshjes, testimin e aplikimit të veshjes ose vlerësimin e frenuesve të erozionit në lëngje.

Pse kavitacioni shkakton erozion sipërfaqësor?

Pajisjet tejzanor, të tilla si UP400St (400 vat, 24 kHz) ose UIP1000hdT (1000 vat, 20 kHz) bashkojnë dridhjet tejzanor në lëngje, si p.sh. uji. Lëvizja e shpejtë reciproke e dridhjeve në lëng prodhon dhe shembet flluska të kavitacionit. Kur flluskat shemben, stresi mekanik i lartë i lokalizuar ndodh në lëng dhe në sipërfaqet e ekspozuara të materialit. Avionët e lëngshëm deri në 1000 km/h dhe presionet lokale deri në 1000 atm çojnë në lodhje të shpejtë në sipërfaqen e materialit. Kjo mund të heqë shtresat e oksidit ose pasivimit, veshjet ose ndotjet. Mund të shkaktojë gropa të materialeve të ngurta, si çeliku, titani, alumini, plastika ose qelqi. Prandaj, testimi i erozionit të kavitacionit është një metodë testimi shkatërruese.

Si funksionon testimi i erozionit me kavitacion?

Erozioni me kavitacion të sipërfaqeve të materialit shkakton humbje graduale të materialit. Ju mund ta matni lehtësisht humbjen e materialit duke e peshuar materialin në një peshore precize përpara dhe pas një ekspozimi të caktuar ndaj erozionit të kavitacionit. Një ndryshim tipik i peshës për një test të erozionit të kavitacionit është midis 1 dhe 30 mg. Për standardizim të mëtejshëm, mund të llogarisni humbjen e vëllimit duke e ndarë humbjen e peshës me densitetin e materialit. Thellësia mesatare e depërtimit (MDP) llogaritet duke pjesëtuar humbjen e volumit me sipërfaqen e mostrës. Përndryshe, mund të matni thellësinë e gropës ose vëllimin e zhvendosur. Ju mund të përdorni analizën mikroskopike për të marrë informacion cilësor shtesë rreth modelit të erozionit.
Kur përdorni një pajisje ultrasonike Hielscher për testimin e erozionit të kavitacionit, mund të paracaktoni gamën e temperaturës dhe diapazonin e presionit në të cilin dëshironi të punoni. Ju mund të rregulloni amplituda e sonication. Të gjithë parametrat monitorohen, shfaqen dhe protokollohen në një kartë SD. Nuk keni nevojë për instalim të softuerit të pronarit. Nëse dëshironi, mund të kontrolloni dhe monitoroni procesin tejzanor nga shfletuesi juaj i zakonshëm në internet, nëse e lidhni pajisjen tejzanor me kompjuterin tuaj nëpërmjet kabllit ethernet (të përfshirë).

Cila është metoda standarde ASTM G32 për erozionin e kavitacionit duke përdorur një aparat vibrator?

Standardi ASTM G32-16 përshkruan një metodë të standardizuar për erozionin e kavitacionit. Ai përcakton një provë të thjeshtë, të kontrollueshme dhe të riprodhueshme për të përcaktuar dhe krahasuar rezistencën ndaj erozionit të kavitacionit të materialeve të ndryshme. Specifikimet ATSM G32-16 janë të dobishme për krahasimin e rezultateve tuaja me ato të botimeve të tjera. Nëse dëshironi të zbatoni testimin e erozionit me kavitacion në kontrollin e cilësisë, ne rekomandojmë përshtatjen e protokollit të testit të erozionit me kavitacion me kërkesat tuaja specifike. Ne do të jemi të lumtur t'ju ndihmojmë me hartimin e një protokolli të personalizuar të testit të erozionit të kavitacionit. Për më shumë informacion mbi testimin e erozionit të kavitacionit në përputhje me ASTM-G32, ju lutemi klikoni këtu!

Pse duhet të përdor një kufi energjie në vend të një kufiri kohor?

Shumë publikime dhe protokolle të provës së erozionit përcaktojnë një kohë ekspozimi ndaj kavitacionit. Në pajisjet tejzanor Hielscher, mund të paracaktoni një kohë të sonikimit dhe sistemi do të ndalojë pasi të ketë kaluar kjo kohë. Më pas mund të llogarisni shkallën e erozionit të kavitacionit që rezulton në mm/orë ose mm3/orë. Një kufi kohor është i pranueshëm, vetëm nëse nuk ndryshoni asnjë parametër, si niveli i lëngut, amplituda, presioni, temperatura, përbërja e lëngshme ose hendeku midis sonotrode dhe sipërfaqes së materialit. Nëse ndonjë prej këtyre parametrave ndryshon, do të ndryshojë edhe fuqia e sonikimit dhe intensiteti i kavitacionit. Është e rëndësishme që fuqia aktuale neto e dorëzuar në lëng nuk duhet të luhatet gjatë kohëzgjatjes së provës.
Në pajisjet tejzanor Hielscher mund të vendosni një kufi energjie. Në këtë rast, pajisja tejzanor do të ndalojë, pasi të ketë dhënë energjinë e specifikuar tejzanor. Pajisja Hielscher do të shfaqë dhe regjistrojë parametra, si fuqia aktuale neto, amplituda, presioni dhe temperatura e lëngut. Luhatjet në fuqi ose ndryshimet e qëllimshme në parametra do të kompensohen kur përdorni një kufi të energjisë. Më pas mund të specifikoni shkallën e erozionit të kavitacionit që rezulton në mm/kWhr, mm3/kWhr ose mg/kWhr.
Nëse e peshoni ekzemplarin midis intervaleve të erozionit të kavitacionit, mund të gjeneroni kurbën që tregon humbjen margjinale të peshës (shkalla e humbjes së peshës në çdo interval energjie) mbi energjinë kumulative.
Për rezultate më të sakta, pajisja mund të kryejë një kalibrim të automatizuar (30 sekonda). Kjo mat fuqinë për të gjithë vendosjen e amplitudës në ajër në presionin e ambientit. Pajisja Hielscher përdor këto të dhëna kalibrimi për të dhënë vlera shumë të sakta të fuqisë neto në kohë reale.

Presioni i lëngjeve gjatë sonikimit

Shumë protokolle standarde për testimin e erozionit të kavitacionit përdorin kavitacion tejzanor në presionin e ambientit. Presioni i lëngut është faktori i dytë më i rëndësishëm për intensitetin e sonication. Një rritje prej 10% në presionin e ambientit do të rrisë intensitetin e sonikimit me rreth 10%. Kavitacioni më intensiv zvogëlon kohën e nevojshme për të arritur një shkallë të caktuar të erozionit të kavitacionit. Shpesh, testi i një ekzemplar mund të zgjasë diku nga 15 deri në 120 minuta. Nëse keni shumë ekzemplarë për të testuar, puna në presione më të larta mund të shkurtojë ndjeshëm kohën për çdo test. Testet në 5 barg (73psig) kërkojnë përafërsisht. 80% më pak kohë për çdo test.
Hielscher furnizon qelizat testuese të shtrënguara me një sensor presioni dixhital për testimin e erozionit të kavitacionit. Duke përdorur një qelizë të ngushtë ndaj presionit, ju mund të kontrolloni dhe mbani presionin gjatë çdo testi. Gjeneratori tejzanor monitoron vazhdimisht sensorin e presionit dhe protokolon presionin aktual në një skedar CSV të pajtueshëm me Excel në një kartë SD (të përfshirë). Hielscher furnizon rregullatorët e presionit për të vendosur dhe ruajtur presionin e funksionimit.
Si një test standard Hielscher, qelizat e presionit të ngushtë për testimin e erozionit të kavitacionit vlerësohen për deri në tp 5barg (73psig). Presione më të larta deri në 300 barg (4350 psig) janë të disponueshme sipas kërkesës.

Frekuenca tejzanor

Në përgjithësi, testimi i erozionit të kavitacionit përdor ultrasonikë me intensitet të lartë me frekuencë të ulët në intervalin 18-30 kHz. Në këtë interval ndryshimi i frekuencës ka një efekt shumë të kufizuar në intensitetin e kavitacionit. Të gjitha pajisjet Hielscher punojnë me një frekuencë konstante.

Largësia nga Sonotrode

Materiali që do të testohet mund të montohet në sonotrode ose nën sonotrode. Ju mund të bëni një ekzemplar materiali të filetuar dhe ta montoni atë deri në fund të sonotrode tejzanor. Në këtë rast, ekzemplari vibron në amplituda tejzanor të specifikuar dhe prodhon kavitacion në sipërfaqen e tij. Kjo kërkon përpunim preciz dhe jo të gjitha materialet janë të përshtatshme për këtë opsion.
Përndryshe, ju mund të fiksoni një pjesë ose ekzemplar në afërsi nën një sonotrode titani. Në këtë rast, sonotrode titan prodhon kavitacion dhe sipërfaqja e materialit është e ekspozuar ndaj kavitacionit. Ky është opsioni më i përshtatshëm pasi mund të vendosni ekzemplarë të madhësive ose formave të ndryshme në qelizën e provës. Nëse përdorni një sonotrode më të madhe, të tillë si një sonotrode me diametër 50 mm ose 80 mm, mund të ekspozoni pjesë të shumta ndaj erozionit të kavitacionit në të njëjtën kohë. Kjo është shumë e dobishme kur duhet të testoni shumë pjesë në ditë, p.sh. për kontrollin e cilësisë.
Në të dyja rastet, distanca midis sonotrodës tejzanor dhe sipërfaqes së materialit pranë saj është shumë e rëndësishme. Në përgjithësi, erozioni i kavitacionit është më i shpejtë kur përdoret një distancë më e vogël. Distancat tipike variojnë nga 0,2 në 15 mm. Për rezultate përfundimtare, duhet të përdorni të njëjtën distancë për të gjitha testet.

temperatura e lëngshme

Lëngu më i ngrohtë rezulton në një intensitet më të ulët të kavitacionit tejzanor. Futja e energjisë së dridhjeve mekanike në lëng do të bëjë që lëngu të nxehet. Për të mbajtur një temperaturë konstante gjatë çdo testi të erozionit të kavitacionit, lëngu duhet të ftohet. Hielscher furnizon kontejnerë të veshur me xhaketë dhe qeliza të shtrënguara me xhaketë. Përndryshe, mund të përdorni një spirale ftohëse në një gotë ose mund ta vendosni gotën në një banjë akulli. Një ftohës që kalon nëpër xhaketë ose përmes spirales ftohëse largon nxehtësinë nga lëngu.
Pajisjet tejzanor Hielscher, të tilla si UP400St ose UIP1000hdT vijnë me një sondë të temperaturës PT100 (përfshirë). Gjeneratori tejzanor monitoron vazhdimisht temperaturën aktuale të lëngut dhe protokolon temperaturën në një skedar CSV të përputhshëm me Excel në një kartë SD (të përfshirë). Mund ta vendosni gjeneratorin që të ndalojë testimin e erozionit të kavitacionit nëse temperatura e lëngut devijon shumë nga pika juaj e caktuar, p.sh. për shkak të kapacitetit të pamjaftueshëm ftohës. Gjeneratori mund të rifillojë sonikimin automatikisht kur lëngu të arrijë përsëri temperaturën e specifikuar.

Lëng kavitues

Në përgjithësi, testimi i erozionit me kavitacion përdor ujë, siç është uji i distiluar. Lëngje të ndryshme tregojnë karakteristika të ndryshme të kavitacionit. Nëse uji është gërryes ndaj materialit tuaj, mund të dëshironi të testoni lëngje alternative, të tilla si vajra silikoni me viskozitet të ulët ose tretës organikë, në mënyrë që të eliminoni ose zvogëloni faktorin gërryes. Përndryshe, ju mund ta bëni lëngun më gërryes, p.sh. duke ndryshuar pH ose më gërryes duke shtuar grimca gërryese. Ju mund të përdorni testin e erozionit me kavitacion për të vlerësuar gërryerjen dhe gërryerjen e lëngjeve, të tilla si balta e shpimit ose për të vlerësuar efektivitetin e korrozionit ose frenuesve të erozionit.

Përpunimi

Kur prodhoni një pjesë ose një mostër, përpunimi me CNC, bluarja ose lustrimi shkaktojnë dëmtime në strukturën e kokrrizave afër sipërfaqes së materialit. Kjo zvogëlon rezistencën ndaj erozionit.

Shtresat e pasivimit/oksidit

Shumë shpesh erozioni dhe korrozioni ndodhin në të njëjtën kohë. Uji, si uji i distiluar, i demineralizuar ose i dejonizuar mund të jetë gërryes për shumë materiale. Kavitacioni tejzanor nxit korrozionin. Shtresat pasivuese, p.sh. te alumini i anodizuar do të rrisin rezistencën e sipërfaqes së materialit ndaj erozionit dhe korrozionit.

Çfarë kufizimesh ka testimi i erozionit me kavitacion?

Disa elastomerë mund të kërkojnë ekspozim shumë intensiv të kavitacionit për të treguar fare erozion të kavitacionit. Në këtë rast, sonikimi pa qelizë nën presion mund të mos tregojë ndonjë efekt të matshëm.