Испитивање ерозије кавитације

Кавитациона ерозија се јавља на површинама материјала које су изложене интензивној ултразвучној кавитацији. Испитивање кавитационе ерозије је брза метода за мерење отпорности материјала или премаза на ерозију на интензиван стрес и друге факторе ерозије. Омогућава једноставно квантитативно мерење за контролу квалитета и корисно током истраживања материјала или формулације премаза.

Зашто користити тестирање кавитационе ерозије?

Текућа ерозија или корозија може захтевати редовну замену делова или обнављање површинских премаза. Ерозија површине материјала услед механичких или хемијских утицаја је спор процес који резултира постепеним уништавањем површина материјала. Због тога, процена отпорности материјала на ерозију или ерозионог ефекта течности и муљног раствора, може бити веома дуготрајан процес.
Ултразвучно испитивање ерозије кавитације излаже површину материјала контролисаним, интензивним, понављајућим циклусима напрезања. Ово резултира значајном ерозијом површине материјала за кратко време. Можете брзо да измерите отпорност на ерозију за редовну контролу квалитета у производњи, за процену улазних материјала или током истраживања и развоја.
Стандардне примене укључују металуршко испитивање, испитивање формулације премаза, тестирање наношења премаза или процену инхибитора ерозије у течностима.

Зашто кавитација узрокује површинску ерозију?

Ултразвучни уређаји, као што је УП400Ст (400 вати, 24 кХз) или УИП1000хдТ (1000 вати, 20 кХз) спајају ултразвучне вибрације у течности, као што је вода. Брзо реципрочно кретање вибрације у течности производи и урушава мехуриће кавитације. Када се мехурићи колабирају, у течности и на изложеним површинама материјала долази до високог локализованог механичког напрезања. Млазеви течности до 1000 км/х и локални притисци до 1000 атм доводе до брзог замора на површини материјала. Ово може уклонити слојеве оксида или пасивације, премазе или онечишћење. Може да изазове удубљење чврстих материјала, као што су челик, титанијум, алуминијум, пластика или стакло. Дакле, испитивање кавитационе ерозије је метода деструктивног испитивања.

Како функционише тестирање кавитационе ерозије?

Кавитациона ерозија површина материјала узрокује постепени губитак материјала. Губитак материјала можете лако измерити мерењем материјала на прецизној ваги пре и после дефинисаног излагања кавитационој ерозији. Типична промена тежине за тест кавитационе ерозије је између 1 и 30 мг. За даљу стандардизацију, можете израчунати губитак запремине тако што ћете губитак тежине поделити са густином материјала. Средња дубина пенетрације (МДП) се израчунава дељењем губитка запремине са површином узорка. Алтернативно, можете измерити дубину удубљења или померену запремину. Можете користити микроскопску анализу да бисте добили додатне квалитативне информације о обрасцу ерозије.
Када користите Хиелсцхер ултразвучни уређај за испитивање ерозије кавитације, можете унапред подесити температурни опсег и опсег притиска на којем желите да радите. Можете подесити амплитуду соникације. Сви параметри се прате, приказују и протоколирају на СД картицу. Није вам потребна никаква инсталација власничког софтвера. Ако желите, можете да контролишете и надгледате ултразвучни процес из свог редовног веб претраживача, ако повежете ултразвучни уређај са рачунаром преко етернет кабла (укључен).

Шта је стандардна метода АСТМ Г32 за кавитациону ерозију помоћу вибрационог апарата?

Стандард АСТМ Г32-16 описује стандардизовану методу кавитационе ерозије. Он дефинише једноставан, контролисан и поновљив тест за квантификацију и упоређивање отпорности кавитационе ерозије различитих материјала. Спецификације АТСМ Г32-16 су корисне за поређење ваших резултата са резултатима других публикација. Ако желите да примените испитивање кавитационе ерозије у контроли квалитета, препоручујемо да прилагодите протокол за испитивање ерозије кавитације вашим специфичним захтевима. Биће нам драго да вам помогнемо у дизајнирању прилагођеног протокола за испитивање ерозије кавитације. За више информација о испитивању ерозије кавитације у складу са АСТМ-Г32, кликните овде!

Зашто би требало да користим ограничење енергије уместо временског ограничења?

Многе публикације и протоколи за испитивање ерозије наводе време излагања кавитацији. У Хиелсцхер ултразвучним уређајима, можете унапред подесити време соникације и систем ће се зауставити након што ово време прође. Затим можете израчунати резултујућу стопу ерозије кавитације у мм/х или мм3/х. Временско ограничење је прихватљиво, само ако не мењате ниједан параметар, као што су ниво течности, амплитуда, притисак, температура, састав течности или јаз између сонотроде и површине материјала. Ако се било који од ових параметара промени, промениће се и снага соникације и интензитет кавитације. Важно је да стварна нето снага која се испоручује течности не сме да варира током трајања теста.
У Хиелсцхер ултразвучним уређајима можете поставити ограничење енергије. У овом случају, ултразвучни уређај ће се зауставити након што испоручи одређену ултразвучну енергију. Хиелсцхер уређај ће приказати и забележити параметре, као што су стварна нето снага, амплитуда, притисак и температура течности. Флуктуације у снази или намерне промене параметара биће компензоване када се користи ограничење енергије. Затим можете одредити резултујућу стопу ерозије кавитације у мм/кВхр, мм3/кВхр или мг/кВхр.
Ако одмерите узорак између интервала ерозије кавитације, можете да генеришете криву која показује маргинални губитак тежине (стопу губитка тежине у сваком енергетском интервалу) у односу на кумулативну енергију.
За прецизније резултате, уређај може да изврши аутоматску калибрацију (30 секунди). Ово мери снагу за сва подешавања амплитуде у ваздуху при амбијенталном притиску. Хиелсцхер уређај користи ове калибрационе податке да би дао веома прецизне вредности нето снаге у реалном времену.

Притисак течности током соникације

Многи стандардни протоколи за испитивање ерозије кавитације користе ултразвучну кавитацију при амбијенталном притиску. Притисак течности је други најважнији фактор за интензитет соникације. Повећање притиска околине за 10% повећаће интензитет соникације за око 10%. Интензивнија кавитација смањује време потребно за постизање одређеног степена ерозије кавитације. Често тест појединачног узорка може трајати негде од 15 до 120 минута. Ако имате много узорака за тестирање, рад на вишим притисцима може значајно да скрати време за сваки тест. Тестови на 5 барг (73 псиг) захтевају прибл. 80% мање времена за сваки тест.
Хиелсцхер испоручује ћелије за тестирање отпорне на притисак са дигиталним сензором притиска за испитивање ерозије кавитације. Користећи ћелију непропусну за притисак, можете контролисати и одржавати притисак током сваког теста. Ултразвучни генератор константно прати сензор притиска и преноси стварни притисак у Екцел компатибилну ЦСВ датотеку на СД картици (укључена). Хиелсцхер испоручује регулаторе притиска за подешавање и одржавање радног притиска.
Као стандардне Хиелсцхер-ове ћелије за испитивање отпорне на притисак за испитивање ерозије кавитације су оцењене за до тп 5барг (73псиг). Већи притисци до 300 барг (4350 псиг) доступни су на захтев.

Ултрасониц Фрекуенци

Уопштено говорећи, испитивање ерозије кавитације користи ултразвук ниске фреквенције високог интензитета у опсегу 18-30 кХз. У овом опсегу варијација фреквенције има веома ограничен утицај на интензитет кавитације. Сви Хиелсцхер уређаји раде на константној фреквенцији.

Удаљеност од Сонотроде

Материјал који се тестира може се монтирати на сонотроду или испод сонотроде. Можете направити узорак материјала са навојем и монтирати га на крај ултразвучне сонотроде. У овом случају, узорак вибрира на наведеној ултразвучној амплитуди и ствара кавитацију на својој површини. Ово захтева прецизну машинску обраду и нису сви материјали погодни за ову опцију.
Алтернативно, можете фиксирати део или узорак у непосредној близини испод титанијумске сонотроде. У овом случају, титанијумска сонотрода производи кавитацију и површина материјала је изложена кавитацији. Ово је погоднија опција јер у ћелију за тестирање можете поставити узорак различитих величина или облика. Ако користите већу сонотроду, као што је сонотрода пречника 50 мм или 80 мм, можете истовремено изложити више делова кавитационој ерозији. Ово је веома корисно када морате да тестирате много делова дневно, на пример за контролу квалитета.
У оба случаја, растојање између ултразвучне сонотроде и површине материјала поред ње је веома важно. Генерално, ерозија кавитације је бржа када се користи мања удаљеност. Типична растојања се крећу од 0,2 до 15 мм. За коначне резултате, требало би да користите исту удаљеност за све тестове.

температура течности

Топлија течност доводи до нижег интензитета ултразвучне кавитације. Унос енергије механичке вибрације у течност ће изазвати загревање течности. Да би се одржала константна температура током сваког теста ерозије кавитације, течност треба да се охлади. Хиелсцхер снабдева контејнере са омотачем и ћелије са омотачем непропусним за притисак. Алтернативно, можете користити калем за хлађење у чаши или можете ставити чашу у ледено купатило. Расхладна течност која пролази кроз плашт или кроз расхладни калем уклања топлоту из течности.
Хиелсцхер ултразвучни уређаји, као што су УП400Ст или УИП1000хдТ долазе са ПТ100 температурном сондом (укључено). Ултразвучни генератор континуирано прати стварну температуру течности и преноси температуру у Екцел компатибилну ЦСВ датотеку на СД картици (укључена). Можете подесити генератор да паузира тестирање кавитационе ерозије ако температура течности превише одступи од ваше задате вредности, нпр. због недовољног капацитета хлађења. Генератор може аутоматски да настави соникацију када течност поново достигне одређену температуру.

Кавитирајућа течност

Уопштено, испитивање ерозије кавитације користи воду, као што је дестилована вода. Различите течности показују различите карактеристике кавитације. Ако је вода корозивна за ваш материјал, можда ћете желети да тестирате алтернативне течности, као што су силиконска уља ниског вискозитета или органски растварачи како бисте елиминисали или смањили корозивни фактор. Алтернативно, можете учинити течност корозивнијом, нпр. променом пХ вредности или више абразива додавањем абразивних честица. Можете да користите испитивање ерозије кавитације да бисте проценили ерозивност и корозивност течности, као што су исплаке за бушење или да бисте проценили ефикасност инхибитора корозије или ерозије.

Машинска обрада

Када производите део или узорак, ЦНЦ обрада, брушење или полирање изазивају оштећења зрнасте структуре близу површине материјала. Ово смањује отпорност на ерозију.

Пасивациони/оксидни слојеви

Врло често се ерозија и корозија дешавају истовремено. Вода, као што је дестилована, деминерализована или дејонизована вода, може бити корозивна за многе материјале. Ултразвучна кавитација промовише корозију. Пасивациони слојеви, нпр. код елоксираног алуминијума ће повећати отпорност површине материјала на ерозију и корозију.

Која ограничења има тестирање кавитационе ерозије?

Неким еластомерима може бити потребно веома интензивно излагање кавитацији да би се уопште показала кавитациона ерозија. У овом случају, соникација без ћелије под притиском можда неће показати никакав мерљив ефекат.