Hielscher ultraljud teknik

Kavitation erosion testning

Kavitation erosion sker på material ytor som utsätts för intensiv ultraljud kavitation. Kavitation erosion testning är en snabb metod för att mäta erosion motstånd av material eller beläggningar till intensiv stress och andra erosions faktorer. Det ger en enkel kvantitativ mätning för kvalitetskontroll och en användbar under materiell forskning eller beläggning formulering.

Varför använda kavitation erosion testing?

Pågående erosion eller korrosion kan kräva en regelbunden ersättning av delar eller förnyelse av ytbeläggningar. Material ytans erosion på grund av mekaniska eller kemiska influenser är en långsam process som resulterar i en gradvis förstörelse av material ytor. Därför kan utvärderingen av det materiella erosions motståndet eller av erosionen verkställer av vätskor och slurries, vara en mycket tidskrävande processaa.
Ultraljud kavitation erosion tester exponerar materialets yta till kontrollerade, intensiva, upprepande stresscykler. Detta resulterar i en betydande erosion av materialets yta på kort tid. Du kan snabbt mäta erosionsbeständighet för regelbunden kvalitetskontroll i produktion, för utvärdering av inkommande material eller under forskning och utveckling.
Standard applikationer inkluderar metallurgiska tester, beläggning formulering testning, beläggning ansökan testning eller utvärdering av erosions hämmare i vätskor.

Kavitation erosion test setup med UIP1000hdT (1000 watt ultraljud Power)

UIP1000hdT (1000W, 20kHz) kavitation erosion test setup

Varför kavitation orsaka yta erosion?

Ultraljud enheter, såsom UP400St (400 watt, 24kHz) eller UIP1000hdT (1000 watt, 20kHz) par ultraljud vibrationer i vätskor, såsom vatten. Den snabba ömsesidiga rörelsen av vibrationen i vätskan producerar och kollapsar kavitation bubblor. När bubblorna kollapsar uppstår hög lokaliserad mekanisk påfrestning i vätskan och på exponerade material ytor. Flytande jets upp till 1000km/h och lokala tryck på upp till 1000atm leda till snabb trötthet på materialets yta. Detta kan ta bort oxid eller passivering lager, beläggningar eller nedsmutsning. Det kan orsaka gropfrätning av fasta material, såsom stål, Titan, aluminium, plast eller glas. Därför är kavitation erosion testning en destruktiv testmetod.

Kavitation erosion på 40mm Titan yta

Kavitation erosion på 40mm Titan yta

Hur kavitation erosion test arbete?

Kavitation erosion av materiella ytor orsakar gradvis materiell förlust. Du kan mäta material förlusten enkelt genom att väga materialet på en precisions skala före och efter en definierad kavitation erosion exponering. En typisk viktförändring för en kavitation erosion test är mellan 1 och 30mg. För ytterligare standardisering, kan du beräkna volymförlusten genom att dividera viktförlusten av materialets densitet. Medel genomträngningsdjupet (MDP) beräknas genom att volymförlusten divideras med preparat ytans yta. Alternativt kan du mäta gropfrätning djup eller den förskjutna volymen. Du kan använda Mikroskopisk analys för att få ytterligare kvalitativ information om erosion mönstret.
När du använder en Hielscher ultraljud enhet för kavitation erosion testning, du kan förinställda temperaturområdet och tryckområde som du vill arbeta på. Du kan justera ultraljudsbehandling amplitud. Alla parametrar övervakas, visas och protocoled till ett SD-kort. Du behöver inte någon proprietär Programvaruinstallation. Om du vill kan du styra och övervaka ultraljud processen från din vanliga webbläsare, om du ansluter ultraljud enheten till datorn via Ethernet-kabel (ingår).

Kavitation erosion på en Titan (grad 5) yta

Kavitation erosion på Titan yta

Vad är ASTM G32 standard metod för kavitation erosion med hjälp av en vibrerande apparat?

Standarden ASTM G32-16 beskriver en standardiserad metod för erosion av kavitation. Det definierar en enkel, kontrollerbar och reproducerbara test för att kvantifiera och jämföra kavitation erosion motstånd av olika material. Den ATSM G32-16 specifikationer är användbara för jämförelse av dina resultat med den i andra publikationer. Om du vill implementera kavitation erosion testning i kvalitetskontroll, vi rekommenderar att anpassa kavitation erosion test protokoll till dina specifika krav. Vi kommer att vara glada att hjälpa dig med utformningen av en anpassad kavitation erosion test protokoll. För mer information om kavitation erosion provning i enlighet med ASTM-G32, vänligen klicka här!

Varför ska jag använda en energi gräns i stället för en tidsgräns?

Många publikationer och erosions test protokoll ange en kavitation exponeringstid. I Hielscher ultrasonic enheter, du kan förinställda en ultraljudsbehandling tid och systemet kommer att sluta efter denna tid har passerat. Du kan sedan beräkna den resulterande kavitation erosion hastighet i mm/HR eller MM3/HR. En tidsfrist är godtagbar, bara om du inte ändrar några parametrar, såsom vätskenivå, amplitud, tryck, temperatur, flytande sammansättning eller mellanrum mellan sonotrode och material yta. Om någon av dessa parametrar förändras, så kommer kraften i ultraljudsbehandling och intensiteten i kavitation. Det är viktigt att den faktiska nettoeffekt som tillförs vätskan inte får fluktuera under testets löptid.
I Hielscher ultrasonic enheter kan du ställa in en energi gräns. I detta fall, ultraljud enheten kommer att sluta, efter det levererade den angivna ultraljud energi. Den Hielscher enheten kommer att visa och registrera parametrar, såsom faktiska nettoeffekt, amplitud, tryck och vätsketemperatur. Variationer i makt eller avsiktliga förändringar i parametrar kommer att kompenseras vid användning av en energi gräns. Du kan sedan ange den resulterande kavitation erosion hastighet i mm/kWhr, MM3/kWhr eller mg/kWhr.
Om du väger preparatet mellan kavitation erosion intervall, kan du generera kurva som visar marginella viktminskning (viktminskning i varje energi intervall) över den kumulativa energin.
För mer exakta resultat kan enheten utföra en automatiserad kalibrering (30 sekunder). Detta mäter kraften för alla amplitud inställning i luften vid omgivningstryck. Den Hielscher enheten använder dessa kalibreringsdata för att ge mycket exakta nettoeffekt värden i realtid.

Kavitation erosions test prov i enlighet med ASTM G32-16

Kavitation erosion test prov (ASTM G32 – 16

Utbytbar spets (15,9 mm) för ASTM G32 kavitation erosion test metod

Utbytbar spets för ASTM G32 – Kavitation erosion test

Tillgängliga test inställningar för kavitation erosions test

Vi kommer gärna att diskutera dina krav erosions test. Vänligen Använd formuläret nedan för att kontakta oss! Lämna ytterligare information om ditt projekt, till exempel prover som ska testas per dag, provstorlek och material.








Ange den information som du vill få nedan:



  • För en enkel att använda testställ, rekommenderar vi UP400St (400W, 24kHz) med en sonotrode S24d14D (14mm spets diameter). Andra diameter sonotrodes finns, förstås. Denna kraftfulla ultraljud Homogenisatorer, kommer med en temperatursond och automatisk SD-kort protocoling. Du kan använda UP400St med S24d14D vid amplituder från 20 till 99 micron. Vi rekommenderar att du använder en flytande behållare med kylning, där du placerar preparatet eller del i ett definierat avstånd från sonotrode spetsen. Den UP400St enheten kan fungera 24 timmar, 7 dagar i veckan kontinuerligt med full effekt.



  • Den Hielscher UIP1000hdT (1000W, 20kHz) med en sonotrode BS4d22 (22mm spets diameter) har mer makt, kan köras vid högre amplituder och process större prov. Enheten levereras med en temperatursond och automatisk SD-kort protocoling. Större diameter sonotrodes eller sonotrodes med utbytbara tips finns. Vi kan förse dig med nödvändiga tillbehör, såsom ett stativ, höjdjustering, en kraftfull kylvätska kylaggregat eller en mantlade test fartyg med fästen för ditt exemplar.



  • För en kavitation erosion test i en trycksatt vätska, rekommenderar vi UIP2000hdT (2000 watt, 20kHz). Liksom de andra enheterna, den innehåller en temperatursond och automatisk SD-kort protocoling. Den valfria digitala trycksensorn PS7D är mycket användbar för att övervaka en till rekord tryck.



  • Hielscher Ultrasonics har ett tekniskt centrum som kan utföra kavitation erosion testning som en tjänst. Från bearbetning av standardpreparat, precisions vägning och kavitation exponering under kontrollerade och repeterbara förhållanden till en fullständig rapport och en retur av prover till dig, Hielscher kan anpassa test protokollet för att uppfylla dina krav.


Observera att våra Integritetspolicy.


Vad påverkar kavitation erosion?

Ultraljud kavitation resulterar i kavitation erosion. Ju intensivare ultraljud kavitation är, desto snabbare är erosion. En mer intensiv kavitation kan urholkar material ytor, att en mycket mjuk kavitation inte kan urholk alls. Så det kan finnas en minsta intensitet som krävs för att ditt material ska erosion testas.

ultraljud amplitud

Vibrations amplituden är den viktigaste parametern för ultraljudsbehandling intensitet och den resulterande kavitation intensitet. Högre amplituder ger en mer intensiv kavitation. I Ultrasonics, amplituden specificeras i micron som Peak-peak. Hielscher ultrasonic enheter kan du justera amplituden i ett brett spektrum. När enheten har justerats håller den amplituden på den justerade nivån under alla belastningsförhållanden. Detta är en viktig funktion för att få kontrollerbara och upprepningsbara kavitation testförhållanden.
Hielscher ultrasonic enheter kan du utföra cavitational erosions test på amplituder från så lite som 2 micron till 200 micron eller mer.

Vätsketryck under ultraljudsbehandling

Många standardprotokoll för kavitation erosion tester använder ultraljud kavitation vid omgivningstryck. Vätsketryck är den näst viktigaste faktorn för ultraljudsbehandling intensitet. En 10% ökning av omgivningstrycket kommer att öka ultraljudsbehandling intensitet med ca 10%. Mer intensiv kavitation minskar den tid som behövs för att uppnå en viss grad av kavitation erosion. Ofta enstaka prov kan ta någonstans från 15 till 120 minuter. Om du har många prover för att testa, arbetar vid högre tryck kan minska tiden för varje test avsevärt. Tester vid 5 barg (73psig) kräver ca 80% mindre tid för varje test.
Hielscher levererar trycktäta testceller med en digital trycksensor för kavitation erosion testning. Med en tryck tät cell kan du kontrollera och bibehålla trycket under varje test. Ultraljud generatorn övervakar trycksensorn ständigt och protokoll det faktiska trycket till en Excel-kompatibel CSV-fil på ett SD-kort (ingår). Hielscher levererar Tryckregulatorer för att ställa in och bibehålla arbetstrycket.
Som en standard Hielscher tryck-tight testceller för kavitation erosion tester är klassade för upp TP 5barg (73psig). Högre tryck på upp till 300barg (4350psig) finns tillgängliga på begäran.

Ultraljud frekvens

I allmänhet kavitation erosion tester använder lågfrekvent hög intensitet ultraljud i 18-30kHz sortiment. I detta spänner variationen av frekvensen har mycket inskränkt att verkställa på kavitationintensiteten. Alla Hielscher-enheter fungerar med en konstant frekvens.

Höj-och sänkbara inställningar för att justera avståndet mellan ultraljud sonotrode och prov under kavitation erosion provning (ASTM G32-16)

Höj-och sänkbar test cell för erosion av kavitation (ASTM G32-16)

Avstånd från sonotrode

Det material som ska testas kan monteras till sonotrode eller under sonotrode. Du kan göra en gängad materialprov och montera den till slutet av ultraljud sonotrode. I detta fall, preparatet vibrerar vid den specificerade ultraljudamplituden och producerar kavitation på dess yta. Detta kräver precisionsbearbetning och inte alla material lämpar sig för detta alternativ.
Alternativt kan du fixera en del eller prov i nära anslutning under en Titan sonotrode. I detta fall producerar Titan sonotrode kavitation och materialets yta utsätts för kavitation. Detta är det mer praktiska alternativet som du kan placera exemplar av olika storlekar eller former i test cellen. Om du använder en större sonotrode, såsom en 50mm eller 80mm diameter sonotrode, du kan exponera flera delar till kavitation erosion på samma gång. Detta är mycket användbart när du måste testa många delar per dag, till exempel för kvalitetskontroll.
I båda fallen, avståndet mellan ultraljud sonotrode och materialet ytan bredvid det är mycket viktigt. I allmänhet är kavitation erosion snabbare när du använder ett mindre avstånd. Typiska avstånd varierar från 0,2 till 15mm. För avgörande resultat bör du använda samma avstånd för alla tester.

vätsketemperatur

Varmare vätska resultera i en lägre ultraljud kavitation intensitet. Inmatningen av mekanisk vibrationsenergi i vätskan kommer att orsaka att vätskan värms upp. För att bibehålla en konstant temperatur under varje kavitation erosion test, måste vätskan kylas. Hielscher levererar mantlade behållare och mantlade trycktäta celler. Alternativt kan du använda en kylspole i en bägare eller så kan du sätta bägaren i ett isbad. Ett kylmedel som rinner genom jackan eller genom kyl spolen avlägsnar värme från vätskan.
Hielscher ultrasonic enheter, såsom UP400St eller UIP1000hdT kommer med en PT100 temperatursond (ingår). Ultraljud generatorn övervakar den faktiska vätsketemperaturen kontinuerligt och protokoll temperaturen till en Excel-kompatibel CSV-fil på ett SD-kort (ingår). Du kan ställa in generatorn att pausa kavitation erosion tester bör vätsketemperaturen avvika för mycket från din set-punkt, e.g. på grund av otillräcklig kylkapacitet. Generatorn kan återuppta ultraljudsbehandling automatiskt när vätskan nådde den angivna temperaturen igen.

Kaviterande vätska

I allmänhet kavitation erosion tester använder vatten, såsom destillerat vatten. Olika vätskor visar olika kavitation egenskaper. Om vatten är frätande på ditt material, du kanske vill testa alternativa vätskor, såsom låg viskositet silikon oljor eller organiska lösningsmedel för att eliminera eller minska den frätande faktorn. Alternativt kan du göra vätskan mer frätande, t ex genom att ändra pH eller mer slipmedel genom att tillsätta slippartiklar. Du kan använda kavitation erosion tester för att utvärdera erosivitet och korrosivitet av vätskor, såsom borrslam eller att utvärdera effektiviteten av korrosion eller erosion hämmare.

Bearbetning

När du tillverkar en del eller ett preparat, CNC-bearbetning, slipning eller polering orsaka skador på kornstrukturen nära den materiella ytan. Detta minskar erosionsbeständighet.

Passivering/oxidskikt

Mycket ofta sker erosion och korrosion på samma gång. Vatten, såsom destillerat, demineraliserat eller avjoniserat vatten kan vara frätande för många material. Ultraljud kavitation främjar korrosion. Passiva skikt, t ex vid anodiserad aluminium, kommer att öka resistensen hos en material yta mot erosion och korrosion.

Vilka begränsningar har kavitation erosion testing?

Vissa elastomerer kan kräva mycket intensiv kavitation exponering för att visa någon kavitation erosion alls. I detta fall, ultraljudsbehandling utan en trycksatt cell kan inte visa någon mätbar effekt.

15.9 mm sonotrode med utbytbar spets för kavitation erosion testmetod ASTM G32-16

ASTM G32-16 15.9 mm sonotrode med utbytbar spets



Mall test protokoll för kavitation erosion testing

Du kan ladda ner vår mall kalkylblad i följande format: Pdf, Microsoft Excel XLSEller Apple-nummer.

Exempelkalkylblad för kavitation erosion testing

Exempelkalkylblad för kavitation erosion testing