Dengiz bronza qoplamalarining amaliy kavitatsion eroziya sinovi

Kavitatsiya eroziyasini sinash eng foydali bo‘lgani shu paytda bo‘ladi, agar u nazorat qilingan laboratoriya ta'sirini haqiqiy muhandislik muammosi bilan bog‘lasa. Amaliy misol sifatida kemaning rul va pervanelar kabi dengiz komponentlari uchun kavitatsiyaga chidamli bronza qoplamalarni baholashni keltirish mumkin. Ushbu qismlar mahalliy bosim o‘zgarishlari bug‘ pufakchalarini yuzada portlashi mumkin bo‘lgan hududlarda ishlaydi va bu takroriy yuqori intensivlikdagi zarba yuklarini hosil qiladi. Vaqt o'tishi bilan bu pitting, charchash shikastlanishi, qoplamaning shikastlanishi va material yo‘qolishiga olib keladi.

Bronza qoplamalarning kavitatsiya eroziyasi sinovi

Hauer va boshq. tomonidan o'tkazilgan tadqiqotda, sovuq purkash, issiq purkagich, HVOF purkash va ark purkash orqali hosil bo'lgan bronza qoplamalar quyma nikel alyuminiy bronza va kemasozlik po'lati bilan solishtirildi. Asosiy savol oddiy edi: qaysi qoplama jarayoni bronza yuzasini kavitatsiya ta'sirida dengizda xizmat qilish uchun yetarlicha uzoq vaqt bardosh bera oladi? Bunga javob berish uchun tadqiqotchilar ASTM G32-16 asosidagi kavitatsiya eroziya testidan foydalanib, vibratsion apparat bilan jihozlangan va sinov tizimi sifatida Hielscher UIP1000hdT ultratovushli vibratsiya tizimini o'z ichiga olgan.

Test sharoitlarini aniq nazorat qilish va avtomatlashtirilgan ma'lumotlarni yozib olish

Sonikator UIP1000hdT ushbu turdagi test uchun juda mos keladi, chunki u kavitatsiya eroziyasi sinovlari uchun ishlatiladigan diapazonda yuqori intensivlikda, past chastotali ultratovushni taqdim etadi. 1000-vattli sonikator yordamida kavitatsiya eroziyasi sinov tizimi 20 kHz chastotada ishlaydi va aniq jarayon monitoringi, amplitudani nazorat qilish, harorat o'lchash hamda test ma'lumotlarini avtomatik protokollash imkonini beradi. Bu funksiyalar muhim, chunki kavitatsiya intensivligi amplituda, suyuqlik harorati, suyuqlik bosimi, sonotrod geometriyasi va sonotrod bilan namuna orasidagi masofaga kuchli bog'liq.

(a) ASTM G32-16 bo'yicha kavitatsiya eroziyasi testi UIP1000hd sonikatori bilan (bilvosita usul). Barcha test parametrlari nominal qiymatlardir; toleranslar standartda keltirilgan.
(b) Eroziya-vaqt egri chizig'idagi sxematik fazalar va test jarayonidagi xarakteristik parametrlar.
Grafikalar va tadqiqot: ©Hauer va boshq., 2021.

Bronza qoplamalarining ultratovush kavitatsiya eroziyasi sinovi

Dengiz bronza qoplamasi uchun sinov bilvosita ASTM G32 tartibida o'tkazildi. Ushbu konfiguratsiyada namuna tebranish shoxiga biriktirilmagan. Buning o'rniga, ultratovushli sonotrod distillangan suvda kavitatsiya hosil qiladi va qoplangan namuna sonotrod ostida belgilangan bo'shliqda o'rnatiladi. Hauer va boshqalar. namuna va sonotrod o'rtasida 0,5 mm masofa, 20 kHz chastotasi va 50 mkm cho'qqidan tepaga amplitudadan foydalangan. Sinov suyuqligi distillangan suv bo'lib, taxminan xona haroratida, 25 °C atrofida saqlanadi.

Namuna tayyorlash muhim bosqich. Kavitatsiya ta'siridan oldin, qoplangan yuzalar bosqichma-bosqich maydalanib, 4 μm dan pastda mayda olmos abraziv darajasiga silliqlangan. Bu bo'sh biriktirilgan zarralar yoki yuzaki notekisliklarning ta'sirini kamaytiradi, aks holda ular darhol ajralib, eroziya egri chizig'ini buzishi mumkin. Maqsad qoplamani chiroyli ko'rsatish emas, balki takrorlanadigan boshlang'ich sharoit yaratishdir, shunda o'lchangan massa yo'qotilishi kavitatsiya qarshiligini aks ettiradi, sirtning yomon tayyorlanishi emas.

Ultrasonik kavitatsiya eroziyasini sinovdan o'tkazish tartibi va uning natijalari

Amaliy test jarayoni oddiy. Birinchidan, har bir namuna tozalanadi, quritiladi va aniq tarozida tortiladi. Keyin u UIP1000hdT sonikatorining BS4d22 sonotrodi ostidagi sinov kamerasiga 0,5 mm bo'shliq bilan ehtiyotkorlik bilan va takroriy ravishda o'rnatiladi. Sonikator belgilangan amplituda va chastotada ishlaydi, suyuqlik harorati esa isitishning kavitatsiya intensivligini o'zgartirmasligi uchun nazorat qilinadi. Belgilangan ta'sir qilish oralig'idan so'ng, namuna olinadi, tozalanadi, quritiladi va yana tortiladi. Ushbu ketma-ketlik to'liq eroziya egri chizig'i olinmaguncha, materialga bog'liq bo'lgan ta'sir qilish oralig'ida takrorlanadi.
Xom o'lchov - bu massa yo'qolishi. Muhandislik taqqoslash uchun bu massa yo'qolishi material zichligi yordamida hajm yo'qotilishiga aylanadi. So'ngra o'rtacha eroziya chuqurligini aniqlash uchun hajm yo'qolishi ochiq sirt maydoniga bo'linadi. Eroziya chuqurligi egri chizig'idan tadqiqotchi eroziyaning maksimal tezligi, terminal eroziya tezligi va eroziyaning o'rtacha chuqurligi kabi xarakterli eroziya parametrlarini hisoblashi mumkin. Hielscher, shuningdek, tanlangan protokolga qarab, eroziya massa, hajm yoki kirish chuqurligi yoki har bir etkazib beriladigan ultratovush energiyasi sifatida xabar qilinishi mumkinligini ta'kidlaydi.

O'rtacha eroziya chuqurliklari, sozlangan qoplama sifat parametrlari funksiyasi n. Kukun annealizatsiyasi va shu bilan kamaygan kukun mustahkamligi yuqori qoplama sifatiga erishish imkonini beradi. Insertlar 100 daqiqalik kavitatsiya sinovidan so'ng yuzaga kelgan sirt shikastlanishini ko'rsatadi.
Grafiklar va tadqiqot: ©Hauer va boshq., 2021.

Hauer tadqiqotining muhim saboqlaridan biri shundaki, erta eroziya darajasi noto'g'ri bo'lishi mumkin. Termik va kinetik püskürtülmüş qoplamalar ko'pincha yuqori boshlang'ich material yo'qotilishini ko'rsatdi, keyin esa pastroq, barqarorroq eroziya tezligi. Shu sababli, Hauer va boshqalar. uzoq muddatli qoplama ishlashining ko'proq vakili sifatida terminal eroziya tezligidan foydalanilgan. Ularning 120 daqiqalik taqqoslashlarida terminal eroziya tezligi asosan testning ikkinchi yarmidan boshlab, barqarorlashtirilgan xatti-harakatni yaxshiroq ushlash uchun 60 daqiqadan yuqori baholandi.

Test natijalari nazorat ostidagi vibratsion kavitatsiya apparati nega qimmatli ekanini ko'rsatadi. Quyma nikel alyuminiy bronza taxminan 0,40 μm/soat terminal eroziya tezligini ta'minlagan. Optimallashtirilgan issiq purkalgan bronza 0,57 μm/soatga yetdi, bu quyma ko'rsatkichiga yaqin. Kema qurilishi po'latida optimallashtirilgan arc-spray qoplama taxminan 1,02 μm/soat, optimallashtirilgan HVOF qoplamasi esa taxminan 1,74 μm/soatga yetdi. Bu qoplamalar quyma vint bronzasiga to'liq mos kelmasa-da, ular kemasozlik po'latidan ancha ustun edi; Tadqiqotda ko'rsatilishicha, arc purkagich va HVOF bilan purkalgan qoplamalar VL-A po'latiga nisbatan mos ravishda taxminan 26 va 16 barobar yaxshiroq kavitatsiya chidamliligiga erishgan.

Kavitatsiya eroziyasi testlari uchun tebranish qurilmasi sifatida sonikatordan foydalaning

Amaliy xulosa shuki, UIP1000hdT sonikatori vibratsion apparat sifatida kavitatsiya eroziyasi sinovlari faqat materiallarni tartibga solish bilan cheklanmaydi. U qoplama jarayoni, mikrotuzilma, oksid miqdori, porozlik, interfeys bog'lanishi va davolashdan keyingi jarayonlarning haqiqiy eroziya xatti-harakatiga qanday ta'sir qilishini ochib beradi. Hauer va boshqalar HVOF va arka purkash po'lat rul yuzalarini yaxshilashda kuchli ishlash-xarajat kompromisini taklif qilishi mumkinligini, sovuq va issiq purkash esa kavitatsiya qarshiligi nikel alyuminiy bronzasiga yaqin bo'lsa afzal ko'rilishi mumkinligini xulosa qilishdi.

Laboratoriyalar va qoplama ishlab chiqaruvchilari uchun takrorlanadigan natijalar uchun kalit test parametrlarini qat'iy nazorat qilishdir: sonotrod amplitudasi, chastota, sonotroddan namunaga masofa, suyuqlik harorati, suyuqlik kimyosi, namuna tayyorlash, tortish intervallari va eroziya tezligini hisoblash. Ushbu shartlar belgilanganidan so'ng, Hielscher UIP1000hdT ultratovush kavitatsiyasini miqdoriy qoplama samaradorligi ma'lumotlariga tarjima qilishning amaliy va takrorlanadigan usulini taqdim etadi.

Kavitatsiya eroziyasini tekshirish uchun namunaviy ish varag'i

 
Kavitatsiya eroziyasi testlari bo'yicha ko'rsatmalarni bu yerdan topishingiz mumkin!

ASTM G32 Kavitatsiya Eroziyasi Sinov Sozlamasi

UIP500hdT, UIP1000hdT, UIP15000hdT va UIP2000hdT sonikatorlari ASTM G32 sinovlari uchun mos keladi. Biz har bir bo'linmaga aniq ma'lumot bera olamiz amplitudani o'lchash protokoli sonotrod uchidagi mexanik amplitudani. Biz ushbu qurilmalardan birini sonotrode BS4d22 (diametri 22 mm) va ST2 stendi bilan ishlatishni tavsiya qilamiz.

ASTM G32 -16 almashtiriladigan uchi bilan 15,9 mm Sonotrode

Dizayn, ishlab chiqarish va konsalting – Germaniyada ishlab chiqarilgan sifat

Hielscher ultrasonikatorlari eng yuqori sifat va dizayn standartlari bilan mashhur. Mustahkamlik va qulay foydalanish ultratovush qurilmalarimizni sanoat ob'ektlariga silliq integratsiya qilish imkonini beradi. Qo'pol sharoitlar va talabchan muhit Hielscher ultrasonikatorlari tomonidan osonlik bilan hal qilinadi.

Hielscher Ultrasonics ISO sertifikatiga ega kompaniya bo'lib, eng zamonaviy texnologiya va foydalanuvchilarga qulaylik bilan ajralib turadigan yuqori samarali ultratovush apparatlariga alohida e'tibor beradi. Albatta, Hielscher ultrasonikatorlari Idoralar talablariga javob beradi va UL, CSA va RoHs talablariga javob beradi.

Adabiyot / Adabiyotlar