Cavitation xói mòn xảy ra trên bề mặt vật liệu được tiếp xúc với cường độ cao siêu âm cavitation. Cavitation xói mòn thử nghiệm là một phương pháp nhanh chóng để đo độ xói mòn của vật liệu hoặc lớp phủ để căng thẳng dữ dội và các yếu tố xói mòn khác. Nó cung cấp một đo lường định lượng dễ dàng để kiểm soát chất lượng và hữu ích trong quá trình nghiên cứu vật liệu hoặc xây dựng lớp phủ.

Tại sao sử dụng cavitation xói mòn thử nghiệm?

Đang thực hiện xói mòn hoặc ăn mòn có thể yêu cầu một thay thế thường xuyên của các bộ phận hoặc đổi mới của lớp phủ bề mặt. Vật liệu xói mòn bề mặt do ảnh hưởng cơ học hoặc hóa học là một quá trình chậm kết quả trong việc phá hủy dần các bề mặt vật liệu. Do đó, việc đánh giá khả năng chống xói mòn vật liệu hoặc tác dụng xói mòn của chất lỏng và slurries, có thể là một quá trình rất tốn thời gian.
Siêu âm cavitation xói mòn thử nghiệm cho ra bề mặt vật liệu để kiểm soát, dữ dội, lặp lại căng thẳng chu kỳ. Điều này dẫn đến sự xói mòn đáng kể bề mặt vật liệu trong một thời gian ngắn. Bạn có thể nhanh chóng đo lường khả năng chống xói mòn để kiểm soát chất lượng thường xuyên trong sản xuất, để đánh giá các vật liệu đến hoặc trong quá trình nghiên cứu và phát triển.
Các ứng dụng tiêu chuẩn bao gồm thử nghiệm luyện kim, kiểm tra xây dựng lớp phủ, kiểm tra ứng dụng lớp phủ hoặc đánh giá các chất ức chế xói lở trong chất lỏng.

Tại sao hiện cavitation gây xói mòn bề mặt?

Thiết bị siêu âm, chẳng hạn như UP400St (400 Watt, 24kHz) hoặc UIP1000hdT (1000 Watt, 20kHz) vài rung động siêu âm vào chất lỏng, chẳng hạn như nước. Các phong trào đối ứng nhanh chóng của sự rung động trong chất lỏng sản xuất và sụp đổ bong bóng cavitation. Khi các bong bóng sụp đổ, độ căng cơ học địa phương cao xảy ra trong chất lỏng và trên bề mặt vật liệu tiếp xúc. Máy bay phản lực chất lỏng lên đến 1000km/h và áp lực địa phương lên đến 1000atm dẫn đến mệt mỏi nhanh chóng trên bề mặt vật liệu. Điều này có thể loại bỏ oxit hoặc passivation lớp, lớp phủ hoặc bẩn. Nó có thể gây ra rống của vật liệu rắn, chẳng hạn như thép, Titan, nhôm, nhựa hoặc thủy tinh. Do đó, cavitation xói mòn thử nghiệm là một phương pháp thử nghiệm phá hoại.

Làm thế nào để kiểm tra xói mòn cavitation làm việc?

Cavitation xói mòn vật liệu bề mặt gây ra mất dần vật liệu. Bạn có thể dễ dàng đo lường sự mất vật liệu bằng cách cân các vật liệu trên quy mô chính xác trước và sau khi tiếp xúc với sự xói mòn cavitation được xác định. Một thay đổi trọng lượng điển hình cho một thử nghiệm xói mòn cavitation là giữa 1 và 30mg. Để tiêu chuẩn hóa hơn nữa, bạn có thể tính toán sự mất mát khối lượng bằng cách chia giảm cân bằng mật độ vật chất. Độ sâu thâm nhập có nghĩa là (MDP) được tính bằng cách chia khối lượng mất mát của diện tích bề mặt mẫu. Ngoài ra, bạn có thể đo độ sâu rỗ hoặc khối lượng di dời. Bạn có thể sử dụng phân tích bằng kính hiển vi để đạt được thông tin chất lượng bổ sung về mô hình xói mòn.
Khi bạn sử dụng một thiết bị siêu âm Hielscher cho các thử nghiệm xói mòn cavitation, bạn có thể đặt trước phạm vi nhiệt độ và phạm vi áp lực mà bạn muốn làm việc tại. Bạn có thể điều chỉnh biên độ sonication. Tất cả các thông số được theo dõi, Hiển thị và protocoled vào một SD-Card. Bạn không cần bất kỳ cài đặt phần mềm độc quyền. Nếu bạn thích, bạn có thể kiểm soát và theo dõi quá trình siêu âm từ trình duyệt web thông thường của bạn, nếu bạn kết nối thiết bị siêu âm với máy tính qua cáp Ethernet (bao gồm).

Phương pháp tiêu chuẩn ASTM G32 cho cavitation xói mòn sử dụng một thiết bị rung là gì?

Tiêu chuẩn ASTM G32-16 mô tả một phương pháp chuẩn hóa cho cavitation xói mòn. Nó xác định một thử nghiệm đơn giản, kiểm soát và tái sản xuất để định lượng và so sánh sự chống xói mòn cavitation của vật liệu khác nhau. Các thông số kỹ thuật của ATSM G32-16 rất hữu ích để so sánh kết quả của bạn với các ấn phẩm khác. Nếu bạn muốn thực hiện cavitation xói mòn thử nghiệm trong kiểm soát chất lượng, chúng tôi khuyên bạn nên thích ứng với cavitation xói mòn giao thức thử nghiệm để yêu cầu cụ thể của bạn. Chúng tôi sẽ được vui để hỗ trợ bạn với việc thiết kế một giao thức tùy chỉnh cavitation xói mòn thử nghiệm. Để biết thêm thông tin về cavitation xói mòn thử nghiệm phù hợp với ASTM-G32, xin vui lòng bấm vào đây!

Tại sao tôi nên sử dụng một giới hạn năng lượng thay vì một giới hạn thời gian?

Nhiều ấn phẩm và các giao thức kiểm tra xói mòn chỉ định một thời gian tiếp xúc cavitation. Trong các thiết bị siêu âm Hielscher, bạn có thể đặt trước một thời gian sonication và hệ thống sẽ dừng lại sau thời gian này đã trôi qua. Sau đó bạn có thể tính toán tốc độ xói mòn cavitation kết quả trong mm/HR hoặc MM3/HR. Một giới hạn thời gian là chấp nhận được, chỉ khi bạn không thay đổi bất kỳ thông số, chẳng hạn như mức chất lỏng, biên độ, áp suất, nhiệt độ, thành phần chất lỏng hoặc khoảng cách giữa sonotrode và bề mặt vật liệu. Nếu bất kỳ của các thông số này thay đổi, như vậy sẽ sức mạnh của sonication và cường độ của cavitation. Điều quan trọng là, rằng sức mạnh thực tế ròng giao cho chất lỏng không phải dao động trong suốt thời gian của thử nghiệm.
Trong thiết bị siêu âm Hielscher bạn có thể thiết lập một giới hạn năng lượng. Trong trường hợp này, thiết bị siêu âm sẽ dừng lại, sau khi nó phân phối năng lượng siêu âm được chỉ định. Các thiết bị Hielscher sẽ hiển thị và ghi lại các thông số, chẳng hạn như thực tế net Power, biên độ, áp suất và chất lỏng. Biến động trong quyền lực hoặc cố ý thay đổi các thông số sẽ được bù đắp khi sử dụng một giới hạn năng lượng. Sau đó, bạn có thể xác định tốc độ xói mòn cavitation kết quả trong mm/kWhr, MM3/kWhr hoặc mg/kWhr.
Nếu bạn cân nhắc các mẫu vật giữa cavitation xói mòn khoảng thời gian, bạn có thể tạo ra đường cong Hiển thị giảm cân cận biên (tỷ lệ giảm cân trong mỗi khoảng cách năng lượng) trên năng lượng tích lũy.
Để có kết quả chính xác hơn, thiết bị có thể thực hiện hiệu chuẩn tự động (30 giây). Điều này đo lường sức mạnh cho tất cả các thiết lập biên độ trong không khí ở áp suất môi trường xung quanh. Thiết bị Hielscher sử dụng dữ liệu hiệu chuẩn này để cung cấp cho các giá trị năng lượng ròng rất chính xác trong thời gian thực.

Áp suất chất lỏng trong Sonication

Nhiều giao thức tiêu chuẩn cho cavitation xói mòn thử nghiệm sử dụng siêu âm cavitation ở áp suất môi trường xung quanh. Áp suất chất lỏng là yếu tố quan trọng thứ hai đối với cường độ sonication. Tăng 10% áp suất môi trường xung quanh sẽ làm tăng cường độ sonication khoảng 10%. Cavitation dữ dội hơn làm giảm thời gian cần thiết để đạt được một mức độ nhất định của cavitation xói mòn. Thường thì thử nghiệm mẫu đơn có thể mất một nơi nào đó từ 15 đến 120 phút. Nếu bạn có nhiều mẫu để kiểm tra, làm việc ở áp suất cao hơn có thể cắt giảm thời gian cho mỗi thử nghiệm đáng kể. Các thử nghiệm tại 5 barg (73psig) đòi hỏi khoảng 80% thời gian ít hơn cho mỗi bài kiểm tra.
Hielscher cung cấp áp lực-các tế bào kiểm tra chặt chẽ với một cảm biến áp lực kỹ thuật số cho cavitation thử nghiệm xói mòn. Sử dụng một tế bào chặt chẽ áp lực, bạn có thể kiểm soát và duy trì áp lực trong mỗi thử nghiệm. Máy phát siêu âm theo dõi cảm biến áp suất liên tục và giao thức áp suất thực tế cho tệp CSV tương thích với Excel trên thẻ SD (bao gồm). Hielscher cung cấp điều chỉnh áp lực để thiết lập và duy trì áp lực hoạt động.
Như một áp lực Hielscher tiêu chuẩn-kiểm tra chặt chẽ các tế bào cho cavitation thử nghiệm xói mòn được đánh giá cao nhất cho TP 5barg (73psig). Áp suất cao hơn lên đến 300barg (4350psig) được cung cấp theo yêu cầu.

tần số siêu âm

Nói chung, cavitation xói mòn thử nghiệm sử dụng Ultrasonics tần số thấp cường độ cao trong phạm vi 18-30kHz. Trong phạm vi này, các biến thể của tần số có tác dụng rất hạn chế về cường độ cavitation. Tất cả các thiết bị Hielscher hoạt động ở tần suất không đổi.

Khoảng cách từ Sonotrode

Vật liệu được kiểm tra có thể được gắn vào sonotrode hoặc dưới sonotrode. Bạn có thể làm cho một mẫu vật liệu ren và gắn kết nó vào cuối của sonotrode siêu âm. Trong trường hợp này, mẫu vật rung tại biên độ siêu âm được chỉ định và tạo ra cavitation trên bề mặt của nó. Điều này đòi hỏi gia công chính xác và không phải tất cả các vật liệu đều phù hợp cho tùy chọn này.
Ngoài ra, bạn có thể fixate một phần hoặc mẫu ở gần nhau dưới một Titan sonotrode. Trong trường hợp này, Titan sonotrode tạo ra cavitation và bề mặt vật liệu được tiếp xúc với cavitation. Đây là lựa chọn thuận tiện hơn khi bạn có thể để mẫu các kích cỡ hoặc hình dạng khác nhau trong ô thử nghiệm. Nếu bạn sử dụng một sonotrode lớn hơn, chẳng hạn như sonotrode đường kính 50mm hoặc 80mm, bạn có thể phơi bày nhiều phần để cavitation xói mòn cùng một lúc. Điều này là rất hữu ích khi bạn phải kiểm tra nhiều phần mỗi ngày, ví dụ như kiểm soát chất lượng.
Trong cả hai trường hợp, khoảng cách giữa sonotrode siêu âm và bề mặt vật chất bên cạnh nó là rất quan trọng. Nói chung, sự xói mòn cavitation là nhanh hơn khi sử dụng một khoảng cách nhỏ hơn. Khoảng cách điển hình khoảng từ 0,2 đến 15mm. Đối với kết quả thuyết, bạn nên sử dụng cùng một khoảng cách cho tất cả các bài kiểm tra.

nhiệt độ lỏng

Chất lỏng ấm hơn kết quả trong một cường độ siêu âm cavitation thấp hơn. Đầu vào của năng lượng rung động cơ học vào chất lỏng sẽ làm cho chất lỏng nóng lên. Để duy trì nhiệt độ liên tục trong mỗi thử nghiệm xói mòn cavitation, chất lỏng cần phải được làm mát. Hielscher cung cấp các thùng chứa jacketed và áp lực jacketed-tế bào chặt chẽ. Hoặc bạn có thể sử dụng một cuộn dây làm mát trong một cốc hoặc bạn có thể đặt các cốc trong một bồn nước đá. Một chất làm mát chạy qua áo hoặc thông qua các cuộn dây làm mát loại bỏ nhiệt từ lỏng.
Thiết bị siêu âm Hielscher, chẳng hạn như UP400St hoặc UIP1000hdT đi kèm với một đầu dò PT100 nhiệt độ (bao gồm). Máy phát siêu âm theo dõi nhiệt độ chất lỏng thực tế liên tục và giao thức nhiệt độ cho tệp CSV tương thích với Excel trên thẻ SD (bao gồm). Bạn có thể thiết lập các máy phát điện để tạm dừng cavitation xói mòn thử nghiệm nên nhiệt độ chất lỏng đi chệch khỏi quá nhiều từ các thiết lập của bạn-điểm, ví dụ như do không đủ công suất làm mát. Máy phát điện có thể tiếp tục sonication tự động khi chất lỏng đạt đến nhiệt độ được chỉ định một lần nữa.

Chất lỏng cavitating

Nói chung cavitation xói mòn thử nghiệm sử dụng nước, chẳng hạn như nước cất. Chất lỏng khác nhau cho thấy đặc điểm cavitation khác nhau. Nếu nước bị ăn mòn tài liệu của bạn, bạn có thể muốn thử nghiệm các chất lỏng thay thế, chẳng hạn như các loại dầu silicone có độ nhớt thấp hoặc dung môi hữu cơ để loại bỏ hoặc giảm yếu tố ăn mòn. Ngoài ra, bạn có thể làm cho chất lỏng ăn mòn hơn, ví dụ như bằng cách thay đổi pH hoặc mài mòn hơn bằng cách thêm các hạt mài mòn. Bạn có thể sử dụng cavitation xói mòn thử nghiệm để đánh giá sự erosiveness và ăn mòn của chất lỏng, chẳng hạn như khoan chồi hoặc để đánh giá hiệu quả của các chất ức chế xói mòn hoặc mòn.

gia công

Khi bạn sản xuất một phần hoặc một mẫu vật, gia công CNC, mài hoặc đánh bóng nguyên nhân gây thiệt hại cho cấu trúc hạt gần bề mặt vật liệu. Điều này làm giảm khả năng chống xói mòn.

Lớp passivation/Oxide

Rất thường xuyên xói mòn và ăn mòn xảy ra cùng một lúc. Nước, chẳng hạn như chưng cất, nước khử khoáng hoặc de-ion hóa có thể bị ăn mòn cho nhiều vật liệu. Siêu âm cavitation thúc đẩy sự ăn mòn. Lớp thụ động, ví dụ như tại nhôm anodized sẽ làm tăng sức đề kháng của một bề mặt vật chất để xói mòn và ăn mòn.

Những hạn chế nào cavitation xói mòn thử nghiệm có?

Một số đàn hồi có thể yêu cầu tiếp xúc cavitation rất cường độ cao để hiển thị bất kỳ xói mòn cavitation ở tất cả. Trong trường hợp này, sonication mà không có một tế bào áp lực có thể không hiển thị bất kỳ hiệu ứng đo.