Máy siêu âm cho ASTM D5621 Độ ổn định cắt sóng âm của chất lỏng thủy lực

Phương pháp thử tiêu chuẩn ASTM D5621 mô tả thử nghiệm độ ổn định cắt âm thanh của chất lỏng thủy lực và độ nhớt của chúng ở 40 ° C và 100 ° C tương ứng. Để kiểm tra và xác định độ ổn định độ nhớt của chất lỏng thủy lực khi bị cắt, cần có một phương pháp thử nghiệm đáng tin cậy. ASTM D5621 là một giao thức tiêu chuẩn hóa để đánh giá độ ổn định cắt của chất lỏng thủy lực bằng cách sử dụng lực cắt siêu âm.

Kiểm tra độ ổn định cắt siêu âm của chất lỏng thủy lực sử dụng ASTM D5621

ASTM D5621 là một giao thức tiêu chuẩn hóa để xác định sự mất độ nhớt của chất lỏng thủy lực dưới lực cắt âm thanh. Do đó, lực cắt siêu âm được áp dụng cho các mẫu chất lỏng thủy lực để đánh giá độ ổn định của cắt. Lý tưởng cho polyme có chứa dầu thủy lực và dầu động cơ.
Mục đích: Chất lỏng thủy lực (chất bôi trơn cụ thể), dầu động cơ, chất lỏng truyền động cho ô tô, chất lỏng máy kéo và các chất lỏng truyền động khác tiếp xúc với lực cắt ở các mức độ khác nhau trong quá trình hoạt động bình thường, có thể dẫn đến thay đổi độ nhớt và giảm hiệu suất sau đó. Để cải thiện chỉ số độ nhớt của chất lỏng thủy lực, các polyme (ví dụ như polyme lược) được thêm vào chất lỏng thủy lực đó. Thử nghiệm ASTM D5621 kiểm tra sự thay đổi độ nhớt trong chất lỏng chứa polyme tiếp xúc với lực cắt do siêu âm tạo ra, được gọi là rung cắt âm thanh.
Ứng dụng: Mục tiêu của giao thức tiêu chuẩn ASTM D5621 là xác định độ nhớt của mẫu dưới ứng suất cắt. Thử nghiệm này có liên quan đến chất lỏng thủy lực vì chất lỏng thủy lực làm chất lỏng truyền lực tiếp xúc với lực cắt. Hành vi của chúng trong các điều kiện cắt nhất định phải được xác định để chọn chất lượng chất lỏng thủy lực phù hợp để sử dụng trong các máy móc và động cơ cụ thể.
Thủ tục: Độ nhớt ban đầu của chất lỏng thủy lực được xác định. Sau đó, mẫu được đặt vào cốc thử nghiệm, tôi luyện đến nhiệt độ thử nghiệm và xử lý bằng máy rung siêu âm (tức là thiết bị cắt siêu âm) trong thời gian thử nghiệm được chỉ định. Sau đó, độ nhớt của mẫu siêu âm được đo. Báo cáo liệt kê độ nhớt ban đầu, độ nhớt cuối cùng và tỷ lệ phần trăm thay đổi độ nhớt tính bằng centistoke.

Thiết bị cho Phương pháp thử tiêu chuẩn ASTM D5621 về độ ổn định cắt âm thanh của chất lỏng thủy lực

Để thực hiện quy trình được mô tả và tiêu chuẩn hóa trong giao thức ASTM D5621, cần có thiết bị được chỉ định.

• Máy siêu âm: Một thiết bị cắt siêu âm kiểu đầu dò với tần số cố định và còi siêu âm (còn được gọi là đầu dò hoặc sonotrode). Một thiết bị siêu âm điển hình được sử dụng để thử nghiệm ASTM D2603 là UP400St (24kHz, 400W) với đầu dò siêu âm (còi? sonotrode) S24d22.

Để tạo điều kiện cho hiệu suất đồng đều và kết quả có thể lặp lại, các thiết bị phụ trợ sau được khuyến nghị:

• Tắm nước? đá: Bồn tắm nước làm mát hoặc bồn nước đá có khả năng duy trì nhiệt độ áo khoác 0 ° C.
• Cảm biến nhiệt độ chẳng hạn như PT100 (đi kèm với các thiết bị siêu âm UP400ST)
• Cốc Griffin 50mL, được làm từ thủy tinh borosilicat.
• Bao vây âm thanh (tùy chọn): Hộp bảo vệ âm thanh (ví dụ: hộp bảo vệ âm thanh SPB-L cho UP400St) để bao bọc còi siêu âm để giảm độ ồn do thiết bị cắt âm tạo ra.
• Máy đo độ nhớt: Bất kỳ máy đo độ nhớt và bồn tắm nào đáp ứng các yêu cầu của Phương pháp thử D445 là đủ.

Thử nghiệm cắt sóng âm theo tiêu chuẩn ASTM D6080

“Hệ thống phân loại độ nhớt cho chất lỏng thủy lực được xác định trong ASTM D6080. Hệ thống phân loại D6080 sử dụng Phương pháp thử tiêu chuẩn ASTM D5621 về độ ổn định cắt âm thanh của chất lỏng thủy lực, sau này được gọi là thử nghiệm cắt âm thanh, làm cơ sở để xác định cấp độ nhớt của chất lỏng thủy lực đa cấp (ASTM D5621). Trong quy trình D5621, dầu chứa polyme được chiếu xạ bằng bộ dao động âm thanh trong 40 phút. Sự phân hủy của polyme bằng phương pháp âm thanh là kết quả của sự hình thành khoảng trống năng lượng và sụp đổ trong chất lỏng, chẳng hạn như có thể xảy ra trong điều kiện xâm thực chất lỏng. Phương pháp xác định tổn thất độ nhớt vĩnh viễn này đã được phát hiện là tạo ra những thay đổi độ nhớt tương tự như những gì được quan sát thấy trong các ứng dụng bơm cánh gạt, bánh răng và piston. Mối tương quan với hiệu suất thể tích của máy bơm cũng đã được báo cáo. Chất lỏng VI cao thể hiện tổn thất độ nhớt vĩnh viễn ít hơn trong thử nghiệm cắt sóng âm đã giúp nâng cao hiệu suất thể tích của máy bơm.” (Michael và cộng sự, 2018).
Michael et al. (2018) cũng phát hiện ra rằng đối với cuộc điều tra cụ thể này, thử nghiệm cắt sóng âm thông qua phương pháp ASTM D5621 tương quan tốt nhất với các phép đo độ nhớt cuối thử nghiệm.

Tại sao Hielscher Ultra-Sonicators để kiểm tra độ ổn định cắt theo tiêu chuẩn ASTM D5621?

Hielscher Ultrasonics cung cấp các thiết bị cắt siêu âm hiệu suất cao để kiểm tra độ ổn định cắt theo tiêu chuẩn ASTM D5621 và ASTM D2603. Với tần số cố định, công suất cắt siêu âm đáng tin cậy, thiết bị cắt siêu âm Hielscher lý tưởng để đánh giá độ ổn định cắt của chất lỏng thủy lực. Máy siêu âm Hielscher được trang bị phần mềm và cài đặt thông minh, cho phép thử nghiệm phức tạp theo tiêu chuẩn ASTM. Menu có thể dễ dàng truy cập thông qua màn hình cảm ứng kỹ thuật số hoặc điều khiển từ xa của trình duyệt. Mặc dù tần số là cố định, điều này rất quan trọng đối với kết quả siêu âm đáng tin cậy và tiêu chuẩn ASTM, biên độ có thể được đặt chính xác thành tác động đột quỵ mong muốn.
Hiệu chuẩn máy siêu âm Hielscher rất đơn giản và có thể được thực hiện nhanh chóng và dễ dàng thông qua menu phức tạp. Tất cả các máy siêu âm kỹ thuật số đều được trang bị cảm biến nhiệt độ có thể cắm được, liên tục ghi lại nhiệt độ mẫu và truyền trở lại máy phát siêu âm, nơi tất cả các dữ liệu siêu âm quan trọng như biên độ, thời gian và thời gian siêu âm, nhiệt độ và áp suất (khi cảm biến áp suất được gắn) được ghi lại tự động trên thẻ SD tích hợp. Các tính năng thông minh này cho phép các thử nghiệm cắt siêu âm đáng tin cậy và có thể tái tạo, đồng thời làm cho hoạt động thân thiện và an toàn với người dùng.
Các thiết bị siêu âm Hielscher để kiểm tra độ ổn định cắt phù hợp với cả tiêu chuẩn ASTM D-5621 và ASTM D-2603.

UP400St có tần số cố định là 24kHz và do đó phù hợp với ASTM D5621. Một thiết lập điển hình cho thử nghiệm ASTM D5621 là hệ thống cắt siêu âm UP400ST với đầu dò (còi? sonotrode) S24d22.