Kavitasyon Erozyon Testi
Neden Kavitasyon Erozyon Testi Kullanın?
Devam eden erozyon veya korozyon parçaların düzenli olarak değiştirilmesini veya yüzey kaplamalarının yenilenmesini gerektirebilir. Mekanik veya kimyasal etkilere bağlı olarak malzeme yüzey erozyonu, malzeme yüzeylerinin kademeli olarak tahrip edilmesiyle sonuçlanan yavaş bir süreçtir. Bu nedenle, malzeme erozyon direnci veya sıvı ve bulamaç erozyon etkisinin değerlendirilmesi, çok zaman alıcı bir süreç olabilir.
Ultrasonik kavitasyon erozyon testi kontrollü, yoğun, tekrarlayan stres döngüleri malzeme yüzeyi ortaya çıkarır. Bu da kısa sürede malzeme yüzeyinde önemli bir erozyona neden olabilir. Üretimde düzenli kalite kontrolü için erozyon direncini hızlı bir şekilde ölçebilirsiniz, gelen malzemelerin değerlendirilmesi için veya araştırma ve geliştirme sırasında.
Standart uygulamalar metalürjik test, kaplama formülasyon testi, kaplama uygulama testi veya sıvılarda erozyon inhibitörlerinin değerlendirilmesi içerir.
Neden Kavitasyon Neden Yüzey Erozyonu mı?
Ultrasonik cihazlar, UP400St (400 watt, 24kHz) veya UIP1000hdT (1000 watt, 20kHz) çift ultrasonik titreşimler gibi sıvılar, su gibi. Sıvıdaki titreşimin hızlı karşılıklı hareketi kavitasyon kabarcıkları üretir ve çöker. Kabarcıklar çöktüğünde, sıvıda ve maruz kalan malzeme yüzeylerinde yüksek lokalize mekanik stres oluşur. 1000 km/s'ye kadar sıvı jetler ve 1000atm'e kadar yerel basınçlar malzeme yüzeyinde hızlı yorulmaya yol açar. Bu oksit veya pasifasyon katmanları, kaplamalar veya kirlenme kaldırabilirsiniz. Çelik, titanyum, alüminyum, plastik veya cam gibi katı malzemelerin çukurlaşmaya neden olabilir. Bu nedenle, kavitasyon erozyon testi yıkıcı bir test yöntemidir.
Kavitasyon Erozyon Testi Nasıl Çalışır?
Malzeme yüzeylerinin kavitasyon erozyonu kademeli malzeme kaybına neden olur. Tanımlanmış bir kavitasyon erozyonuna maruz kalmadan önce ve sonra malzemeyi hassas bir ölçekte tartarak malzeme kaybını kolayca ölçebilirsiniz. Bir kavitasyon erozyon testi için tipik bir kilo değişikliği 1 ve 30mg arasındadır. Daha fazla standardizasyon için, ağırlık kaybını malzeme yoğunluğuna bölerek hacim kaybını hesaplayabilirsiniz. Ortalama penetrasyon derinliği (MDP), hacim kaybının numune yüzey alanına bölünmesiyle hesaplanır. Alternatif olarak, çukurlama derinliğini veya yerinden edilmiş hacmi ölçebilirsiniz. Erozyon deseni hakkında ek nitel bilgi edinmek için mikroskobik analizi kullanabilirsiniz.
Kavitasyon erozyon testi için bir Hielscher ultrasonik cihaz kullandığınızda, çalışmak istediğiniz sıcaklık aralığı ve basınç aralığı önceden ayarlayabilirsiniz. Sonication genliğini ayarlayabilirsiniz. Tüm parametreler izlenir, görüntülenir ve bir SD-kartla protokole aktarılır. Herhangi bir özel yazılım yüklemegerekmez. İsterseniz, ultrasonik cihazı ethernet kablosu (dahil) üzerinden bilgisayarınıza bağlarsanız, ultrasonik işlemi normal web tarayıcınızdan kontrol edebilir ve izleyebilirsiniz.
Astm G32 Vibrasyon Aparatı Kullanarak Kavitasyon Erozyonu Için Standart Yöntem Nedir?
ASTM G32-16 standardı kavitasyon erozyonu için standart bir yöntemi tanımlar. Farklı malzemelerin kavitasyon erozyon direncini ölçmek ve karşılaştırmak için basit, kontrol edilebilir ve tekrarlanabilir bir test tanımlar. ATSM G32-16 spesifikasyonları, sonuçlarınızın diğer yayınlarla karşılaştırılması için yararlıdır. Eğer kalite kontrolünde kavitasyon erozyon testi uygulamak istiyorsanız, kavitasyon erozyon testi protokolünü özel gereksinimlerinize uyarlamanızı öneririz. Biz özelleştirilmiş bir kavitasyon erozyon testi protokolü tasarımı ile size yardımcı olmaktan mutluluk duyacaktır. ASTM-G32 uyarınca kavitasyon erozyon testi hakkında daha fazla bilgi için lütfen buraya tıklayınız!
Neden Zaman Sınırı Yerine Enerji Limiti Kullanmalıyım?
Birçok yayın ve erozyon test protokolleri bir kavitasyon maruz kalma süresi belirtir. Hielscher ultrasonik cihazlarda, bir sonication zaman önceden ayarlayabilirsiniz ve sistem bu süre geçtikten sonra duracaktır. Daha sonra ortaya çıkan kavitasyon erozyon oranını mm/saat veya mm3/saat olarak hesaplayabilirsiniz. Bir zaman sınırı kabul edilebilir, sadece sıvı seviyesi, genlik, basınç, sıcaklık, sıvı bileşimi veya sonotrode ve malzeme yüzeyi arasındaki boşluk gibi parametreleri değiştirmezseniz. Bu parametrelerden herhangi biri değişirse, sonication gücü ve kavitasyon yoğunluğu. Sıvıya teslim edilen gerçek net gücün test süresince dalgalanmaması önemlidir.
Hielscher ultrasonik cihazlarda bir enerji sınırı ayarlayabilirsiniz. Bu durumda, ultrasonik cihaz, belirtilen ultrasonik enerji teslim sonra duracaktır. Hielscher cihazı gerçek net güç, genlik, basınç ve sıvı sıcaklığı gibi parametreleri görüntüleyecek ve kaydedecek. Enerji limiti kullanılırken güç dalgalanmaları veya parametrelerdeki kasıtlı değişiklikler telafi edilecektir. Daha sonra ortaya çıkan kavitasyon erozyon oranını mm/kWhr, mm3/kWhr veya mg/kWhr olarak belirtebilirsiniz.
Eğer kavitasyon erozyon aralıkları arasında örnek tartmak, kümülatif enerji üzerinde marjinal kilo kaybı (her enerji aralığında kilo kaybı oranı) gösteren eğri oluşturabilirsiniz.
Daha kesin sonuçlar için cihaz otomatik bir kalibrasyon (30 saniye) gerçekleştirebilir. Bu, ortam basıncında havadaki tüm genlik ayarı için gücü ölçer. Hielscher cihazı bu kalibrasyon verilerini gerçek zamanlı olarak çok hassas net güç değerleri vermek için kullanır.
Ne Etkiler Kavitasyon Erozyon?
Ultrasonik kavitasyon kavitasyon erozyonu ile sonuçlanır. Ultrasonik kavitasyon ne kadar yoğunsa, erozyon o kadar hızlıdır. Daha yoğun bir kavitasyon malzeme yüzeyleri aşındırmak olabilir, çok yumuşak bir kavitasyon hiç aşındırmak olamaz. Bu nedenle, malzemenizin erozyon testi için gereken minimum yoğunluk olabilir.
ses-ötesi genliğin
Titreşim genliği sonication yoğunluğu ve ortaya çıkan kavitasyon yoğunluğu için en önemli parametredir. Yüksek genlikler daha yoğun bir kavitasyon üretir. Ultrasonik olarak, genlik pik tepe olarak mikron belirtilir. Hielscher ultrasonik cihazlar geniş bir yelpazede genlik ayarlamak için izin verir. Cihaz ayarlandıktan sonra, tüm yük koşullarında genliği ayarlanan seviyede tutar. Bu kontrol edilebilir ve tekrarlanabilir kavitasyon test koşullarına sahip olmak için önemli bir özelliktir.
Hielscher Ultrasonik cihazlar gibi az 2 mikron 200 mikron veya daha fazla genliklerde kavitasyonel erozyon testi gerçekleştirmek için izin verir.
Sonication sırasında Sıvı Basınç
Kavitasyon erozyon testi için birçok standart protokolleri ortam basıncında ultrasonik kavitasyon kullanın. Sıvı basıncı sonication yoğunluğu için ikinci en önemli faktördür. Ortam basıncında 'luk bir artış sonication yoğunluğunu yaklaşık artıracaktır. Daha yoğun kavitasyon kavitasyon erozyon belirli bir dereceye ulaşmak için gerekli süreyi azaltır. Genellikle tek numune testi 15 ila 120 dakika arasında bir yere sürebilir. Test etmek için çok sayıda numuneniz varsa, daha yüksek basınçta çalışmak her testin süresini önemli ölçüde azaltabilir. 5 barg (73psig) testleri her test için yaklaşık% 80 daha az zaman gerektirir.
Hielscher kavitasyon erozyon testi için dijital basınç sensörü ile basınç geçirmez test hücreleri sağlar. Basınç geçirmez bir hücre kullanarak, her test sırasında basıncı kontrol edebilir ve koruyabilirsiniz. Ultrasonik jeneratör basınç sensörünü sürekli olarak izler ve gerçek basıncı SD karttaki Excel uyumlu bir CSV dosyasına (dahil) protokoller. Hielscher, çalışma basıncını ayarlamak ve sürdürmek için basınç regülatörleri sağlar.
Kavitasyon erozyon testi için standart hielscher basınç geçirmez test hücreleri olarak tp 5barg (73psig) kadar derecelendirilmiştir. İstek üzerine 300barg'a (4350psig) kadar yüksek basınç mevcuttur.
ultrasonik frekans
Genel olarak, kavitasyon erozyon testi 18-30kHz aralığında düşük frekanslı yüksek yoğunluklu ultrasonik kullanır. Bu aralıkta frekans değişimi kavitasyon yoğunluğu üzerinde çok sınırlı bir etkiye sahiptir. Tüm Hielscher cihazları sabit bir frekansta çalışır.
Sonotrode'dan Uzaklık
Test edilecek malzeme sonotrode veya sonotrode altına monte edilebilir. Bir dişli malzeme örnek yapmak ve ultrasonik sonotrode sonuna monte edebilirsiniz. Bu durumda, örnek belirtilen ultrasonik genlikte titreşir ve yüzeyinde kavitasyon üretir. Bu hassas işleme gerektirir ve tüm malzemeler bu seçenek için uygun değildir.
Alternatif olarak, bir titanyum sonotrode altında yakın bir parça veya örnek sabitleme olabilir. Bu durumda, titanyum sonotrode kavitasyon üretir ve malzeme yüzeyi kavitasyona maruz kalır. Bu, test hücresine çeşitli boyutlarda veya şekillerdeki numuneyi yerleştirebileceğinizden daha kullanışlı bir seçenektir. 50mm veya 80mm çapında sonotrode gibi daha büyük bir sonotrode kullanıyorsanız, aynı anda kavitasyon erozyonuna birden fazla parça maruz kalabilirsiniz. Bu, örneğin kalite kontrol için günde birçok parçayı test etmek zorunda kaldığınız zaman çok kullanışlıdır.
Her iki durumda da ultrasonik sonotrode ile yanındaki malzeme yüzeyi arasındaki mesafe çok önemlidir. Genel olarak, kavitasyon erozyonu daha küçük bir mesafe kullanırken daha hızlıdır. Tipik mesafeler 0,2 ile 15mm arasında değişir. Kesin sonuçlar için, tüm testler için aynı mesafeyi kullanmalısınız.
sıvı sıcaklığı
Daha düşük ultrasonik kavitasyon yoğunluğu sıcak sıvı sonucu. Sıvıiçine mekanik titreşim enerjisi girişi sıvı ısınmasına neden olacaktır. Her kavitasyon erozyon testi sırasında sabit bir sıcaklık korumak için sıvı soğutulması gerekir. Hielscher ceketli kaplar ve ceketli basınç geçirmez hücreler sağlar. Alternatif olarak bir beher bir soğutma bobini kullanabilirsiniz ya da bir buz banyosu içinde beher koyabilirsiniz. Ceketten veya soğutma bobininden geçen bir soğutucu sıvıdan ısıyı kaldırır.
Up400St veya UIP1000hdT gibi Hielscher ultrasonik cihazlar, bir PT100 sıcaklık probu (dahil) ile birlikte gelir. Ultrasonik jeneratör sürekli gerçek sıvı sıcaklığı izler ve bir SD kart (dahil) bir Excel uyumlu CSV dosyası için sıcaklık protokolleri. Sıvı sıcaklığının ayar noktanızdan çok fazla sapması halinde, örneğin yetersiz soğutma kapasitesi nedeniyle kavitasyon erozyon testini duraklatmak için jeneratörü ayarlayabilirsiniz. Sıvı tekrar belirtilen sıcaklığa ulaştığında jeneratör sonication otomatik olarak devam edebilirsiniz.
Boşluk Lu
Genel kavitasyon erozyon testi, distile su gibi su kullanır. Farklı sıvılar farklı kavitasyon özellikleri gösterir. Su malzemeniz için aşındırıcı ise, aşındırıcı faktörü ortadan kaldırmak veya azaltmak için düşük viskoziteli silikon yağlar veya organik çözücüler gibi alternatif sıvıları test etmek isteyebilirsiniz. Alternatif olarak, örneğin pH'ı değiştirerek sıvıyı daha aşındırıcı veya aşındırıcı parçacıklar ekleyerek daha aşındırıcı hale getirebilirsiniz. Çamurlar gibi sıvıların erozyon ve korozifliğini değerlendirmek veya korozyon veya erozyon inhibitörlerinin etkinliğini değerlendirmek için kavitasyon erozyon testini kullanabilirsiniz.
Işleme
Bir parça veya numune imal ettiğinizde, CNC işleme, taşlama veya parlatma malzeme yüzeyine yakın tahıl yapısına zarar verir. Bu erozyon direncini azaltır.
Passivation / Oksit Katmanları
Çok sık erozyon ve korozyon aynı anda olur. Distile, demineralize veya iyonize su gibi su birçok malzeme için aşındırıcı olabilir. Ultrasonik kavitasyon korozyon teşvik eder. Passivation katmanları, örneğin anodize alüminyum bir malzeme yüzeyinin erozyon ve korozyona karşı direncini artıracaktır.
Kavitasyon Erozyon Testi nin Hangi Sınırlamaları Vardır?
Bazı elastomerler herhangi bir kavitasyon erozyongöstermek için çok yoğun kavitasyon maruziyeti gerektirebilir. Bu durumda, basınçlı bir hücre olmadan sonication herhangi bir ölçülebilir etkisi göstermeyebilir.