Ерозія кавітацією; Біла лабораторія
ТЕСТ НА КАВІТАЦІЙНУ ЕРОЗІЮ (ASTM G32-92)
від SONICS & MATERIALS, INC.
Оскільки оцінка стійкості до ерозії кавітації може бути полегшена за допомогою ультразвуку, сонікатори Sonics стали майже узагальненими інструментами для проведення тестів ASTM G-32.
Пряма кавітація
Поздовжні ультразвукові коливання, генеровані п'єзоелектричними кристалами в перетворювачі, посилюються зондом (ріжком) і передаються в рідину у вигляді ультразвукових хвиль, які чергуються між високим і низьким тиском. Коливання тиску відокремлюють молекули рідини, створюючи мікропухирці (порожнини), які розширюються під час фаз негативного тиску і бурхливо імплодують під час фаз позитивного тиску. Коли бульбашки руйнуються, відбуваються мільйони ударних хвиль, вихорів, що випускають екстремальні тиски та температури. Це спричиняє мікровпливи на поверхню зразка, що призводить до ерозії (втрати матеріалу).
Цей метод випробування можна використовувати для оцінки відносної стійкості матеріалів до ерозії шляхом кавітації, як це може зустрічатися, наприклад, у насосах, гідравлічних турбінах, клапанах, підшипниках, суднових гвинтах тощо ...
Перед тестуванням зразок відповідної маси точно зважують. Наконечник намотують на зонд (ріг) і занурюють у ємність з досліджуваною рідиною (зазвичай дистильованою водою), яка підтримується при заданій температурі - зазвичай 25 +/- 2 градуси С і тиску навколишнього середовища.
Зонд вібрує з частотою 20 кГц з певною амплітудою, як правило, 50 мкм, протягом заданого часу.
Зазначається вага зразка, після повного висушування, повернення у ванну для подальшої обробки та зважування. Цей цикл випробування/переривання повторюється, щоб отримати історію втрат маси як функцію часу (яка не є лінійною).
Більшість зразків демонструють "інкубаційний період". За цей час спостерігається дуже незначна втрата ваги. Що довший час інкубації перед швидкою втратою ваги, тестуваний продукт вважається стійким до кавітаційної ерозії
Інтерпретація цієї кумулятивної кривої ерозії з часом дозволяє порівнювати результати між різними матеріалами або різними тестовими рідинами або іншими умовами.
Непряма кавітація
Іншим випробуванням кавітаційної ерозії з використанням того самого обладнання є метод непрямої кавітації або метод стаціонарного зразка.
При цьому способі зразок фіксується в ємності з рідиною, а вібраційний наконечник зонда розміщується біля нього. Кавітація, що генерується зондом, діє на зразок.
Цей метод зазвичай використовується при роботі з крихкими зразками, які не можна нарізати на вібраційний зонд.
ПРИМІТКА: Ультразвукові зонди зі змінними наконечниками дуже схожі на камертони і призначені для вібрації на певній частоті 20 кГц.
Якщо зонд зі змінним наконечником не вібрує на цій частоті, живлення сонікатору відключається. Оскільки обробка наконечника є критичною, для забезпечення належного функціонування ми рекомендуємо подати зразок до Sonics & Materials для виготовлення відповідного зонда.