Стандартен метод за изпитване на ерозия чрез удар от твърди частици по ASTM G76-18 с помощта на газови струи

Стандартният метод за изпитване ASTM G76-18 за ерозионно изпитване чрез удар с твърди частици с помощта на газови струи, разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM) , описва метод за изпитване за определяне на загубата на материал чрез ерозия с удар с твърди частици, пренасяна от газ, с помощта на оборудване за ерозия тип дюза.

Този метод на изпитване може да се използва за измерване на ерозията на твърди частици от различни материали в лаборатория и като скринингов тест за класиране на скоростите на ерозия на твърди частици от материали в симулирани експлоатационни среди. Действителната ерозионна услуга включва широк диапазон от размери на частиците, скорости, ъгли на атака, среди и подобни условия. Следователно, нито един лабораторен тест може да не е достатъчен за оценка на очакваните експлоатационни характеристики. Този метод на изпитване включва добре характеризирана процедура за измерване на ерозията от удар на твърди частици, за която са налични резултати от междулабораторни изпитвания.

За целите на този стандарт се прилагат следните термини и определения:

• Ерозията се отнася до постепенната загуба на оригинален материал поради механично взаимодействие между твърда повърхност и течност, многокомпонентна течност или сблъскващи се течни или твърди частици.
• Ударът се отнася до процес, който води до непрекъсната поредица от удари между течни или твърди частици и твърда повърхност.
• Стойността на ерозията е стойността, получена чрез разделяне на загубата на обем на материала на пробата на общата маса на абразивните частици, удрящи пробата.
• Нормализираната скорост на ерозия е стойността, получена чрез разделяне на стойността на ерозия на пробния материал на стойността на ерозия на референтния материал.

Този метод на изпитване използва подход на повтаряща се ударна ерозия, който включва малка дюза, доставяща газов поток, съдържащ абразивни частици, и въздействащ върху повърхността на изпитваната проба. Описан е стандартен набор от условия за изпитване. Въпреки това, някои отклонения от стандартните условия са допустими, ако са обяснени подробно. Това позволява измервания на ерозията в лабораторен мащаб при различни условия. Този стандарт описва методите за изпитване за подготовка на проби, извършване на ерозионни изпитвания и докладване на резултатите.

Значението на този метод на изпитване във всяка цялостна програма за измерване за оценка на поведението на износване на материалите зависи от много фактори, свързани с условията на приложение на услугата. Потребителите на този метод за изпитване трябва да определят степента, до която получените резултати корелират с резултатите, получени от полеви условия или с помощта на други системи и методи за изпитване. Този метод на изпитване може да се използва за класиране на устойчивостта на износване на материалите при определени условия на изпитване.

Устройството, използвано в тези тестове, е способно да ецва материал от тестова проба при добре контролирани условия на експозиция. Схематичният чертеж на изходната дюза и системата за подаване на газ от частици е показан на фигурата, дадена в стандарта. Допустими са отклонения от този проект, но са необходими адекватна характеристика на системата и контрол на критичните параметри. Отклоненията в дизайна и размерите на дюзите трябва да бъдат документирани. За да се постигне приемливо разпределение на скоростта на частиците в потока, съотношението на дължината на дюзата към диаметъра ѝ трябва да бъде 25:1 или по-голямо. Препоръчителната дюза се състои от тръба с дължина 1,5 мм и вътрешен диаметър приблизително 50 мм, изработена от устойчив на износване материал. Износването на дюзите трябва да се следи по време на експлоатация и не трябва да надвишава 10% увеличение спрямо първоначалния диаметър.

Необходимите характеристики на инструмента трябва да включват средства за контролиране и регулиране на скоростта на удара на частиците, потока на частиците и положението и ориентацията на пробата спрямо падащия поток (ъгъл на удара).

Могат да се предвидят различни средства за въвеждане на частици в газовия поток, включително бункер с вибрационно управление или система за шнеково подаване. Системата трябва да осигурява плавно подаване на частици и да може да се регулира, за да съответства на желаните стойности на потока на частиците.

Трябва да е наличен метод за измерване на скоростта на частиците, който да се използва с абразивно оборудване. Примери за приети методи включват високоскоростна фотография, въртене на два диска и лазерни акселерометри. Скоростта на частиците трябва да се измерва на мястото, където ще се намира пробата, и при условия на изпитване.

Този метод на изпитване може да се използва върху образци с различни размери и конфигурации. Подходяща конфигурация на пробата е правоъгълна лента с дебелина приблизително 10 mm x 30 mm x 2 mm. По-големи проби и други форми могат да се използват, ако е необходимо, но това трябва да бъде документирано. Абразивният материал, който ще се използва, размер на частиците, влажност, химичен състав и др. Основни характеристики, като например еднакви. Вземането на проби от материал с цел получаване на представителни проби за тестване трябва да се извършва в съответствие с приемливата статистическа практика. Стандартът ASTM E122 е валиден в това отношение.

Този метод на изпитване определя следните стандартни условия.

• Тръбата на дюзата трябва да е с дължина най-малко 50 мм и вътрешен диаметър 1,5 мм плюс/минус 0,075 мм.
• Изпитваният газ трябва да бъде номинално сух въздух. В протокола от изпитването трябва да се посочва количеството вода, присъстващо в изпитвания газ, при какво налягане и как е извършено измерването. Междулабораторните тестове използваха сгъстен въздух от бутилка с водно съдържание, определено като точка на оросяване минус 50 градуса. Независимо кой източник на газ се използва в теста, се препоръчва подобно ниво на сухота.
• Абразивните частици трябва да са с номинален размер 50 µm, еквивалентни на тези, използвани в междулабораторни серии от изпитвания. Абразивът трябва да се използва само веднъж. Типично разпределение на размера (определено чрез седиментация): 20 процента от 83 до 100 µm, 42 процента от 57 до 50 µm, 48 процента по-едри от 50 µm.
•  Скорост на абразивните частици, измерена на мястото на пробата 30 плюс/минус 2 m s^-1 трябва да бъде. При тази скорост дебитът на газа е около 0,13 L/s, а налягането в системата е около 140 kPa, но налягането зависи от конкретния дизайн на системата.
• Продължителността на теста трябва да бъде 600 секунди, за да се постигнат стационарни условия. По-дълги времена могат да бъдат разрешени, стига крайният кратер от износване да не е по-дълбок от 1 мм.
• Ъгълът между оста на дюзата и повърхността на пробата трябва да бъде 90 градуса плюс/минус 2 градуса.
• Температурата на теста трябва да бъде нормална околна температура (обикновено между 18 и 28 градуса).
• Скоростта на подаване на частици трябва да бъде 0,033 плюс/минус 0,008 g/s. Това съответства на приблизително 2 mg mm върху повърхността на пробата при стандартни условия.^-2·с^-1Съответства на поток от частици от . Определянето на потока на частиците изисква измерване на ерозиралата площ върху пробата и е подложено на значителна грешка. Измереният профил на ширината и дълбочината на ерозионен кратер, получен при използване на определените условия, е показан на фигурата, показвайки типична връзка между ширината и дълбочината на ерозията.
• Разстоянието от повърхността на пробата до върха на дюзата трябва да бъде 10 mm плюс/минус 1 mm.

Нашата организация, която от години се стреми да подкрепя бизнеса от всеки сектор с широк спектър от тестове, измервания, анализи и оценки, разполага със силен екип, който следи отблизо развитието в света в областта на науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенства. В този контекст, на предприятията се предоставят и услуги за тестване в съответствие със стандарта „ASTM G76-18 Стандартен метод за изпитване за провеждане на ерозионни тестове чрез удар с твърди частици с помощта на газови струи“.