ASTM G76-18 Standard Testmetode til Erosionstest af Faste Partikler ved Brug af Gasstråler

ASTM G76-18 Standard Test Method for Erosion Testing by Impact of Solid Particles Using Gas Jets, udviklet af American Society for Testing and Materials (ASTM) , beskriver en testmetode til bestemmelse af materialetab ved impact erosion af faste partikler båret af gas ved hjælp af erosionsudstyr af jetdysetypen.

Denne testmetode kan bruges til at måle erosion af faste partikler i forskellige materialer i laboratoriet og som en screeningstest til at rangordne erosionshastighederne for faste partikler i materialer i simulerede driftsmiljøer. Faktisk erosionsbehandling involverer en bred vifte af partikelstørrelser, hastigheder, angrebsvinkler, medier og lignende forhold. Derfor er en enkelt laboratorietest muligvis ikke tilstrækkelig til at evaluere den forventede serviceydelse. Denne testmetode omfatter en velkarakteriseret procedure til måling af erosion forårsaget af faste partikler, for hvilken der findes resultater fra interlaboratorietests.

I forbindelse med denne standard gælder følgende udtryk og definitioner:

Erosion refererer til det gradvise tab af oprindeligt materiale på grund af mekanisk interaktion mellem en fast overflade og en væske, en flerkomponentvæske eller stødende væske eller faste partikler.
Impaktion refererer til en proces, der resulterer i en kontinuerlig række af stød mellem flydende eller faste partikler og en fast overflade.
Erosionsværdien er den værdi, der opnås ved at dividere prøvematerialets volumentab med den samlede masse af slibende partikler, der rammer prøven.
Den normaliserede erosionshastighed er den værdi, der opnås ved at dividere erosionsværdien af prøvematerialet med erosionsværdien af referencematerialet.

Denne testmetode anvender en gentagen erosionstilgang, der involverer en lille dyse, der leverer en gasstrøm indeholdende slibende partikler og rammer overfladen af en testprøve. Et standardsæt af testbetingelser er beskrevet. Dog er visse afvigelser fra standardbetingelserne tilladt, hvis de forklares detaljeret. Dette muliggør erosionsmålinger i laboratorieskala under en række forhold. Denne standard beskriver testmetoder til fremstilling af prøver, udførelse af erosionseksponering og rapportering af resultater.

Betydningen af denne testmetode i ethvert overordnet måleprogram til evaluering af materialers slidadfærd afhænger af mange faktorer relateret til forholdene i de anvendte anvendelser. Brugere af denne testmetode skal fastslå, i hvilken grad de opnåede resultater korrelerer med resultater opnået fra feltpræstationer eller ved brug af andre testsystemer og -metoder. Denne testmetode kan bruges til at vurdere materialers slidstyrke under specificerede testforhold.

Den enhed, der anvendes i disse tests, er i stand til at ætse materiale fra en testprøve under velkontrollerede eksponeringsforhold. Den skematiske tegning af udløbsdysen og partikel-gas-tilførselssystemet er vist i figuren i standarden. Afvigelser fra dette design er tilladte, men tilstrækkelig systemkarakterisering og kontrol af kritiske parametre er påkrævet. Afvigelser i dysens design og dimensioner skal dokumenteres. For at opnå en acceptabel partikelhastighedsfordeling i strømmen, bør forholdet mellem dysens længde og diameter være 25:1 eller større. Den anbefalede dyse består af et 1,5 mm langt rør med en indvendig diameter på cirka 50 mm, fremstillet af et slidstærkt materiale. Dyseslid bør overvåges under service og bør ikke overstige en stigning på 10 procent i forhold til den oprindelige diameter.

Instrumentets nødvendige funktioner bør omfatte midler til at kontrollere og justere partikelanslagshastighed, partikelflux og prøvens position og orientering i forhold til den indfaldende strøm (anslagsvinkel).

Der kan anvendes forskellige midler til at introducere partikler i gasstrømmen, herunder en vibrationsstyret tragt eller et snegletilførselssystem. Systemet skal give en jævn partikeltilførsel og være justerbart, så det matcher de ønskede partikelstrømningsværdier.

Der skal være en metode til måling af partikelhastighed tilgængelig til brug med slibende udstyr. Eksempler på accepterede metoder omfatter højhastighedsfotografering, dobbeltdiskspinning og laseraccelerometre. Partikelhastigheden bør måles på den position, som prøven vil indtage, og under testbetingelser.

Denne testmetode kan bruges på en række forskellige prøvestørrelser og konfigurationer. En passende prøvekonfiguration er en rektangulær strimmel med en tykkelse på cirka 10 mm x 30 mm x 2 mm. Større prøver og andre former kan anvendes om nødvendigt, men skal dokumenteres. Det anvendte slibemateriale, partikelstørrelse, fugtighed, kemisk sammensætning osv. Grundlæggende egenskaber som f.eks. skal være ensartede. Prøveudtagning af materiale med henblik på at opnå repræsentative testprøver bør udføres i overensstemmelse med acceptabel statistisk praksis. ASTM E122-standarden er gyldig i denne henseende.

Denne testmetode definerer følgende standardbetingelser.

Dyserøret skal være mindst 50 mm langt og have en indvendig diameter på 1,5 mm plus/minus 0,075 mm.
Testgassen skal nominelt være tør luft. Testrapporten skal angive mængden af vand i testgassen, ved hvilket tryk og hvordan målingen blev udført. Interlaboratorietestning anvendte trykluft af cylindertypen med et vandindhold defineret som minus 50 grader dugpunkt. Uanset hvilken gaskilde der anvendes i testen, anbefales et lignende tørhedsniveau.
Slibepartikler bør nominelt være 50 µm, svarende til dem, der anvendes i interlaboratorietestserier. Slibemidlet bør kun bruges én gang. Typisk størrelsesfordeling (bestemt ved sedimentation): 20 procent fra 83 til 100 µm, 42 procent fra 57 til 50 µm, 48 procent grovere end 50 µm.
Slibepartikelhastighed målt på prøvestedet 30 plus/minus 2 m/s^-1 burde være. Ved denne hastighed er gasstrømmen omkring 0,13 L/s, og systemtrykket er omkring 140 kPa, men trykket afhænger af det specifikke systemdesign.
Testvarigheden bør være 600 sekunder for at opnå steady-state-forhold. Længere tider kan tillades, så længe det endelige slidkrater ikke er dybere end 1 mm.
Vinklen mellem dysens akse og prøveoverfladen skal være 90 grader plus/minus 2 grader.
Testtemperaturen bør være normal omgivelsestemperatur (typisk mellem 18 grader og 28 grader).
Partikeltilførselshastigheden bør være 0,033 plus/minus 0,008 g/s. Dette svarer til cirka 2 mg mm på prøveoverfladen under standardforhold.^-2· s^-1Svarer til en partikelflux på . Bestemmelse af partikelflux kræver måling af det eroderede område på prøven og er underlagt betydelig fejl. Den målte bredde- og dybdeprofil af et erosionskrater produceret under de specificerede betingelser er vist i figuren, der viser et typisk erosionsbredde/dybdeforhold.
Afstanden fra prøveoverfladen til dysespidsen skal være 10 mm plus/minus 1 mm.

Vores organisation, som i årevis har forsøgt at støtte virksomheder fra alle sektorer med en bred vifte af test-, måle-, analyse- og evalueringsstudier, har et stærkt personale, der nøje følger udviklingen i verden inden for videnskab og teknologi og konstant forbedrer sig selv. I denne sammenhæng leveres der også testtjenester til virksomheder i overensstemmelse med standarden "ASTM G76-18 Standard testmetode til udførelse af erosionstest ved fast partikelpåvirkning ved hjælp af gasstråler".