روش آزمون استاندارد ASTM G76-18 برای آزمایش‌های فرسایش ضربه‌ای ذرات جامد با استفاده از جت‌های گاز

روش آزمون استاندارد ASTM G76-18 برای آزمایش‌های فرسایش ضربه‌ای ذرات جامد با استفاده از جت‌های گاز

روش آزمون استاندارد ASTM G76-18 برای آزمایش فرسایش ناشی از برخورد ذرات جامد با استفاده از جت‌های گاز، که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) تدوین شده است ، روشی آزمایشی را برای تعیین میزان اتلاف مواد در اثر فرسایش ناشی از برخورد ذرات جامد حمل شده توسط گاز با استفاده از تجهیزات فرسایش از نوع نازل جت توصیف می‌کند.

روش آزمون استاندارد ASTM G76-18 برای آزمایش‌های فرسایش ضربه‌ای ذرات جامد با استفاده از جت‌های گاز

این روش آزمایش می‌تواند برای اندازه‌گیری فرسایش ذرات جامد مواد مختلف در آزمایشگاه و به عنوان یک آزمایش غربالگری برای رتبه‌بندی نرخ فرسایش ذرات جامد مواد در محیط‌های کاری شبیه‌سازی شده استفاده شود. عملکرد فرسایش واقعی شامل طیف وسیعی از اندازه ذرات، سرعت‌ها، زوایای حمله، محیط و شرایط مشابه است. بنابراین، هر آزمایش آزمایشگاهی واحد ممکن است برای ارزیابی عملکرد مورد انتظار خدمات کافی نباشد. این روش آزمایش شامل یک رویه کاملاً مشخص برای اندازه‌گیری فرسایش ضربه‌ای ذرات جامد است که نتایج آزمایش‌های بین آزمایشگاهی آن در دسترس است.

برای اهداف این استاندارد، اصطلاحات و تعاریف زیر اعمال می شود:

  • فرسایش به از دست رفتن تدریجی ماده اولیه به دلیل برهمکنش مکانیکی بین یک سطح جامد و یک مایع، یک مایع چند جزئی یا برخورد ذرات مایع یا جامد اشاره دارد.
  • برخورد به فرآیندی اطلاق می‌شود که منجر به قطار پیوسته‌ای از برخوردها بین ذرات مایع یا جامد و یک سطح جامد می‌شود.
  • مقدار فرسایش، مقداری است که با تقسیم حجم از دست رفته ماده نمونه بر کل جرم ذرات ساینده برخورد کننده به نمونه به دست می‌آید.
  • نرخ فرسایش نرمال شده، مقداری است که از تقسیم مقدار فرسایش ماده نمونه بر مقدار فرسایش ماده مرجع به دست می‌آید.

این روش آزمایش از یک رویکرد فرسایش ضربه‌ای مکرر استفاده می‌کند که شامل یک نازل کوچک است که جریان گاز حاوی ذرات ساینده را ارسال می‌کند و به سطح یک نمونه آزمایشی برخورد می‌کند. یک مجموعه استاندارد از شرایط آزمایش شرح داده شده است. با این حال، برخی انحرافات از شرایط استاندارد در صورت توضیح دقیق مجاز است. این امر امکان اندازه‌گیری فرسایش در مقیاس آزمایشگاهی را در طیف وسیعی از شرایط فراهم می‌کند. این استاندارد روش‌های آزمایش برای آماده‌سازی نمونه‌ها، انجام آزمایش در معرض فرسایش و گزارش نتایج را شرح می‌دهد.

اهمیت این روش آزمون در هر برنامه اندازه‌گیری کلی برای ارزیابی رفتار سایشی مواد به عوامل زیادی مرتبط با شرایط کاربردهای خدماتی بستگی دارد. کاربران این روش آزمون باید میزان همبستگی نتایج به‌دست‌آمده با نتایج به‌دست‌آمده از عملکرد میدانی یا با استفاده از سایر سیستم‌ها و روش‌های آزمون را تعیین کنند. این روش آزمون می‌تواند برای رتبه‌بندی مقاومت سایشی مواد تحت شرایط آزمایش مشخص شده استفاده شود.

دستگاه مورد استفاده در این آزمایش‌ها قادر به حکاکی مواد از یک نمونه آزمایشی تحت شرایط نوردهی کاملاً کنترل‌شده است. طرح شماتیک نازل خروجی و سیستم تغذیه ذرات-گاز در شکل ارائه شده در استاندارد نشان داده شده است. انحراف از این طراحی مجاز است، اما توصیف کافی سیستم و کنترل پارامترهای حیاتی مورد نیاز است. انحرافات در طراحی و ابعاد نازل باید مستندسازی شود. برای دستیابی به توزیع سرعت ذرات قابل قبول در جریان، نسبت طول به قطر نازل باید 25:1 یا بیشتر باشد. نازل توصیه شده شامل یک لوله به طول ۵۰ میلی‌متر با قطر داخلی تقریباً ۱.۵ میلی‌متر است که از ماده‌ای مقاوم در برابر سایش ساخته شده است. سایش نازل باید در طول سرویس کنترل شود و نباید بیش از 1,5 درصد نسبت به قطر اولیه افزایش یابد.

ویژگی‌های مورد نیاز دستگاه باید شامل وسایلی برای کنترل و تنظیم سرعت برخورد ذرات، شار ذرات و موقعیت و جهت نمونه نسبت به جریان برخوردی (زاویه برخورد) باشد.

می‌توان از روش‌های مختلفی برای وارد کردن ذرات به جریان گاز استفاده کرد، از جمله یک قیف کنترل‌شده با ارتعاش یا سیستم تغذیه مارپیچی. این سیستم باید یک جریان یکنواخت ذرات را فراهم کند و برای مطابقت با مقادیر جریان ذرات مورد نظر قابل تنظیم باشد.

روشی برای اندازه‌گیری سرعت ذرات باید برای استفاده با تجهیزات ساینده در دسترس باشد. نمونه‌هایی از روش‌های پذیرفته‌شده شامل عکاسی پرسرعت، چرخش دو دیسک و شتاب‌سنج‌های لیزری است. سرعت ذرات باید در موقعیتی که نمونه اشغال خواهد کرد و تحت شرایط آزمایش اندازه‌گیری شود.

این روش آزمایش را می‌توان برای انواع نمونه‌ها با اندازه‌ها و پیکربندی‌های مختلف استفاده کرد. یک پیکربندی نمونه مناسب، یک نوار مستطیلی با ضخامت تقریبی 10 میلی‌متر در 30 میلی‌متر در 2 میلی‌متر است. در صورت لزوم می‌توان از نمونه‌های بزرگتر و اشکال دیگر استفاده کرد، اما باید مستندسازی شوند. مواد ساینده مورد استفاده، اندازه ذرات، رطوبت، ترکیب شیمیایی و غیره. ویژگی‌های اساسی مانند یکنواختی. نمونه‌برداری از مواد به منظور به دست آوردن نمونه‌های آزمایشی معرف باید مطابق با رویه‌های آماری قابل قبول انجام شود. استاندارد ASTM E122 در این زمینه معتبر است.

این روش آزمایش شرایط استاندارد زیر را تعریف می‌کند.

  • لوله نازل باید حداقل ۵۰ میلی‌متر طول و قطر داخلی ۱.۵ میلی‌متر به اضافه/منهای ۰.۰۷۵ میلی‌متر داشته باشد.
  • گاز مورد آزمایش باید اسماً هوای خشک باشد. گزارش آزمایش باید میزان آب موجود در گاز مورد آزمایش، فشار و نحوه انجام اندازه‌گیری را بیان کند. در آزمایش‌های بین آزمایشگاهی از هوای فشرده سیلندری با محتوای آب تعریف شده به عنوان نقطه شبنم منفی ۵۰ درجه استفاده شد. صرف نظر از اینکه از کدام منبع گاز در آزمایش استفاده می‌شود، سطح خشکی مشابهی توصیه می‌شود.
  • ذرات ساینده باید اندازه اسمی ۵۰ میکرومتر داشته باشند، معادل ذرات مورد استفاده در سری آزمایش‌های بین آزمایشگاهی. ساینده فقط باید یک بار استفاده شود. توزیع اندازه معمول (تعیین شده توسط رسوب): ۱۰۰ درصد از ۲۰ تا ۸۳ میکرومتر، ۵۰ درصد از ۴۲ تا ۵۷ میکرومتر، ۵۰ درصد درشت‌تر از ۴۸ میکرومتر.
  •  سرعت ذرات ساینده اندازه‌گیری شده در محل نمونه‌برداری: 30±2 متر بر ثانیه-1 باید باشد. در این سرعت، دبی گاز حدود ۰.۱۳ لیتر بر ثانیه و فشار سیستم حدود ۱۴۰ کیلوپاسکال است، اما فشار به طراحی خاص سیستم بستگی دارد.
  • مدت زمان آزمایش باید ۶۰۰ ثانیه باشد تا به شرایط پایدار برسیم. تا زمانی که عمق حفره سایش نهایی از ۱ میلی‌متر بیشتر نشود، می‌توان زمان‌های طولانی‌تری را مجاز دانست.
  • زاویه بین محور نازل و سطح نمونه باید ۹۰ درجه به اضافه/منهای ۲ درجه باشد.
  • دمای آزمایش باید دمای محیط معمولی باشد (معمولاً بین ۱۸ تا ۲۸ درجه).
  • نرخ تغذیه ذرات باید 0,033 ± 0,008 گرم بر ثانیه باشد. این معادل تقریباً 2 میلی‌گرم بر میلی‌متر مربع روی سطح نمونه در شرایط استاندارد است.-2· س-1مربوط به شار ذرات است. تعیین شار ذرات نیاز به اندازه‌گیری ناحیه فرسایش یافته روی نمونه دارد و با خطای قابل توجهی همراه است. پروفیل عرض و عمق اندازه‌گیری شده یک دهانه فرسایشی که با استفاده از شرایط مشخص شده تولید شده است، در شکل نشان داده شده است که یک رابطه معمول بین عرض/عمق فرسایش را نشان می‌دهد.
  • فاصله از سطح نمونه تا نوک نازل باید 10 میلی‌متر به اضافه/منهای 1 میلی‌متر باشد.

سازمان ما که سال‌هاست با طیف گسترده‌ای از مطالعات آزمایش، اندازه‌گیری، تحلیل و ارزیابی که انجام می‌دهد، سعی در حمایت از کسب‌وکارها از هر بخشی دارد، دارای کارکنانی قوی است که از نزدیک تحولات جهان در حوزه علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً خود را بهبود می‌بخشند. در این زمینه، خدمات آزمایش نیز مطابق با استاندارد «روش آزمایش استاندارد ASTM G76-18 برای انجام آزمایش‌های فرسایش ناشی از برخورد ذرات جامد با استفاده از جت‌های گاز» به مشاغل ارائه می‌شود.

واتساپ