Metode Uji Standar ASTM G76-18 untuk Uji Erosi Dampak Partikel Padat Menggunakan Jet Gas

Metode Uji Standar ASTM G76-18 untuk Pengujian Erosi Akibat Benturan Partikel Padat Menggunakan Pancaran Gas, yang dikembangkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM) , menjelaskan metode pengujian untuk menentukan kehilangan material akibat erosi benturan partikel padat yang dibawa oleh gas menggunakan peralatan erosi tipe nosel jet.

Metode pengujian ini dapat digunakan untuk mengukur erosi partikel padat pada berbagai material di laboratorium dan sebagai uji penyaringan untuk menentukan peringkat laju erosi partikel padat pada berbagai material di lingkungan layanan simulasi. Layanan erosi aktual melibatkan berbagai ukuran partikel, kecepatan, sudut serang, media, dan kondisi serupa. Oleh karena itu, pengujian laboratorium tunggal mungkin tidak cukup untuk mengevaluasi kinerja layanan yang diharapkan. Metode pengujian ini mencakup prosedur yang dijelaskan dengan baik untuk mengukur erosi dampak partikel padat yang hasil pengujian antarlaboratoriumnya tersedia.

Untuk tujuan standar ini, istilah dan definisi berikut berlaku:

• Erosi merujuk pada hilangnya material asli secara bertahap akibat interaksi mekanis antara permukaan padat dan cairan, cairan multikomponen, atau partikel cair atau padat yang menimpa.
• Impaksi merujuk pada proses yang menghasilkan rangkaian impaksi berkesinambungan antara partikel cair atau padat dan permukaan padat.
• Nilai erosi adalah nilai yang diperoleh dengan membagi kehilangan volume bahan sampel dengan massa total partikel abrasif yang mengenai sampel.
• Laju erosi yang dinormalisasi adalah nilai yang diperoleh dengan membagi nilai erosi bahan sampel dengan nilai erosi bahan referensi.

Metode pengujian ini menggunakan pendekatan erosi benturan berulang yang melibatkan nosel kecil yang menyemprotkan aliran gas berisi partikel abrasif dan menghantam permukaan sampel uji. Seperangkat kondisi pengujian standar dijelaskan. Namun, beberapa penyimpangan dari kondisi standar diizinkan jika dijelaskan secara rinci. Hal ini memungkinkan pengukuran erosi skala laboratorium dalam berbagai kondisi. Standar ini menjelaskan metode pengujian untuk menyiapkan sampel, melakukan pemaparan erosi, dan melaporkan hasil.

Pentingnya metode pengujian ini dalam setiap program pengukuran keseluruhan untuk mengevaluasi perilaku keausan material bergantung pada banyak faktor yang terkait dengan kondisi aplikasi layanan. Pengguna metode pengujian ini harus menentukan tingkat korelasi hasil yang diperoleh dengan hasil yang diperoleh dari kinerja lapangan atau menggunakan sistem dan metode pengujian lain. Metode pengujian ini dapat digunakan untuk menentukan tingkat ketahanan abrasi suatu bahan pada kondisi pengujian tertentu.

Perangkat yang digunakan dalam pengujian ini mampu mengetsa material dari sampel uji dalam kondisi paparan yang terkendali dengan baik. Gambar skema saluran keluar dan sistem pengumpan gas partikel ditunjukkan pada gambar yang diberikan dalam standar. Penyimpangan dari desain ini diperbolehkan, tetapi karakterisasi sistem yang memadai dan pengendalian parameter kritis diperlukan. Penyimpangan dalam desain dan dimensi nosel harus didokumentasikan. Untuk mencapai distribusi kecepatan partikel yang dapat diterima dalam aliran, rasio panjang nosel terhadap diameter harus 25:1 atau lebih besar. Nosel yang direkomendasikan terdiri dari tabung sepanjang 1,5 mm dengan diameter internal sekitar 50 mm yang dibuat dari bahan tahan abrasi. Keausan nosel harus dipantau selama servis dan tidak boleh melebihi peningkatan 10 persen dari diameter awal.

Fitur instrumen yang dibutuhkan harus mencakup sarana untuk mengendalikan dan menyesuaikan kecepatan tumbukan partikel, fluks partikel, serta posisi dan orientasi sampel relatif terhadap aliran yang menghantam (sudut tumbukan).

Berbagai cara dapat disediakan untuk memasukkan partikel ke dalam aliran gas, termasuk hopper yang dikontrol getaran atau sistem umpan sekrup. Sistem harus menyediakan umpan partikel yang lancar dan dapat disesuaikan untuk menyesuaikan nilai aliran partikel yang diinginkan.

Metode pengukuran kecepatan partikel harus tersedia untuk digunakan dengan peralatan abrasif. Contoh metode yang diterima meliputi fotografi berkecepatan tinggi, pemutaran cakram ganda, dan akselerometer laser. Kecepatan partikel harus diukur pada posisi di mana sampel akan ditempati dan dalam kondisi pengujian.

Metode pengujian ini dapat digunakan pada berbagai ukuran dan konfigurasi spesimen. Konfigurasi sampel yang cocok adalah strip persegi panjang dengan ketebalan sekitar 10 mm x 30 mm x 2 mm. Sampel yang lebih besar dan bentuk lain dapat digunakan jika diperlukan, tetapi harus didokumentasikan. Bahan abrasif yang akan digunakan, ukuran partikel, kelembaban, komposisi kimia, dll. Fitur dasar seperti harus seragam. Pengambilan sampel material untuk tujuan memperoleh sampel uji yang representatif harus dilakukan sesuai dengan praktik statistik yang dapat diterima. Standar ASTM E122 berlaku dalam hal ini.

Metode pengujian ini mendefinisikan kondisi standar berikut.

• Tabung nosel harus panjangnya minimal 50 mm dan memiliki diameter dalam 1,5 mm plus/minus 0,075 mm.
• Gas yang diuji harus berupa udara kering. Laporan pengujian harus menyatakan jumlah air yang ada dalam gas uji, pada tekanan berapa dan bagaimana pengukuran dilakukan. Pengujian antar laboratorium menggunakan udara terkompresi tipe silinder dengan kadar air yang ditetapkan pada titik embun minus 50 derajat. Terlepas dari sumber gas mana yang digunakan dalam pengujian, tingkat kekeringan yang sama direkomendasikan.
• Partikel abrasif harus berukuran nominal 50-µm, setara dengan yang digunakan dalam rangkaian uji antar laboratorium. Bahan abrasif sebaiknya hanya digunakan satu kali saja. Distribusi ukuran khas (ditentukan oleh sedimentasi): 20 persen dari 83 hingga 100 µm, 42 persen dari 57 hingga 50 µm, 48 persen lebih kasar dari 50 µm.
•  Kecepatan partikel abrasif diukur di lokasi sampel 30 plus/minus 2 m s^-1 seharusnya. Pada kecepatan ini, laju aliran gas sekitar 0,13 L/s dan tekanan sistem sekitar 140 kPa, tetapi tekanan bergantung pada desain sistem tertentu.
• Durasi pengujian harus 600 detik untuk mencapai kondisi stabil. Waktu yang lebih lama dapat diizinkan asalkan kawah keausan akhir tidak lebih dalam dari 1 mm.
• Sudut antara sumbu nosel dan permukaan sampel harus 90 derajat plus/minus 2 derajat.
• Suhu pengujian harus berupa suhu sekitar normal (biasanya antara 18 derajat dan 28 derajat).
• Kecepatan umpan partikel harus sebesar 0,033 plus/minus 0,008 g/s. Ini setara dengan sekitar 2 mg mm pada permukaan sampel dalam kondisi standar.^-2· S^-1Sesuai dengan fluks partikel sebesar . Penentuan fluks partikel memerlukan pengukuran area terkikis pada sampel dan rentan terhadap kesalahan yang signifikan. Profil lebar dan kedalaman terukur dari kawah erosi yang dihasilkan menggunakan kondisi tertentu ditunjukkan pada gambar, yang memperlihatkan hubungan lebar/kedalaman erosi yang umum.
• Jarak dari permukaan sampel ke ujung nosel harus 10 mm plus/minus 1 mm.

Organisasi kami, yang telah berusaha mendukung bisnis dari setiap sektor dengan berbagai pengujian, pengukuran, analisis, dan studi evaluasi yang telah dilakukan selama bertahun-tahun, memiliki staf yang kuat yang mengikuti dengan cermat perkembangan di dunia di bidang sains dan teknologi dan terus-menerus meningkatkan dirinya. Dalam konteks ini, layanan pengujian juga diberikan kepada bisnis sesuai dengan standar “Metode pengujian standar ASTM G76-18 untuk melakukan pengujian erosi dengan dampak partikel padat menggunakan semburan gas”.