Štandardná skúšobná metóda ASTM G76-18 pre skúšky erózie nárazom pevných častíc s použitím plynových trysiek

Štandardná skúšobná metóda ASTM G76-18 pre erózne skúšky nárazom pevných častíc pomocou plynových trysiek, ktorú vyvinula Americká spoločnosť pre testovanie a materiály (ASTM) , opisuje skúšobnú metódu na stanovenie straty materiálu nárazovou eróziou pevných častíc unášaných plynom pomocou erózneho zariadenia s prúdovou tryskou.

Táto testovacia metóda sa môže použiť na meranie erózie pevných častíc rôznych materiálov v laboratóriu a ako skríningový test na hodnotenie rýchlosti erózie pevných častíc materiálov v simulovaných prevádzkových prostrediach. Skutočná erózna prevádzka zahŕňa širokú škálu veľkostí častíc, rýchlostí, uhlov nábehu, médií a podobných podmienok. Preto žiadny jednotlivý laboratórny test nemusí byť postačujúci na vyhodnotenie očakávaného výkonu služby. Táto testovacia metóda zahŕňa dobre charakterizovaný postup merania erózie nárazom pevných častíc, pre ktorý sú k dispozícii výsledky medzilaboratórnych skúšok.

Na účely tohto štandardu platia nasledujúce pojmy a definície:

• Erózia sa vzťahuje na postupnú stratu pôvodného materiálu v dôsledku mechanickej interakcie medzi pevným povrchom a kvapalinou, viaczložkovou kvapalinou alebo dopadajúcimi kvapalnými alebo pevnými časticami.
• Impakcia označuje proces, ktorý vedie k nepretržitému sledu nárazov medzi kvapalnými alebo pevnými časticami a pevným povrchom.
• Hodnota erózie je hodnota získaná vydelením straty objemu vzorky materiálu celkovou hmotnosťou abrazívnych častíc dopadajúcich na vzorku.
• Normalizovaná rýchlosť erózie je hodnota získaná vydelením hodnoty erózie vzorky materiálu hodnotou erózie referenčného materiálu.

Táto testovacia metóda využíva prístup opakovanej nárazovej erózie, ktorý zahŕňa malú trysku dodávajúcu prúd plynu obsahujúci abrazívne častice a dopadajúci na povrch testovanej vzorky. Je opísaný štandardný súbor testovacích podmienok. Niektoré odchýlky od štandardných podmienok sú však povolené, ak sú podrobne vysvetlené. To umožňuje merania erózie v laboratórnom meradle za rôznych podmienok. Táto norma opisuje skúšobné metódy na prípravu vzoriek, vykonávanie eróznych skúšok a hlásenie výsledkov.

Dôležitosť tejto testovacej metódy v akomkoľvek celkovom meracom programe na hodnotenie správania materiálov pri opotrebovaní závisí od mnohých faktorov súvisiacich s podmienkami používania. Používatelia tejto testovacej metódy musia určiť mieru, do akej získané výsledky korelujú s výsledkami získanými z poľných skúšok alebo použitím iných testovacích systémov a metód. Túto testovaciu metódu možno použiť na klasifikáciu odolnosti materiálov voči oderu za špecifikovaných testovacích podmienok.

Zariadenie použité v týchto testoch je schopné leptať materiál z testovanej vzorky za dobre kontrolovaných expozičných podmienok. Schematický nákres výstupnej trysky a systému prívodu plynných častíc je znázornený na obrázku uvedenom v norme. Odchýlky od tohto návrhu sú prípustné, ale vyžaduje sa primeraná charakterizácia systému a kontrola kritických parametrov. Odchýlky v konštrukcii a rozmeroch trysiek by sa mali zdokumentovať. Na dosiahnutie prijateľného rozloženia rýchlosti častíc v prúde by mal byť pomer dĺžky trysky k jej priemeru 25:1 alebo väčší. Odporúčaná tryska pozostáva z 1,5 mm dlhej trubice s vnútorným priemerom približne 50 mm vyrobenej z materiálu odolného voči oderu. Opotrebovanie trysky by sa malo počas prevádzky sledovať a nemalo by prekročiť 10-percentné zvýšenie oproti pôvodnému priemeru.

Požadované vlastnosti prístroja by mali zahŕňať prostriedky na riadenie a nastavovanie rýchlosti nárazu častíc, toku častíc a polohy a orientácie vzorky vzhľadom na dopadajúci prúd (uhol nárazu).

Na zavádzanie častíc do prúdu plynu je možné použiť rôzne prostriedky vrátane vibračne riadenej násypky alebo systému závitovkového podávania. Systém musí zabezpečovať plynulé podávanie častíc a byť nastaviteľný tak, aby zodpovedal požadovaným hodnotám prietoku častíc.

Pre použitie s abrazívnym zariadením musí byť k dispozícii metóda merania rýchlosti častíc. Medzi príklady akceptovaných metód patrí vysokorýchlostná fotografia, otáčanie dvoch diskov a laserové akcelerometre. Rýchlosť častíc by sa mala merať v polohe, ktorú bude vzorka zaujať, a za testovacích podmienok.

Túto testovaciu metódu je možné použiť na vzorkách rôznych veľkostí a konfigurácií. Vhodná konfigurácia vzorky je obdĺžnikový pás s hrúbkou približne 10 mm x 30 mm x 2 mm. V prípade potreby sa môžu použiť väčšie vzorky a iné tvary, ale musia byť zdokumentované. Použitý abrazívny materiál, veľkosť častíc, vlhkosť, chemické zloženie atď. Základné vlastnosti, ako napríklad jednotnosť, by mali byť... Odber vzoriek materiálu na účely získania reprezentatívnych testovacích vzoriek by sa mal vykonávať v súlade s prijateľnou štatistickou praxou. V tomto ohľade je platná norma ASTM E122.

Táto testovacia metóda definuje nasledujúce štandardné podmienky.

• Trubica trysky musí byť dlhá najmenej 50 mm a mať vnútorný priemer 1,5 mm plus/mínus 0,075 mm.
• Testovací plyn by mal byť nominálne suchý vzduch. V protokole o skúške by malo byť uvedené množstvo vody prítomnej v testovanom plyne, pri akom tlaku a ako bolo meranie vykonané. V medzilaboratórnych testoch sa používal stlačený vzduch vo forme valca s obsahom vody definovaným ako rosný bod mínus 50 stupňov. Bez ohľadu na to, ktorý zdroj plynu sa v teste použije, odporúča sa podobná úroveň suchosti.
• Abrazívne častice by mali mať nominálnu veľkosť 50 µm, čo je ekvivalent častíc použitých v medzilaboratórnych testovacích sériách. Brúsivo by sa malo použiť iba raz. Typické rozdelenie veľkosti (stanovené sedimentáciou): 20 percent od 83 do 100 µm, 42 percent od 57 do 50 µm, 48 percent hrubších ako 50 µm.
•  Rýchlosť abrazívnych častíc meraná v mieste odberu vzorky 30 plus/mínus 2 m s^-1 malo by byť. Pri tejto rýchlosti je prietok plynu približne 0,13 l/s a tlak v systéme je približne 140 kPa, ale tlak závisí od konkrétnej konštrukcie systému.
• Trvanie testu by malo byť 600 sekúnd, aby sa dosiahli ustálené podmienky. Dlhšie časy môžu byť povolené, pokiaľ konečný kráter opotrebenia nie je hlbší ako 1 mm.
• Uhol medzi osou trysky a povrchom vzorky by mal byť 90 stupňov plus/mínus 2 stupne.
• Testovacia teplota by mala byť normálna okolitá teplota (zvyčajne medzi 18 a 28 stupňami).
• Rýchlosť podávania častíc by mala byť 0,033 plus/mínus 0,008 g/s. To zodpovedá približne 2 mg mm na povrchu vzorky za štandardných podmienok.^-2· s^-1Zodpovedá toku častíc . Stanovenie toku častíc vyžaduje meranie erodovanej plochy na vzorke a je vystavené značnej chybe. Na obrázku je znázornený nameraný profil šírky a hĺbky erózneho krátera vytvoreného za špecifikovaných podmienok, ktorý ukazuje typický vzťah šírky a hĺbky erózie.
• Vzdialenosť od povrchu vzorky k hrotu trysky by mala byť 10 mm plus/mínus 1 mm.

Naša organizácia, ktorá sa už roky snaží podporovať podniky zo všetkých sektorov širokou škálou testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich štúdií, má silný personál, ktorý pozorne sleduje svetový vývoj v oblasti vedy a techniky a neustále sa zlepšuje. V tejto súvislosti sa podnikom poskytujú aj testovacie služby v súlade s normou „ASTM G76-18 Štandardná testovacia metóda na vykonávanie eróznych testov nárazom pevných častíc s použitím plynových prúdov“.