ASTM G76-18 Standardtestmetod för erosionstester av fasta partiklar med gasstrålar

ASTM G76-18 standardtestmetod för erosionstestning genom stöt av fasta partiklar med gasstrålar, utvecklad av American Society for Testing and Materials (ASTM) , beskriver en testmetod för att bestämma materialförlust genom stöterosion av fasta partiklar som transporteras av gas med hjälp av erosionsutrustning av jetmunstyckstyp.

Denna testmetod kan användas för att mäta erosion av fasta partiklar i olika material i laboratoriet och som ett screeningtest för att rangordna erosionshastigheterna för fasta partiklar i material i simulerade driftsmiljöer. Faktisk erosionsbehandling omfattar ett brett spektrum av partikelstorlekar, hastigheter, anfallsvinklar, medier och liknande förhållanden. Därför kanske ett enskilt laboratorietest inte är tillräckligt för att utvärdera förväntad serviceprestanda. Denna testmetod innefattar en välkarakteriserad procedur för att mäta stöterosion från fasta partiklar, för vilken resultat från interlaboratorietest finns tillgängliga.

För denna standards syften gäller följande termer och definitioner:

Erosion avser den gradvisa förlusten av ursprungligt material på grund av mekanisk interaktion mellan en fast yta och en vätska, en flerkomponentsvätska eller inkommande vätska eller fasta partiklar.
Med impaktion avses en process som resulterar i ett kontinuerligt tåg av stötar mellan flytande eller fasta partiklar och en fast yta.
Erosionsvärdet är det värde som erhålls genom att dividera volymförlusten av provmaterialet med den totala massan av slipande partiklar som träffar provet.
Den normaliserade erosionshastigheten är det värde som erhålls genom att dividera erosionsvärdet för provmaterialet med erosionsvärdet för referensmaterialet.

Denna testmetod använder en metod med upprepad stöterosion som innebär att ett litet munstycke levererar en gasström innehållande slipande partiklar och träffar ytan av ett testprov. En standarduppsättning testförhållanden beskrivs. Vissa avvikelser från standardvillkoren är dock tillåtna om de förklaras i detalj. Detta möjliggör erosionsmätningar i laboratorieskala under en rad olika förhållanden. Denna standard beskriver testmetoder för att framställa prover, utföra erosionsexponering och rapportera resultat.

Betydelsen av denna testmetod i alla övergripande mätprogram för att utvärdera materials slitagebeteende beror på många faktorer relaterade till förhållandena i användningsområdena. Användare av denna testmetod måste avgöra i vilken grad de erhållna resultaten korrelerar med resultat som erhållits från fältprestanda eller med hjälp av andra testsystem och metoder. Denna testmetod kan användas för att bedöma materials nötningsbeständighet under specificerade testförhållanden.

Enheten som används i dessa tester kan etsa material från ett testprov under välkontrollerade exponeringsförhållanden. Den schematiska ritningen av utloppsmunstycket och partikelgasmatningssystemet visas i figuren som ges i standarden. Avvikelser från denna design är tillåtna, men adekvat systemkarakterisering och kontroll av kritiska parametrar krävs. Avvikelser i munstyckens utformning och dimensioner bör dokumenteras. För att uppnå en acceptabel partikelhastighetsfördelning i flödet bör förhållandet mellan munstyckets längd och diameter vara 25:1 eller större. Det rekommenderade munstycket består av ett 1,5 mm långt rör med en innerdiameter på cirka 50 mm, tillverkat av ett nötningsbeständigt material. Munstyckens slitage bör övervakas under service och bör inte överstiga en ökning av initial diameter med 10 procent.

Instrumentets nödvändiga funktioner bör innefatta möjligheter att styra och justera partikelns islagshastighet, partikelflöde samt provets position och orientering i förhållande till den infallande strömmen (islagsvinkel).

Olika metoder kan användas för att införa partiklar i gasströmmen, inklusive en vibrationsstyrd tratt eller skruvmatningssystem. Systemet måste ge en jämn partikelmatning och vara justerbart för att matcha önskade partikelflödesvärden.

En metod för att mäta partikelhastighet måste finnas tillgänglig för användning med sliputrustning. Exempel på accepterade metoder inkluderar höghastighetsfotografering, dubbeldiskspinning och laseraccelerometrar. Partikelhastigheten bör mätas vid den position som provet kommer att inta och under testförhållanden.

Denna testmetod kan användas på en mängd olika provstorlekar och konfigurationer. En lämplig provkonfiguration är en rektangulär remsa som är cirka 10 mm x 30 mm x 2 mm tjock. Större prover och andra former kan användas vid behov, men måste dokumenteras. Det slipande materialet som ska användas, partikelstorlek, fuktighet, kemisk sammansättning etc. Grundläggande egenskaper som till exempel bör vara enhetliga. Provtagning av material i syfte att erhålla representativa testprover bör göras i enlighet med godtagbar statistisk praxis. ASTM E122-standarden är giltig i detta avseende.

Denna testmetod definierar följande standardförhållanden.

Munstycksröret måste vara minst 50 mm långt och ha en innerdiameter på 1,5 mm plus/minus 0,075 mm.
Testgasen bör nominellt vara torr luft. Testrapporten bör ange mängden vatten som finns i testgasen, vid vilket tryck och hur mätningen utfördes. Interlaboratorietestning använde tryckluft av cylindertyp med en vattenhalt definierad som minus 50 grader daggpunkt. Oavsett vilken gaskälla som används i testet rekommenderas en liknande torrhetsnivå.
Slippartiklar bör nominellt vara 50 µm, motsvarande de som används i interlaboratorietestserier. Slipmedlet bör endast användas en gång. Typisk storleksfördelning (bestämd genom sedimentation): 20 procent från 83 till 100 µm, 42 procent från 57 till 50 µm, 48 procent grövre än 50 µm.
Slipmedelspartikelhastighet uppmätt vid provtagningsplatsen 30 plus/minus 2 m/s^-1 borde vara. Vid denna hastighet är gasflödeshastigheten cirka 0,13 L/s och systemtrycket är cirka 140 kPa, men trycket beror på den specifika systemdesignen.
Testtiden bör vara 600 sekunder för att uppnå stationära förhållanden. Längre tider kan tillåtas så länge den slutliga slitagekratern inte är djupare än 1 mm.
Vinkeln mellan munstyckets axel och provytan ska vara 90 grader plus/minus 2 grader.
Testtemperaturen bör vara normal omgivningstemperatur (vanligtvis mellan 18 och 28 grader).
Partikelmatningshastigheten bör vara 0,033 plus/minus 0,008 g/s. Detta motsvarar cirka 2 mg mm på provytan under standardförhållanden.^-2• s^-1Motsvarar ett partikelflöde av . Bestämning av partikelflöde kräver mätning av det eroderade området på provet och är föremål för betydande fel. Den uppmätta bredd- och djupprofilen för en erosionskrater som producerats med de angivna förhållandena visas i figuren, som visar ett typiskt förhållande mellan erosionsbredd och djup.
Avståndet från provytan till munstyckets spets ska vara 10 mm plus/minus 1 mm.

Vår organisation, som i åratal har försökt stödja företag från alla sektorer med ett brett utbud av test-, mät-, analys- och utvärderingsstudier, har en stark personalstyrka som noggrant följer utvecklingen i världen inom vetenskap och teknik och ständigt förbättrar sig. I detta sammanhang tillhandahålls även testtjänster till företag i enlighet med standarden ”ASTM G76-18 Standardtestmetod för att utföra erosionstester genom fasta partikelpåverkan med gasstrålar”.