ASTM D2809 Motor Soğutma Sıvıları ile Alüminyum Pompaların Kavitasyon Korozyonu ve Erozyon-Korozyon Özelliklerinin Standart Test Yöntemi

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen, “ASTM D2809 Motor Soğutma sıvıları ile alüminyum pompaların kavitasyon korozyonu ve erozyon-korozyon özelliklerinin standart test yöntemi“ standardında, soğutma sıvılarıyla birlikte alüminyum otomotiv su pompalarının kavitasyon korozyonu ve erozyon-korozyon özelliklerinin değerlendirilmesine yönelik bir test yöntemi açıklanmaktadır.

Bu test yönteminin geliştirilmesi sırasında, iki fazlı soğutma sıvıları ile yapılan testlerde elde edilen sonuçların saha testlerinden elde edilen sonuçlarla örtüşmediği tespit edilmiştir. Bu nedenle test yöntemi, iki fazlı soğutma sıvılarının kavitasyon etkilerini belirlemek için önemli bir test olarak önerilemez.

Bu test yöntemi, alüminyum otomotiv su pompalarında kavitasyon korozyonuna ve erozyon korozyonuna katkıda bulunan soğutma sıvılarını, katkıda bulunmayanlardan ayırt etmek için kullanılabilir. Bu testten elde edilen belirli bir derecelendirme numarasının, bir araç testinde belirli bir kilometre sayısına eşdeğer olması amaçlanmamıştır, ancak, tek fazlı soğutma sıvılarıyla tezgah ve saha servis testleri arasında sınırlı bir korelasyon gözlemlenmiştir.

Soğutma sıvısının kavitasyon korozyonu ve erozyon korozyonu üzerindeki gerçek etkisinin değerlendirilmesi için, son test olarak zorlu çalışma koşulları altında saha testleri yapılmalıdır. Ayrıca, test değişkenlerinin uygun şekilde kontrol edilmesiyle, pompa tasarımının, yapı malzemelerinin ve pompa çalışma koşullarının kavitasyon korozyonu ve erozyon korozyonu hasarı üzerindeki etkisini belirlemek de mümkündür.

ASTM D2809 standardı, motor soğutma sıvılarının (antifriz çözeltileri) alüminyum otomotiv su pompalarını iki özel hasar türüne karşı ne kadar iyi koruduğunu değerlendirmek için standartlaştırılmış bir prosedür sağlar: kavitasyon korozyonu ve erozyon-korozyon.

Bu standart, yüksek akışkan hızları, basınç değişiklikleri ve türbülans içeren çalışma koşulları altında soğutma sıvısı formülasyonlarından kaynaklanan hasara yatkın olan otomotiv su pompalarındaki alüminyum bileşenlere odaklanır. Bu koşullar şunlara yol açabilir:

• Kavitasyon korozyonu: Soğutma sıvısında buhar kabarcıklarının oluşumu ve çökmesi sonucu oluşan ve metal yüzeyi aşındıran veya korozyona uğratan şok dalgaları nedeniyle oluşan hasar.
• Erozyon-korozyon: Akışkan akışının ve kimyasal korozyonun birleşik mekanik etkisi nedeniyle hızlandırılmış malzeme kaybı.

Bu yöntem, soğutma sıvısı üreticilerine, otomotiv mühendislerine ve kalite kontrol laboratuvarlarına, etkili soğutma sıvıları (bu tür hasarı yeterince önleyenler) ile buna katkıda bulunan veya önleyemeyenler arasında ayrım yapmalarına yardımcı olur.

Bu test, otomotiv ve soğutma sıvısı endüstrisinde önemlidir çünkü modern motorlar genellikle ağırlık azaltma ve performans için alüminyum su pompaları kullanır. Bu alanda düşük soğutma sıvısı performansı, pompa arızasına, sızıntılara, aşırı ısınmaya ve maliyetli onarımlara yol açabilir. Birçok motor soğutma sıvısı spesifikasyonu (örneğin etilen glikol bazlı soğutma sıvıları için ASTM D3306 veya ilgili standartları karşılayanlar), performans gereksinimi olarak ASTM D2809 sonuçlarına atıfta bulunur.

ASTM D2809 standardı, yaygın bir derecelendirme sistemi kullanılır:

• Testten sonra pompa çarkı ve gövdesinin görsel muayenesi ve derecelendirilmesi.
• Derecelendirmeler genellikle 0 (ciddi hasar) ile 10 (hasar yok veya mükemmel koruma) arasında değişir.
• Minimum geçme derecesi, soğutma sıvısı spesifikasyonuna bağlı olarak genellikle 8 veya daha yüksektir.

Bu test yöntemi, kontrollü bir laboratuvar ortamında gerçek dünya koşullarını simüle eden özel bir devridaim düzeneği kullanır:

• Kapalı devre bir sisteme alüminyum bir otomotiv su pompası (standartlaştırılmış veya referans pompa tasarımı) monte edilir.
• Soğutucu sıvı (belirtildiği gibi seyreltilmiş, tipik olarak su ile 50/50 oranında) pompadan geçirilir.
• Çalışma koşulları arasında, yüksek sıcaklık (yaklaşık 113 derece), kontrollü basınç (örneğin yaklaşık 103 kPa) ve tipik olarak 100 saatlik bir test süresi bulunur.
• Pompa, kritik alanlarda (özellikle çarkta) kavitasyon ve yüksek hızlı akış oluşturmak için sürekli olarak çalıştırılır.

Testten sonra pompa sökülür, temizlenir ve görsel olarak incelenir (genellikle standartta verilen referans fotoğraflar veya derecelendirme ölçekleri yardımıyla). Hasar, çukurlaşma, aşınma ve diğer malzeme kaybı biçimlerine odaklanarak sayısal bir ölçekte derecelendirilir.

Bu standart, ayrıntılı cihaz özelliklerini, kalibrasyon gereksinimlerini, soğutma sıvısı hazırlama ve raporlama yönergelerini içerir. Eski sürümlerde referans verilen özel pompa tasarımı, modern su pompalarının geçmiştekilerden farklıdır ve güncellemeler için tartışılmaktadır.

Bu standardın başlıca uygulama alanları şunlardır:

• Soğutma sıvısı yeterlilik ve sertifikasyonu.
• Yeni antifriz formülasyonlarının araştırma ve geliştirilmesi.
• Soğutma sıvısı üretiminde kalite güvencesi.
• Teknik makalelerde ve endüstri raporlarında karşılaştırma (örneğin SAE yayınları genellikle bu standart sonuçlarına atıfta bulunur).

Bu test yöntemi, şu ASTM soğutma sıvısı standartlarını tamamlar:

• ASTM D1384 Cam eşyalarda motor soğutma sıvılarının korozyon testi için standart test yöntemi
• ASTM D4340 Isı reddetme koşulları altında motor soğutma sıvılarında dökme alüminyum alaşımlarının korozyonuna ilişkin standart test yöntemi
• ASTM D2570 Motor soğutma sıvılarının simüle edilmiş servis korozyon testi için standart test yöntemi

ASTM D2809 standardı, modern otomotiv motorlarının ağırlık tasarrufu, daha iyi ısı dağılımı ve genel verimlilik için büyük ölçüde alüminyum su pompalarına dayanması nedeniyle gereklidir. Bununla birlikte, alüminyum, soğutma sisteminde iki agresif hasar türüne karşı özellikle hassastır: kavitasyon korozyonu ve erozyon korozyonu. Bu standardın önemli olmasının temel nedenleri şunlardır:

• Kavitasyon ve erozyon korozyonu, alüminyum pompalar için eşsiz tehditlerdir
• Su pompası arızasının erken önlenmesi
• Soğutma sıvıları koruma açısından çok farklılık gösterir
• Standartlaştırma için endüstri ve düzenleyici ihtiyaç

Başlıca soğutma sıvısı spesifikasyonları (örneğin ASTM D3306 ve ASTM D6210 standartları ve Ford, GM, Chrysler / Stellantis gibi orijinal ekipman üreticisi gereksinimleri), onay için minimum ASTM D2809 standardı derecelendirmesini zorunlu kılar (genellikle 0-10 ölçeğinde en az 8 veya 9). Bu, soğutma sıvısı üreticilerinin yeni formülasyonları nitelendirmesine, ürünleri karşılaştırmasına ve performans iddialarını göstermesine olanak tanır. Otomotiv mühendislerinin, hassasiyeti etkileyen pompa tasarımlarını, malzemeleri veya çalışma koşullarını değerlendirmelerine yardımcı olur. Test yöntemi, tüm araç filosu testine göre daha hızlı ve daha ucuz bir tarama sunar, ancak saha korelasyonu sınırlıdır ve gerçek dünya ağır hizmet doğrulaması yine de önerilir.

Sonuç olarak ASTM D2809 standardı, kritik bir boşluğu doldurur: motor soğutma sıvılarının, soğutma sistemindeki en arıza eğilimli alüminyum parçalardan birini, kavitasyona ve erozyon-korozyona neden olan tam dinamik koşullar (yüksek akış, sıcaklık, basınç dalgalanmaları) altında koruyabilmesini sağlar.

Kuruluşumuz, yıllardır yetkin ve deneyimli bir kadro ile müşterilerinin ihtiyaçlarını anlamakta, ihtiyaç duydukları ileri test hizmetlerini vermekte ve yönetim sistemlerinin kurulması, uygulanması ve iyileştirilmesi konusunda yardımcı olmaktadır. Bu çerçevede işletmelere ASTM D2809 standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.