ASTM G32 Titreşimli Cihaz Kullanılarak Kavitasyon Erozyonu için Standart Test Yöntemi

ASTM G32 Titreşimli Cihaz Kullanılarak Kavitasyon Erozyonu için Standart Test Yöntemi

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM G32 Titreşimli cihaz kullanılarak kavitasyon erozyonu için standart test yöntemi“ standardında, bir sıvıya daldırılmış haldeyken yüksek frekansta titreştirilen bir numunenin yüzeyinde kavitasyon hasarının oluşturulmasını kapsayan bir test yöntemi açıklanmaktadır. Titreşim, sıvıda boşlukların oluşmasına ve çökmesine neden olur ve çöken boşluklar numunede hasara ve aşınmaya (malzeme kaybına) yol açar.

ASTM G32 Titreşimli Cihaz Kullanılarak Kavitasyon Erozyonu için Standart Test Yöntemi

Bu yöntemde sıvı kavitasyonunun oluşturulma mekanizması, akışkan sistemlerde ve hidrolik makinelerde meydana gelenlerden farklı olsa da malzeme hasar mekanizmasının doğasının temelde benzer olduğuna inanılmaktadır. Bu nedenle yöntem, farklı malzemelerin kavitasyon aşınma direncini karşılaştırmak, belirli bir malzemedeki hasarın doğasını ve ilerlemesini ayrıntılı olarak incelemek veya (bazı test koşullarını değiştirerek) test değişkenlerinin üretilen hasar üzerindeki etkisini incelemek için kullanılabilen küçük ölçekli, nispeten basit ve kontrol edilebilir bir test sunar.

Bu test yöntemi, numunenin çapını, titreşim genliğini ve frekansını, ayrıca test sıvısını ve kabını kapsayan standart test koşullarını belirtir. Bu yöntem, bazı amaçlar için uygun olabilecek şekilde, uygun şekilde belgelendirilmesi koşuluyla, bu koşullardan bazı sapmalara izin verir. Uygun bir cihazın kurulması konusunda rehberlik sağlar ve test ve raporlama prosedürlerini ve alınması gereken önlemleri kapsar. Ayrıca, tesisin çalışmasını doğrulamak ve diğer test malzemelerinin normalize edilmiş aşınma direncini tanımlamak için kullanılması gereken standart referans malzemelerini de belirtir.

Bu test yöntemi, örneğin pompalar, hidrolik türbinler, hidrolik dinamometreler, vanalar, yataklar, dizel motor silindir gömlekleri, gemi pervaneleri, hidrodinamik kanatlar ve tıkanıklık bulunan iç akış geçitlerinde karşılaşılabilecek kavitasyon erozyonuna karşı malzemelerin nispi direncini tahmin etmek için kullanılabilir. Benzer amaçlar için alternatif bir yöntem, sabit bir numunede erozyon oluşturmak için kavitasyonlu bir sıvı jeti kullanan ASTM G134 standardı test yöntemidir. İkincisi, hassas bir şekilde şekillendirilmiş bir numuneye kolayca dönüştürülemeyen malzemeler için daha uygun olabilir. Herhangi bir kavitasyon erozyon testinin sonuçları dikkatle kullanılmalıdır.

ASTM G32 standardı, uluslararası alanda yaygın olarak tanınan bir standarttır. Sıvı içinde buhar kabarcıklarının oluşması ve şiddetli çökmesi sonucu oluşan ve yüzeylere zarar veren yüksek basınçlı şok dalgaları ve mikrojetler üreten kavitasyon erozyonuna karşı malzemelerin direncini değerlendirmek için standartlaştırılmış bir laboratuvar prosedürü sağlar.

Bu standartta açıklanan test yöntemi, bir sıvıya daldırılmış haldeyken yüksek frekansta (tipik olarak yaklaşık 20 kHz) titreştirilen bir numunenin yüzeyinde kavitasyon hasarı oluşturur. Titreşim, kavitasyonların hızlı bir şekilde oluşmasına ve çökmesine neden olarak numunede ölçülebilir malzeme kaybına (aşınmaya) yol açar.

Kapsamın temel noktaları şunlardır:

  • Farklı malzemelerin kavitasyon aşınma direncini karşılaştırmak için küçük ölçekli, kontrol edilebilir ve tekrarlanabilir bir yöntem sunar.
  • Ayrıca tek bir malzemede hasarın ilerlemesini inceleyebilir veya genlik, sıcaklık veya sıvı türü gibi değişkenlerin etkilerini araştırabilir.
  • Testteki aşınma mekanizmasının, kavitasyonun oluşturulma şekli farklı olsa da gerçek dünyadaki akış sistemlerindekiyle temelde benzer olduğuna inanılmaktadır.

Saha koşulları farklı akış modelleri, basınçlar ve sinerjik etkiler (örneğin korozyon) içerebileceğinden, sonuçlar gerçek hidrolik makinelerdeki performansı tahmin ederken dikkatli kullanılmalıdır. Alternatif bir yöntem “STM G134 Kavitasyonlu sıvı jeti ile katı malzemelerin aşındırılması için standart test yöntemi“ standardıdır.

Testlerde kullanılan cihaz tipik olarak şunları içerir:

  • Yaklaşık 20 kHz’de çalışan bir ultrasonik dönüştürücü / boynuz (titreşim cihazı).
  • Numune (genellikle düğme şeklinde bir disk):
  • Doğrudan (bağlı) yöntem: Numune doğrudan titreşimli boynuza sabitlenir.
  • Sabit (dolaylı) yöntem: Numune, titreşimli boynuz ucunun biraz altında (yaklaşık 0,5 mm) sabit tutulur.

Standart test koşulları şunları içerir:

  • Numune çapı: Genellikle yaklaşık 15-16 mm.
  • Tepe-tepe genliği: Tipik olarak 50 µm (artı/eksi yüzde 5).
  • Test sıvısı: Genellikle damıtılmış veya iyonize edilmiş su.
  • Sıcaklık kontrolü (aşınma oranı 50 derece civarında zirve yapabilir).
  • Daldırma derinliği ve kap özellikleri.

Bu test, bir erozyon eğrisi çizmek için zaman içinde kütle kaybının periyodik olarak ölçülmesini içerir (kuluçka dönemi - hızlanma - kararlı durum hızı - yavaşlama). Sonuçlar, farklı laboratuvarlar arasında karşılaştırmaya olanak sağlamak için genellikle referans malzemeler kullanılarak normalize edilir.

Kavitasyon erozyonu şu alanlarda kritik bir sorundur:

  • Pompalar ve vanalar
  • Hidrolik türbinler ve dinamometreler
  • Gemi pervaneleri ve hidrofoyiller
  • Dizel motor silindir gömlekleri
  • Rulmanlar ve iç akış kanalları

Mühendisler ve araştırmacılar, bu ortamlarda dayanıklılık açısından malzemeleri (örneğin paslanmaz çelikler, kaplamalar, seramikler, alaşımlar) sıralamak, daha iyi malzemeler geliştirmek veya yüzey işlemlerini nitelendirmek için ASTM G32 standardını kullanır.

ASTM G32 standardı, titreşimli kavitasyon testi için en yaygın standartlaştırılmış yöntem olmaya devam etmektedir, ancak bazı yeni araştırmalar, özellikle sabit numune (dolaylı) konfigürasyonu olmak üzere, bazı yönlerini sorgulamaktadır.

Bu test yöntemi ile ilgili başlıca standartlar şunlardır:

  • ASTM G134 Kavitasyonlu sıvı jeti ile erozyon (sabit numune).
  • ASTM G40 Aşınma ve erozyonla ilgili terminoloji.
  • ASTM G73 Dönen aparat kullanılarak sıvı çarpma erozyonu.

ASTM G32 standardı öncelikle kavitasyon erozyonunun kritik mühendislik bileşenlerinde önemli bir arıza nedeni olması ve standartlaştırılmış bir test yöntemi olmadan malzeme performansının karşılaştırılmasının laboratuvarlar ve endüstriler arasında güvenilmez, tutarsız ve tekrarlanamaz olması nedeniyle gereklidir.

Kavitasyon erozyonu, bir sıvıda buhar kabarcıklarının oluşması ve şiddetli bir şekilde çökmesiyle meydana gelir ve yüzeylerde çukurlaşmaya, deformasyona ve malzeme kaybına neden olan yoğun şok dalgaları ve mikrojetler oluşturur. Bu, şu alanlarda karşılaşılan yaygın bir sorundur:

  • Pompalar, vanalar ve hidrolik sistemler
  • Hidrolik türbinler ve dinamometreler
  • Gemi pervaneleri, hidrofoyiller ve deniz ekipmanları
  • Dizel motor silindir gömlekleri
  • Rulmanlar ve iç akış kanalları

ASTM G32 standardı şu nedenlerle gerekli görülmektedir:

  • Malzemelerin göreceli sıralaması
  • Tarama aracı olması
  • Araştırma desteği sağlaması
  • Sektör genelinde tutarlılık göstermesi
  • Pratik alternatif olması

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 G32 standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.

WhatsApp