超聲波在氣蝕處理方面的應用

超聲波在氣蝕處理方面的應用

摘要：在抗磨（耐磨）材料的研究過程中，都需要對材料的抗磨性能做測量、比較和評價。例如潤滑油的研發(fā)、葉輪材料的選擇以及離心泵的設計等等。 在這個過程中，利用超聲波做材料氣蝕性試驗，是一個公認的行之有效的方法。超聲波氣蝕系統(tǒng)是通過大功率超聲波作用于樣品，模擬樣品與液體接觸面的氣蝕現(xiàn)象，進而可對材料的抗氣蝕性進行分析，具有功率大，投資少、安裝簡易、實驗效果穩(wěn)定等特點。大功率振動式超聲波氣蝕系統(tǒng)主要由三大部分組成。分別是超聲波振動系統(tǒng)，恒溫油浴容器系統(tǒng)和機架升降系統(tǒng)。 

超聲波振動系統(tǒng)是整套設備最核心的部分，設計復雜，主要為系統(tǒng)提供大功率超聲振動，使振幅和頻率達到標準要求。恒溫油浴容器系統(tǒng)主要是為樣品提供一個恒溫的液體環(huán)境，以保證樣品測試的準確度（溫度變化直接影響氣蝕率）。機架升降系統(tǒng)用于固定和調(diào)節(jié)整套系統(tǒng)，并設計了隔聲功能。

關鍵詞：抗磨材料，超聲波，氣蝕現(xiàn)象，超聲波氣蝕系統(tǒng)

一、 項目簡介

本試驗方法將使沉浸在液體里高頻振動的樣品表面產(chǎn)生氣蝕損傷。在液體里樣品的振動將導致氣泡的產(chǎn)生和破裂，而這種氣泡的潰裂將對樣品表面產(chǎn)生破壞和沖蝕（材料損失）。盡管本試驗方法在流動系統(tǒng)或水壓機里氣泡產(chǎn)生的機制不同，但對材料的破壞機制基本相同。因此，本標準提供了一個小規(guī)模的、相對簡單且易于控制的試驗方法，以用來比較不同材料的抗氣蝕性能，詳細研究給定材料固有的抗氣蝕性能和其過程，或在不同試驗條件下研究不同的試驗變量對材料產(chǎn)生損傷的影響。試驗方法規(guī)定了包括樣品的直徑、振幅和頻率在內(nèi)的標準試驗條件，以及試驗液體和其容器。如果有合理的文獻依據(jù)，本標準允許對一些試驗條件有過偏差，以適用特殊目的的試驗。

為了解決這一難題，中原內(nèi)配股份有限公司選購了我們公司生產(chǎn)的超聲波氣蝕自動控制系統(tǒng)設備，該設備具有功率大，投資少、安裝簡易、實驗效果穩(wěn)定等特點；具有實時監(jiān)測、調(diào)整、顯示和時間控制功能。

1.完全按照美國材料試驗協(xié)會ASTM G32-10標準設計制造。

2.樣品振幅大小，用戶可根據(jù)要求進行調(diào)整。

3.測試液溫度可實時監(jiān)控和調(diào)整，保證實驗的準確性。

4.樣品測試的間隔時間用戶可根據(jù)需求設定。

5.樣品振幅、頻率參數(shù)可實時顯示、監(jiān)控和調(diào)整。

6.超聲振動穩(wěn)定，可靠，發(fā)熱量小。

7.系統(tǒng)各參數(shù)均經(jīng)過標準檢驗，其測量結(jié)果具有很強可比性。

二、 項目主要技術指標

1）整體設備符合美標ASTM：G32-10

2）驅(qū)動電源時間控制器控制范圍可調(diào)，最大設定時間150小時以上

3）恒溫裝置溫度可調(diào)，可調(diào)范圍23-100℃，任意可調(diào)，誤差允許±2℃

4）測試容器加蓋，避免液體蒸發(fā)，若液體低于某個位置時，可自動進行補液，達到上限時自動停止，否則，系統(tǒng)報警，停止工作，并記錄已工作的時間。

5）容器直徑230mm以上

6）換能器通壓縮空氣冷卻

7）設備具有溫度偏離報警，液面過低報警，報警后自動停機，并記錄工作時間

8）試驗工具頭按照美標ASTM：G32-10執(zhí)行

三、 項目運行實施

該項目已于2014年3月份在河南中原內(nèi)配股份有限公司正式投入運行，至目前為正，運行一切正常。通過設定超聲波設備的最佳功率及現(xiàn)場設備運行的要求，對客戶實驗起到了很好的效果。

四、項目應用體會

本設備采用杭州國彪超聲設備有限公司生產(chǎn)的智能數(shù)控超聲波UESC204DN設備，通過系統(tǒng)集成設計達到用戶要求。本設備主要應用于實驗室、研究所和生產(chǎn)廠商，對材料的抗磨性能做測量，比較和評價。此系統(tǒng)具有自動開機頻率搜索，運行過程中自動跟蹤頻率，功率可調(diào)整等，如果設備出現(xiàn)問題可以及時斷電，避免對整體控制系統(tǒng)造成影響。整個設備操作方面，無需設備開機前進行設置，全自動實現(xiàn)控制要求，系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。