Erosion par cavitation
TEST D’ÉROSION DE CAVITATION (ASTM G32-92)
par SONICS & MATERIALS, INC.
Parce que l’évaluation de la résistance à l’érosion à la cavitation peut être facilitée en utilisant des ultrasons, les sonicateurs Sonics sont devenus des instruments quasi-généralisé pour réaliser les tests ASTM G-32.
CAVITATION DIRECTE
Les vibrations ultrasonores longitudinales générées par les cristaux piézoélectriques dans le convertisseur sont amplifiées par la sonde (corne) et transmises dans le liquide sous forme d’ondes ultrasonores qui alternent haute et basse pression . Les fluctuations de pression séparent les molécules de liquide créant des microbulles (cavités), qui se dilatent pendant les phases de pression négative, et implosent violemment pendant les phases de pression positives. Comme les bulles s’effondrent, des millions d’ondes de choc, des tourbillons ont lieu et libèrent des pressions et des températures extrèmes . Ceci provoque des micro-impacts à la surface de l’éprouvette, entraînant une érosion (perte de matière).
Cette méthode d’essai peut être utilisée pour estimer la résistance relative des matériaux à l’érosion par cavitation telle qu’elle peut être rencontrée, par exemple dans les pompes, les turbines hydrauliques, les vannes, les roulements, les hélices de navires etc …
Un échantillon de la masse appropriée est pesé avec précision avant le test. La pointe est enfilée sur la sonde (corne) et immergée dans un récipient du liquide d’essai (généralement de l’eau distillée) qui est maintenu à un température spécifiée – typiquement 25 +/- 2 degrés C et pression ambiante.
La sonde est mise en vibration à 20 kHz à une amplitude spécifique, généralement 50 um, pendant une durée prédéterminée.
Le poids de l’échantillon est noté, après qu’il ait été complètement séché, puis retourné dans le bain pour un traitement supplémentaire et pesé à nouveau. Ce cycle test / interruption est répété pour obtenir un historique de la perte de masse en fonction du temps (qui n’est pas linéaire).
La plupart des spécimens présentent une « période d’incubation ». Pendant ce temps, très peu de perte de poids est observée. Plus le temps d’incubation est long avant que la perte de poids rapide soit observée , pls le produit testé est considéré comme résistant à l’érosion de la cavitation
L’interprétation de cette courbe cumulative d’érosion en fonction du temps permet de comparer les résultats entre différents matériaux ou entre différents fluides d’essai ou d’autres conditions.
CAVITATION INDIRECTE
Un autre test d’érosion par cavitation utilisant le même équipement est la méthode de cavitation indirecte ou méthode de l’échantillon stationnaire.
Dans cette méthode, l’échantillon est fixé dans le récipient de liquide, et la pointe vibrante de la sonde est placée à proximité de celle-ci. La cavitation générée par la sonde agit sur le spécimen.
Cette méthode est couramment utilisée lorsque l’on travaille avec des spécimens fragiles qui ne peuvent pas être enfilés sur la sonde vibrante.
REMARQUE: Les sondes à ultrasons avec embouts remplaçables ressemblent beaucoup aux diapasons et sont conçues pour vibrer à une fréquence spécifique de 20 kHz.
Si la sonde avec la pointe remplaçable ne vibre pas à cette fréquence, l’alimentation du sonicateur va s’arrêter . Parce que l’usinage de la pointe est critique, pour assurer son bon fonctionnement nous recommandons qu’un échantillon soit soumis à Sonics & Materials pour la fabrication de la sonde idoine.
