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主要由三大部分組成。分別是超聲波振動系統，恒溫油浴容器系統和機架升降系統。 

超聲波振動系統是整套設備最核心的部分，設計復雜，主要為系統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）。機架升降系統用于固定和調節(jié)整套系統，并設計了隔聲功能。

關鍵詞：抗磨材料，超聲波，氣蝕現象，超聲波氣蝕系統

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生氣蝕損傷。在液體里樣品的振動將導致氣泡的產生和破裂，而這種氣泡的潰裂將對樣品表面產生破壞和沖蝕（材料損失）。盡管本試驗方法在流動系統或水壓機里氣泡產生的機制不同，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，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，中原內配股份有限公司選購了我們公司生產的超聲波氣蝕自動控制系統設備，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、調整、顯示和時間控制功能。

1.完全按照美國材料試驗協會ASTM G32-10標準設計制造。

2.樣品振幅大小，用戶可根據要求進行調整。

3.測試液溫度可實時監(jiān)控和調整，保證實驗的準確性。

4.樣品測試的間隔時間用戶可根據需求設定。

5.樣品振幅、頻率參數可實時顯示、監(jiān)控和調整。

6.超聲振動穩(wěn)定，可靠，發(fā)熱量小。

7.系統各參數均經過標準檢驗，其測量結果具有很強可比性。

二、 項目主要技術指標

1）整體設備符合美標ASTM：G32-10

2）驅動電源時間控制器控制范圍可調，最大設定時間150小時以上

3）恒溫裝置溫度可調，可調范圍23-100℃，任意可調，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的智能數控超聲波UESC204DN設備，通過系統集成設計達到用戶要求。本設備主要應用于實驗室、研究所和生產廠商，對材料的抗磨性能做測量，比較和評價。此系統具有自動開機頻率搜索，運行過程中自動跟蹤頻率，功率可調整等，如果設備出現問題可以及時斷電，避免對整體控制系統造成影響。整個設備操作方面，無需設備開機前進行設置，全自動實現控制要求，系統穩(wěn)定、可靠。