অতিস্বনক Pickling মধ্যে Cavitation ক্ষয় প্রক্রিয়া
আল্ট্রাসাউন্ড-অ্যারোস্পেস সুপারঅ্যালয় (ইনকোনেল, ওয়াসপালয় এবং টাইটানিয়াম অ্যালয়) এর জন্য পিকলিং বাথগুলি 10 থেকে 50 ওয়াট/সেমি² এর শাব্দ তীব্রতার সাথে 20 থেকে 40 kHz ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করে। আল্ট্রাসাউন্ড দ্বারা উত্পন্ন গহ্বরের বুদবুদগুলি শক্ত পৃষ্ঠে হিংস্রভাবে বিস্ফোরিত হয়, স্থানীয় মাইক্রোজেট এবং শক ওয়েভ তৈরি করে যা অরক্ষিত উপাদানগুলিকে ক্ষয় করে। এই পরিবেশের সংস্পর্শে আসা পিএফএ হিটার দেয়ালগুলিকে পলিমার-ধাতু ইন্টারফেসে প্রেরণের পরিবর্তে শাব্দ শক্তি শোষণ করার জন্য নির্দিষ্ট স্যাঁতসেঁতে বৈশিষ্ট্যের প্রয়োজন হয়। 12টি অ্যারোস্পেস পিকলিং লাইন থেকে পরিমাণগত বিশ্লেষণ দেখায় যে উচ্চতর স্যাঁতসেঁতে সহ PFA গ্রেডগুলি (ট্যান δ > 0.12 25 kHz) কম-ড্যাম্পিং গ্রেডের তুলনায় 2000 ঘন্টা পরে 75% কম ক্যাভিটেশন ক্ষয় গভীরতা প্রদর্শন করে (ট্যান <0.6)।
শাব্দ স্যাঁতসেঁতে এবং শক্তি শোষণ
গতিশীল যান্ত্রিক বিশ্লেষণ দ্বারা পরিমাপ করা পিএফএ-এর স্যাঁতসেঁতে গুণাঙ্ক, আণবিক ঘর্ষণের মাধ্যমে শাব্দ শক্তিকে তাপে রূপান্তর করার উপাদানের ক্ষমতার পরিমাণ নির্ধারণ করে। স্ট্যান্ডার্ড আনফিল্ড পিএফএ 25 kHz এবং 80 ডিগ্রিতে 0.05 থেকে 0.07 এর ট্যান δ প্রদর্শন করে। পরিবর্তিত PFA গ্রেডগুলি ড্যাম্পিং ফিলার (যেমন বেরিয়াম সালফেট বা মাইকা) অন্তর্ভুক্ত করে একই ফ্রিকোয়েন্সিতে 0.12 থেকে 0.18 এর ট্যান δ অর্জন করে। যখন একটি শাব্দ তরঙ্গ পিএফএ প্রাচীরের মধ্যে প্রবেশ করে, তখন স্যাঁতসেঁতে গুণাঙ্ক ক্ষয় দৈর্ঘ্য নির্ধারণ করে। নিম্ন-ড্যাম্পিং পিএফএ 2.0 মিমি প্রাচীরের মাধ্যমে অন্তর্নিহিত ধাতব কোরে 40% ঘটনা শাব্দ শক্তি প্রেরণ করে। উচ্চ-ড্যাম্পিং PFA প্রাচীরের পুরুত্বের প্রথম 1.5 মিলিমিটারের মধ্যে 85% ঘটনা শক্তিকে হ্রাস করে, পলিমার{17}}ধাতু ইন্টারফেসকে ক্যাভিটেশন-ডিল্যামিনেশন থেকে রক্ষা করে।
ক্যাভিটেশন ক্ষয় হার স্যাঁতসেঁতে উপর নির্ভরশীলতা
60 ডিগ্রিতে 15% নাইট্রিক অ্যাসিডে 20 kHz, 30 µm প্রশস্ততায় একটি অতিস্বনক প্রোব ব্যবহার করে ASTM G32 প্রতি ত্বরিত ক্যাভিটেশন টেস্টিং স্যাঁতসেঁতে গ্রেডের মধ্যে স্পষ্ট বিচ্ছেদ দেখায়। কম-ড্যাম্পিং পিএফএ (ট্যান δ ০.০৬) 100 ঘন্টা এক্সপোজারের পরে 45 মিলিগ্রাম/সেমি² এর ক্রমবর্ধমান ভর হ্রাস প্রদর্শন করে, ক্ষয় পিটিং এবং পৃষ্ঠ রুক্ষ হিসাবে প্রদর্শিত হয়। উচ্চ-ড্যাম্পিং পিএফএ (ট্যান δ 0.15) 100 ঘন্টা পরে 11 মিলিগ্রাম/সেমি² ভরের ক্ষতি দেখায়, যেখানে পৃষ্ঠটি দৃশ্যত মসৃণ থাকে। গ্রেডের মধ্যে ক্ষয় প্রক্রিয়া মৌলিকভাবে আলাদা। নিম্ন-স্যাঁতসেঁতে PFA ধাতব কেন্দ্রে শক তরঙ্গ প্রেরণ করে, যেখানে প্রতিফলন স্থায়ী তরঙ্গ তৈরি করে যা স্থানীয়ভাবে নির্দিষ্ট নোডগুলিতে গহ্বরের তীব্রতা বৃদ্ধি করে। উচ্চ-ড্যাম্পিং পিএফএ মূলে পৌঁছানোর আগেই শক ওয়েভ শক্তি শোষণ করে, প্রতিফলন-বিবর্ধন চক্রকে বাধা দেয়।
স্যাঁতসেঁতে গ্রেডের জন্য প্রাচীর বেধ অপ্টিমাইজেশান
উচ্চ-স্যাঁতসেঁতে PFA এর সুবিধা ক্যাভিটেশন প্রতিরোধের বজায় রেখে নামমাত্র প্রাচীরের বেধ হ্রাস করতে দেয়। আক্রমনাত্মক অতিস্বনক পিকলিং বাথগুলিতে 2000-ঘন্টা পরিষেবা জীবন অর্জন করতে কম-ড্যাম্পিং পিএফএ 2.8 থেকে 3.0 মিমি প্রাচীর পুরুত্বের প্রয়োজন। ট্যান δ > 0.12 সহ উচ্চ-স্যাঁতসেঁতে PFA 1.8 থেকে 2.0 মিমি প্রাচীর পুরুত্বের সাথে একই 2000-ঘন্টা আয়ু অর্জন করে। ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা বজায় রেখে পাতলা দেয়াল তাপ স্থানান্তরকে উন্নত করে (সমান শক্তিতে 16 ডিগ্রি কম অভ্যন্তরীণ তারের তাপমাত্রা)। প্রকৌশলীদের উচ্চ-স্যাঁতসেঁতে PFA নির্দিষ্ট করতে হবে যে প্রক্রিয়াকরণের সময় ড্যাম্পিং ফিলার একত্রিত হয় না, কারণ 10 মাইক্রনের চেয়ে বড় ফিলার সমষ্টি অগ্রাধিকারমূলক ক্ষয়স্থানে পরিণত হয়। পৃষ্ঠ-সংশোধিত ন্যানো-ফিলার (সাবমাইক্রন কণার আকার) ব্যবহার করে সরবরাহকারীরা উচ্চতর ক্ষয় প্রতিরোধের অভিন্নতা প্রদর্শন করে।
স্যাঁতসেঁতে পারফরম্যান্সের ফ্রিকোয়েন্সি সংবেদনশীলতা
PFA এর স্যাঁতসেঁতে বৈশিষ্ট্য আল্ট্রাসাউন্ড ফ্রিকোয়েন্সির সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়। 20 থেকে 25 kHz-এর জন্য অপ্টিমাইজ করা উচ্চ-ড্যাম্পিং গ্রেডগুলি 40 kHz-এ কমে যাওয়া সুবিধা দেখায়, ফ্রিকোয়েন্সি দ্বিগুণ হওয়ার সাথে সাথে ট্যান δ 0.15 থেকে 0.09 এ নেমে আসে। 35 থেকে 40 kHz এ কাজ করে এমন স্নানের জন্য, নির্দিষ্ট অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সিতে চিহ্নিত ড্যাম্পিং গ্রেডগুলি নির্দিষ্ট করুন৷ বিপরীতভাবে, স্ট্যান্ডার্ড পিএফএ গ্রেডগুলি 20 থেকে 80 kHz পর্যন্ত তুলনামূলকভাবে সমতল স্যাঁতসেঁতে প্রতিক্রিয়া দেখায়, যেখানে ট্যান δ পরিসর জুড়ে 0.02-এর কম পরিবর্তিত হয়। একাধিক আল্ট্রাসোনিক ফ্রিকোয়েন্সি বা সুইপিং ফ্রিকোয়েন্সি জেনারেটর ব্যবহার করার সুবিধাগুলির জন্য, স্ট্যান্ডার্ড PFA একটি একক ফ্রিকোয়েন্সির জন্য অপ্টিমাইজ করা একটি উচ্চ-ড্যাম্পিং গ্রেডের তুলনায় আরও সামঞ্জস্যপূর্ণ কার্যকারিতা প্রদান করতে পারে যা অন্যদের জন্য অকার্যকর হয়ে যায়।
স্যাঁতসেঁতে গ্রেড এবং পুরুত্ব দ্বারা ক্ষয় প্রতিরোধ
| আল্ট্রাসাউন্ড অবস্থা এবং স্নান আক্রমনাত্মকতা | পিএফএ ড্যাম্পিং গ্রেড (অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সিতে ট্যান δ) | ন্যূনতম প্রাচীর বেধ | 2000 ঘন্টা পরে গহ্বরের ক্ষয় গভীরতার পূর্বাভাস |
|---|---|---|---|
| 20 kHz, 20 W/cm², মাঝারি অ্যাসিড | High-damping (> 0.12) | 1.8 মিমি | 0.08 থেকে 0.12 মিমি |
| 20 kHz, 20 W/cm², মাঝারি অ্যাসিড | স্ট্যান্ডার্ড (0.05 থেকে 0.07) | 2.5 মিমি | 0.18 থেকে 0.25 মিমি |
| 40 kHz, 35 W/cm², আক্রমণাত্মক অ্যাসিড | মাঝারি-ড্যাম্পিং (0.08 থেকে 0.11) | 2.2 মিমি | 0.12 থেকে 0.18 মিমি |
| 25 kHz, 50 W/cm², উচ্চ-তীব্রতা | High-damping (> 0.14) | 2.0 মিমি | 0.10 থেকে 0.15 মিমি |
| সুইপিং ফ্রিকোয়েন্সি (20 থেকে 40 kHz), 15 W/cm² | স্ট্যান্ডার্ড (0.05 থেকে 0.07) | 2.3 মিমি | 0.15 থেকে 0.22 মিমি |
সারফেস ফিনিশ এবং ক্যাভিটেশন নিউক্লিয়েশন
PFA প্রাচীর স্যাঁতসেঁতে এবং পৃষ্ঠের রুক্ষতার মধ্যে মিথস্ক্রিয়া ক্যাভিটেশন নিউক্লিয়েশন সাইটগুলি নির্ধারণ করে। কম-ড্যাম্পিং পিএফএ-তে, পৃষ্ঠের অ্যাস্পেরিটগুলি ক্যাভিটেশন নিউক্লিয়েশন পয়েন্ট হিসাবে কাজ করে, নির্দিষ্ট স্থানে ক্ষয়কে কেন্দ্রীভূত করে এবং স্থানীয় প্রাচীরের পাতলাকরণকে ত্বরান্বিত করে। উচ্চ-স্যাঁতসেঁতে PFA-তে, পলিমারের শক্তি-শোষণকারী প্রকৃতি এমনকি পৃষ্ঠের অনিয়মের ক্ষেত্রেও বুদবুদ ধসের তীব্রতা দমন করে। সারফেস ফিনিস প্রয়োজনীয়তা তাই উচ্চ-ড্যাম্পিং গ্রেডের জন্য কম কঠোর। Ra 1.2µm সারফেস ফিনিশ সহ উচ্চ-স্যাঁতসেঁতে PFA হিটারগুলি Ra 0.4µm ফিনিশ সহ কম{10}}ড্যাম্পিং PFA এর সমতুল্য ক্ষয় কার্যক্ষমতা দেখায়। খরচ-সংবেদনশীল অ্যাপ্লিকেশানগুলির জন্য, স্ট্যান্ডার্ড ফিনিশ (Ra 1.0 থেকে 1.5µm) সহ উচ্চ-স্যাঁতসেঁতে গ্রেড নির্দিষ্ট করে কম মোট খরচে প্রিমিয়াম-ফিনিশ লো-ড্যাম্পিং PFA-এর চেয়ে উচ্চতর ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা অর্জন করে৷
অতিস্বনক পিকলিং হিটারের জন্য স্পেসিফিকেশন গাইডেন্স
আল্ট্রাসাউন্ড-অ্যারোস্পেস অ্যালয় প্রক্রিয়াকরণের সাহায্যে পিকলিং বাথের জন্য, ইঞ্জিনিয়ারদের স্নানের তাপমাত্রায় গতিশীল যান্ত্রিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে পরিমাপ করা স্নানের অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সিতে 0.10 এর বেশি ড্যাম্পিং সহগ ট্যান δ সহ PFA হিটার নির্দিষ্ট করতে হবে। উচ্চ-ড্যাম্পিং গ্রেড ব্যবহার করার সময় প্রাচীরের বেধ 1.8 থেকে 2.0 মিমি পর্যন্ত কমানো যেতে পারে, তবে সরবরাহকারী নির্দিষ্ট উৎপাদন ব্যাচে স্যাঁতসেঁতে কর্মক্ষমতা প্রত্যয়িত করে। প্রকৃত অ্যাসিড কম্পোজিশন, তাপমাত্রা, এবং অতিস্বনক অবস্থা ব্যবহার করে ASTM G32 প্রতি ক্যাভিটেশন ইরোশন টেস্ট ডেটার জন্য অনুরোধ করুন, কারণ ত্বরিত জল-ভিত্তিক পরীক্ষাগুলি পিকলিং বাথের রাসায়নিক-যান্ত্রিক সমন্বয়কে সম্পূর্ণরূপে উপস্থাপন করে না৷ অতিস্বনক এক্সপোজারের প্রতি বছরে 2000 ঘন্টার বেশি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, পর্যবেক্ষণ করা অবস্থা নির্বিশেষে 12-মাসের প্রতিস্থাপনের সময়সূচীতে অতিরিক্ত হিটার ইনস্টল করার কথা বিবেচনা করুন, কারণ সাব-সারফেস ক্যাভিটেশন ক্ষতি দৃশ্যমান নাও হতে পারে তবে ক্লান্তি জীবনকে হ্রাস করে।
