5. ANALIZA SYSTEMÓW WYKORZYSTYWANYCH W BADANIACH ZUŻYCIA
5.2. Systemy z medium wodnym
W urządzeniach stosowanych do badania zużycia erozyjnego z medium wodnym, czynnikiem wywołującym erozję jest ciecz lub mieszanina cieczy i materiału ściernego.
Aparatura umożliwia odwzorowanie procesu zużywania wywołanego erozją kawitacyjną lub szlamową. W urządzeniach z medium wodnym wykorzystywane są dwa sposoby oddziaływania erodenta na badany materiał. W pierwszym wariancie nieruchoma próbka poddawana jest oddziaływaniu strugi cieczy wypływającej z dyszy z zadaną prędkością.
a) b) c)
105
Wówczas zużycie erozyjne zależy od prędkości erodenta oraz stężenia ścierniwa w cieczy.
W drugim rozwiązaniu próbki osadzone na tarczy wirnika zanurzone są w mieszaninie cieczy i ścierniwa. Podczas badań wirnik z próbkami wprawiany jest w ruch obrotowy.
Intensywność zużywania erozyjnego zależy od prędkości obrotowej wirnika oraz stężenia mieszaniny cząstek erozyjnych i cieczy. W trakcie realizacji testów medium erozyjne może oddziaływać na próbki jednokrotnie, po czym przepływa do zasobnika zużytego materiału ściernego. Opracowane są również rozwiązania z możliwością wielokrotnego oddziaływania mieszaniny erozyjnej na badany obiekt, gdy medium przepływa w obiegu zamkniętym.
Konstrukcja urządzeń umożliwia sterowanie parametrami procesu erozji: kątem pochylenia próbki, prędkością strugi mieszaniny cieczy i ścierniwa lub prędkością obrotową wirnika z próbkami, wydatkiem ścierniwa oraz temperaturą medium erozyjnego.
Urządzenie opracowane przez A. Abouel-Kasema składa się z trzech podstawowych zespołów: wirnika z próbkami, modułu przygotowania mieszaniny cieczy i ścierniwa oraz komory próżniowej (rys. 34). W celu precyzyjnego sterowania prędkością obrotową wirnika w komorze próżniowej zespół napędowy wyposażony jest w silnik z regulatorem prędkości obrotowej. Wirnik wyposażony jest w cztery ramiona o długości 124 mm, na których zamocowane są próbki o wymiarach 23x10x10 mm. Każda próbka posiada możliwość zmiany kąta pochylenia względem osi dyszy w zakresie 0°÷90°. Mieszanina cieczy i materiału ściernego wykorzystywana w testach przygotowywana jest w zbiorniku zawiesinowym o pojemności 25 l. Zbiornik wyposażony jest w mieszadło oraz zestaw czterech przegród zamocowanych do wewnętrznej ściany zbiornika. Rozwiązanie takie zapewnia uzyskanie jednorodnej mieszaniny cieczy i materiału ściernego. Mieszanina ze zbiornika zawiesinowego przepływa do zasobnika stabilizującego o średnicy 100 mm i wysokości 80 mm, który również wyposażony jest w mieszadło. W dnie zasobnika znajduje się lej zakończony dyszą o średnicy 3 mm. W zasobniku odbywa się mieszanie cieczy i ścierniwa, w celu zapewnienia jednorodności mieszaniny oraz uniknięcia nagromadzenia cząstek ściernych w dolnej części zasobnika, na wejściu do dyszy. Następnie mieszanina wypływa z dyszy z prędkością około 1,62 m/s i oddziałuje na próbki zamocowane do ramion wirnika. Odległość pomiędzy powierzchnią czołową dyszy i próbki wynosi 40 mm. W celu wyeliminowania efektów aerodynamicznych oddziałujących na strumień zawiesiny podczas obrotu wirnika próbki umieszczone są w komorze próżniowej. Komora wyposażona jest w okna wizyjne, które umożliwiają obserwację procesu erodowania próbek. Pod dyszą umieszony jest ekran ochronny, który zabezpiecza próbki przed niekontrolowanym oddziaływaniem mieszaniny. Przed rozpoczęciem testów ekran jest przesuwany w skrajne
106
boczne położenie, wówczas mieszanina wypływająca z dyszy eroduje badany obiekt.
Po zakończeniu badań ekran ponownie przesuwany jest pod dyszę245.
Rys. 34. Schemat stanowiska do badania erozji szlamowej opracowany przez A. Abouel-Kasema Źródło: opracowanie własne na podstawie [1].
Aparatura badawcza zaprojektowana przez E. Huttunen-Saarivirta umożliwia badania zużycia erozyjnego w podwyższonych temperaturach (rys. 35). Urządzenie wyposażone jest w nagrzewnicę, która zapewnia stałą temperaturę złoża fluidalnego, powietrza w komorze pomiarowej oraz badanego obiektu. Próbki mocowane są w uchwytach umieszczonych na dwóch ramionach. Wsporniki umożliwiają zmianę kąta pochylenia próbki względem powierzchni lustra złoża fluidalnego. W trakcie testów ramiona wprawiane są w ruch obrotowy za pomocą silnika napędowego, który zapewnia płynną regulację prędkości obrotowej ramion w zakresie 0÷4000 obr./min. Podczas obrotu ramienia badany materiał zanurzany jest w 40% złożu fluidalnym, a następnie przemieszczany do przestrzeni nad złożem. W trakcie testów erodowana jest tylko czołowa powierzchnia próbki.
Boczne krawędzie oraz tylna powierzchnia badanego obiektu jest zabezpieczona przed oddziaływaniem mieszaniny ściernej. Podczas obrotu wirnika na powierzchnię testowanego materiału oddziałuje ścierniwo z siłą uzależnioną od odległości cząstek materiału ściernego od osi obrotu ramienia. Siła oddziaływania cząstek w strefie próbki, położonej bliżej osi obrotu znacznie się różni od strefy próbki umiejscowionej najdalej od osi
245 A. Abouel-Kasem, Y. M. Abd-elrhman, K. M. Emara, S. M. Ahmed: op. cit., s. 02161-1–02161-10.
napęd
107
obrotu. Wraz ze wzrostem odległości obiektu badań od osi obrotu wzrasta siła oddziaływania cząstek ścierniwa. Ze względu na różnice w intensywności zużycia erodowanej powierzchni materiału w poszczególnych strefach, pomiar grubości próbki przeprowadzany jest w dwunastu punktach pomiarowych. Intensywność zużywania erozyjnego wyznaczana jest na podstawie pomiaru grubości przed i po teście, z dokładnością do 0,001 mm246.
Rys. 35. Schemat stanowiska do badania erozji szlamowej Źródło: opracowanie własne na podstawie [78].
Urządzenie opracowane przez T. Castberga (rys. 36) umożliwia realizację testów zużycia erozyjnego, z maksymalną prędkością strugi mieszaniny wody i materiału ściernego do 74 m/s. Minimalna prędkość strugi wynosi 37 m/s, przeprowadzanie testów poniżej tej wartości nie jest zalecane, a otrzymywane wyniki badań są nieprecyzyjne.
W testach stosowana jest mieszania piasku krzemowego o gramaturze 165 µm oraz wody o współczynniku Ph 8,2. Podczas testów ścierniwo o masie 4,5 kg zasypywane jest do zasobnika, następnie dozowane z prędkością 3,1 g/min, czas trwania testu wynosi 24 min.
Urządzenie składa się z zasobnika materiału ściernego zakończonego wymienną dyszą, komory mieszania, w której woda łączy się ze ścierniwem, komory pomiarowej, dwóch komór osadczych, modułu filtracji oraz układu zasilania dyszy w wodę. Dysza oraz próbka zanurzone są około 300 mm poniżej powierzchni lustra wody. Odległość próbki od dyszy wynosi 102 mm. Istotnym elementem urządzenia jest moduł dyszy, który składa się z dyszy dozującej, w osi której zamocowana jest rurka doprowadzająca zagęszczoną mieszaninę wody i ścierniwa. W module dyszy następuje połącznie wody oraz zagęszczonej mieszaniny,
246 E. Huttunen-Saarivirta, M. Honkanen, S.A. Tsipas, H. Omar, D. Tsipas: op. cit., s. 674–684.
mieszanina cieczy i ścierniwa napęd
wirnika
wirnik próbka
wizjer
nagrzewnica powietrza
przegrody
wlot gorącego powietrza wylot powietrza
próbka
108
następnie struga cieczy i materiału ściernego wypływa z dyszy i eroduje badaną próbkę.
Po procesie erodowania ścierniwo opada na dno komory pomiarowej. Woda przepływa do drugiej komory osadczej, skąd pobierana jest do komory mieszania. Następnie woda przepływa do drugiego osadnika, skąd przepływa do modułu filtracji247.
Rys. 36. Schemat stanowiska do badania erozji szlamowej opracowany przez T. Castberga Źródło: opracowanie własne na podstawie [29].
Aparatura zaprezentowana przez H. Grewala [66] umożliwia symulowanie rzeczywistych warunków pracy maszyn przepływowych, zwłaszcza turbin wodnych oraz pomp (rys. 37). Zapewnia przeprowadzanie badań zużycia erozyjnego wg normy ASTM G 73 oraz badań niestandardowych. Urządzenie gwarantuje elastyczne sterowanie parametrami procesu erozji takimi jak: prędkość strugi mieszaniny cieczy i materiału ściernego, masowe natężenie strumienia, wydatek ścierniwa, kąt pochylenia próbki względem osi strugi oraz odległość próbki od powierzchni czołowej dyszy. Podczas testów pompa zasysa wodę ze zbiornika oraz materiał ścierny z zasobnika, następnie mieszanina wypływa przez dyszę w komorze pomiarowej i eroduje badaną próbkę. Średnica oraz kształt dyszy
247 T.S. Castberg, R. Johnsen, J. Berget: Erosion of hardmetals: Dependence of WC grain size and distribution, and binder composition. Wear 300, 2013, s. 1–7.
zasobnik ścierniwa
filtr pompa regulator ciśnienia
próbka
109
wpływają na prędkość strugi mieszaniny, dlatego w celu zapewnienia niezmiennej geometrii w dyszy zastosowano wkładkę z węglika wolframu. Mieszania z komory pomiarowej przepływa do zbiornika, skąd pobierana jest przez pompę, która wyposażona jest w moduł filtracji. Woda oczyszczona z cząstek materiału ściernego powraca do głównego zbiornika wody, natomiast ścierniwo odprowadzane jest do zbiornika mieszaniny ścierniwa i wody.
Podczas testów, w celu kontroli prędkości przypływającej mieszaniny, wykorzystywany jest ultradźwiękowy przepływomierz, który nie stanowi integralnej części urządzenia.
Próba zamocowana jest w odległości 20 mm od dyszy. Czas trwania testu wynosi 10 min.
Dla zidentyfikowania zmian w mechanizmie zużywania kontrola powierzchni próbki powtarzana jest po upływie minuty. Stopień zużycia erozyjnego określa się na podstawie pomiaru masy próbki przed badaniem i po procesie erodowania z dokładnością do 0,01 mg.
Rys. 37. Schemat stanowiska do badania erozji szlamowej Źródło: [66].
Aparatura zaprezentowana w [64] umożliwia realizację badań zużycia materiałów wywołanego erozją szlamową (rys. 38). W komorze pomiarowej umieszczony jest wirnik, na którym zamocowany jest zestaw dwunastu próbek. Wirnik napędzany jest poprzez przekładnię pasową silnikiem prądu zmiennego z maksymalną prędkością 5000 obr./min.
Mieszanina ścierniwa i wody wykorzystywana podczas testów przygotowywana jest w zbiorniku o pojemności 30 l. W celu uzyskania jednorodnej mieszaniny oraz ograniczenia osadzania się ścierniwa na dnie w zbiorniku zainstalowano mieszadło. W górnej części komory pomiarowej zamocowane są trzy przyłącza zasilające komorę w mieszaninę, natomiast w dolnej części umieszczony jest przewód odprowadzający mieszaninę do zbiornika głównego. W urządzeniu mieszanina krąży w obiegu zamkniętym.
Podczas obrotu wirnika z próbkami siła odśrodkowa wymusza przepływ mieszaniny
pompa zasobnik ścierniwa pompa
z filtrem
komora pomiarowa próbka
dysza
napęd pompy
zbiornik mieszaniny
ścierniwa i wody zbiornik wody
110
pomiędzy zbiornikiem głównym i komorą pomiarową. W komorze pomiarowej powstaje podciśnienie, które powoduje zasysanie mieszaniny ze zbiornika głównego.
Komora pomiarowa składa się z górnej i dolnej części, pomiędzy którymi umieszczone jest uszczelnienie. Przed przystąpieniem do zamocowania próbek na wirniku dolna część komory opuszczana jest za pomocą podnośnika śrubowego. Po zainstalowaniu próbek komora jest ponownie zamykana i napełniana mieszaniną. Czas trwania testu wynosi 6 h, po każdej godzinie testu mieszanina jest usuwana z instalacji i wymieniana na nową.
Intensywność zużywania erozyjnego wyznaczana jest poprzez pomiar ubytku masy próbki, ważonej przed i po teście z dokładnością 0,1 mg248.
Rys. 38. Schemat stanowiska do badania erozji szlamowej Źródło: opracowanie własne na podstawie [64].
Urządzenie zaprojektowane przez F. Mohammadia umożliwia symulację procesu erozji szlamowej (rys. 39). Aparatura zapewnia sterowanie parametrami testu jak: prędkość strugi mieszaniny wody i ścierniwa, kąta pochylenia próbki oraz rodzaj materiału ściernego.
Do realizacji testów w środowisku korozyjnym komora pomiarowa została wykonana ze stali nierdzewnej i wyposażona w zestaw elektrod. Materiałem ściernym wykorzystywanym w testach jest piasek kwarcowy. Moduł podajnika erodenta umożliwia dozowanie większej masy materiału ściernego lub pojedynczych cząstek ścierniwa o maksymalnej średnicy 3 mm. Cząsteczki materiału ściernego wprowadzane są do
111
strumienia cieczy za pomocą modułu dozowania wyposażonego w zestaw dwóch tłoków.
Przed umieszczeniem erodenta w komorze załadowczej poziomy tłok odcina dopływ cieczy do komory, następnie podawane jest ścierniwo. Poziomy tłok przesuwany jest w skrajne położenie, po czym tłok pionowy wtłacza materiał ścierny do głównego przewodu instalacji, w którym przepływa ciecz. Przewód zakończony jest stożkową dyszą o długości 200 mm.
Przepływ mieszaniny w instalacji wymuszany i regulowany jest przez pompę, natomiast prędkość przepływu mieszaniny kontrolowana jest przez przepływomierz249.
Rys. 39. Schemat stanowiska do badania erozji szlamowej opracowany przez F. Mohammadiego Źródło: opracowanie własne na podstawie [128].
Aparatura badawcza zaprezentowana przez A. Aniruddha również umożliwia badania erozji szlamowej (rys. 40). Po przeprowadzeniu wielu testów prototypowa konstrukcja urządzenia była wielokrotnie modyfikowana. Finalna wersja testera składa się z cylindrycznego zbiornika o średnicy 300 mm i wysokości 450 mm. Do wewnętrznej ściany zbiornika zamocowane są cztery pionowe przegrody o wysokości 10 mm dla niwelowania niepożądanych zawirowań zawiesiny podczas mieszania, które wywoływane są przez obracające się próbki oraz mieszadło. Zbiornik wyposażony jest w kanał spustowy wykorzystywany do opróżniania zbiornika podczas wymiany mieszaniny. Do górnej pokrywy zbiornika zamocowany jest moduł napędowy tarczy z próbkami, które posiadają kształt
249 F. Mohammadi, J. Luo, B. Lu, A. Afacan: Single particle impingement current transients for prediction of erosion-enhanced corrosion on 304 stainless steel. Corrosion Science 52, 2010, s. 2331–2340.
anoda
112
cylindryczny o średnicy 10 mm lub prostokątny o wymiarach 20x9x3. Pokrywa zbiornika wykonana jest z transparentnego materiału, który umożliwia obserwację wnętrza komory podczas testów. Urządzenie posiada wciągarkę do podnoszenia górnej pokrywy z próbkami, w celu montażu lub wymiany próbek. W dolnej części komory zainstalowane jest mieszadło, które zapewnia równomierny rozkład cząstek ścierniwa w mieszaninie o wymaganym stężeniu. Prędkość mieszadła jest regulowana za pomocą obrotomierza magnetycznego.
W celu odwzorowania rzeczywistych warunków eksploatacji badanych materiałów oraz uzyskania precyzyjnych i powtarzalnych wyników testów zużycia istoty jest równomierny rozkład cząsteczek ścierniwa w cieczy. Jednorodność stężenia zawiesiny uzależniona jest od prędkości mieszadła. Niskie wartości prędkości mieszania mogą spowodować nierównomierny rozkład cząstek ściernych w zawiesinie. Z drugiej strony wyższe prędkości mogą powodować zawirowania i burzliwe warunki przepływu mieszaniny.
Minimalna prędkość mieszadła, przy której następuje równomierny rozkład cząsteczek materiału ściernego w zawiesinie, jest określana na podstawie obserwacji wzrokowej.
W tym celu w bocznej ścianie zbiornika na różnych wysokościach umieszczone są wizjery, wykorzystywane podczas wizualnej oceny rzeczywistego stężenia erodenta na różnej wysokości zbiornika. Wizjery rozmieszczone są na przemian z lewej i prawej strony otworu spustowego zbiornika. Stopień zużycia erozyjnego próbek wyznaczany jest na podstawie utraty masy próbki, która jest ważona z dokładnością do 0,01 mg po dwóch godzinach, od zakończenia testów250.
Rys. 40. Schemat stanowiska do badania erozji szlamowej Źródło: opracowanie własne na podstawie [4].
250 A. Aniruddha, Gadhikar, Ashok Sharma, D. B. Goel, C. P. Sharma: Fabrication and Testing of Slurry Pot Erosion Tester. Trans Indian Inst Met 64(4–5), 2011, s. 493–500.
113
Podsumowanie
W celu opracowania oryginalnej metodyki badań zużycia erozyjnego materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych przeprowadzono analizę aparatury badawczej, wymaganej do realizacji testów wg przygotowanej metodyki. Podczas przeglądu konstrukcji oraz metod badawczych nie ograniczono się tylko do systemów wykorzystywanych w badaniach erozji uderzeniowej, ale przeanalizowano również rozwiązania stosowane podczas badań erozji szlamowej oraz kawitacyjnej (tab. 7). Analizę oryginalnych rozwiązań technicznych wykorzystywanych w badaniach erozji szlamowej i kawitacyjnej przeprowadzono w celu możliwości ich zaimplementowania w urządzeniu do badania erozji uderzeniowej.
Tabela 7. Główne parametry oraz istotne moduły wykorzystywane w aparaturze do symulacji erozji uderzeniowej
Źródło: opracowanie własne.
J. Vite, M.Vite, J.R. Laguna-Camacho i inni A.W. Momber J. Wu, L.J.W. Graham, D. Lester i inni Politechnika Rzeszowska Politechnika Białostocka Akademia Górniczo-Hutnicza KOEHLER Instrument TR-470 National University of Singapore Falex - Air Jet Erosion Test Machine Solotest - Equipment for cold-erosion test GE Aircraft Engines S. Sharma Y. Wang, C. Sun, J. Sun, W. Zhao i inni L. Cai, S. Wang, J. Mao, J. Di, Z. Feng Solotest - equipment for hot-erosion Magnum - Air Jet Erosion Test Rig KOEHLER Instrument TR-471-800 DUCOM - Air Jet Erosion Tester A. Abouel-Kasem, Y. M. Abd-elrhman i inni E. Huttunen-Saarivirta, M. Honkanen i inni T.S. Castberg, R. Johnsen, J. Berget H.S. Grewal, Anupam Agrawal, H. Singh Deepak Kumar Goyal, Harpreet Singh i inni F. Mohammadi, J. Luo, B. Lu, A. Afacan A. Aniruddha, Gadhikar i inni Lp. Nazwa parametru 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
1 Badania w temperaturze pokojowej X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X
2 Badania w podwyższonych temperaturach X X X X X X X X
3 Badania przeprowadzone na pojedynczej próbce X X X X X X X X X X X X X X X X X X
4 Badania przeprowadzone na kilku próbkach równocześnie X X X X
5 Kilka próbek w komorze pomiarowej X X X X X
6 Możliwość regulacji wartości kąta pochylenia próbki X X X X X X X X X X X X X X X X X
7 Stała wartość kąta pochylenia próbki podczas testów X X X X X X X X X X X X X X X X X
8 Możliwość regulacji wydatku ścierniwa X X X X X X X X X
9 Stała wartość wydatku ścierniwa podczas testów X X X X X X X
10 Dozowanie pojedyńczycz cząstek erodenta X
11 Możliwość regulacji wartości prędkości strugi erodenta X X X X X X X X X X X
12 Stała wartość prędkości strugi erodenta podczas testów X X X X X X X
13 Możliwość regulacji wartości prędkości obrotowej wirnika z próbkami X X X X
14 Symulowanie środowiska korozyjnego X
15 Materiał ścierny drobnoziarnisty <100um X X X X X X X X X X
16 Materiał ścierny gruboziarnisty >100um X X
17 Dysza z wymienną wkladką o wysokiej odpornosci erozyjnej X X X X
18 Moduł kontroli prędkości strugi erodenta X X X X X X X X
19 Komora pomiarowa próżniowa X
20 Osuszacz powietrza X
21 Material ścierny - tlenek glinu X X X X X X X X X X X
22 Material ścierny - węglik krzemu X X
23 Material ścierny - piasek kwarcowy X X
24 Material ścierny - granit, wapień X
25 Material ścierny - piasek szklany X
26 Material ścierny - tlenek żelaza X
Autorzy urządzenia / producent
114
Analiza aparatury badawczo-testowej stosowanej w testach erozji uderzeniowej umożliwiła zdefiniowanie głównych wymagań w odniesieniu do parametrów i metodyki badań normatywnych oraz niestandardowych. Przeprowadzona analiza ukazała zalety (tab. 8) i wady (tab. 9) rozwiązań konstrukcyjnych stosowanych w badaniach zużycia erozyjnego.
Przegląd urządzeń wykorzystywanych w badaniach erozji kawitacyjnej i szlamowej umożliwił wskazanie oryginalnych rozwiązań konstrukcyjnych i możliwość ich implementacji w aparaturze od badania erozji uderzeniowej. Analiza testerów erozyjnych dała podstawę do zidentyfikowania nowych rozwiązań, które dotychczas nie były stosowane w urządzeniach do symulacji procesu erozji, a istotnie wpływają na jakość badań erozyjnych.
Nowe konstrukcje urządzeń powinny posiadać zalety już sprawdzonych rozwiązań technicznych, jak również wprowadzać innowacje, które umożliwią precyzyjne sterowanie prędkością strugi ścierniwa, wydatkiem materiału ściernego oraz temperaturą w trakcie badań. Unikatowa aparatura umożliwi realizację badań zużycia erozyjnego wg opracowanej metodyki badań.
Tabela 8. Zalety aparatury oraz metodyki badań zużycia erozyjnego Zalety
Możliwość przeprowadzania badań w podwyższonych temperaturach.
Materiał ścierny stosowany do badań tylko jeden raz.
Wyposażenie aparatury w moduł kontroli prędkości mieszaniny powietrza i ścierniwa wypływającej z dyszy.
Zastosowanie w dyszy wkładek z materiału o wysokiej odporności erozyjnej.
Możliwość niezależnej regulacji wydatkiem ścierniwa oraz prędkością strugi mieszaniny ścierniwa i powietrza.
Moduł dozowania wyposażony w oscylator zapewniający płynne przemieszczanie się materiału ściernego w zasobniku.
Zastosowanie niezależnego zasobnika do gromadzenia zużytego materiału ściernego oraz modułu filtracji powietrza z cząstek ściernych po procesie erozji.
W metodyce badań uwzględniana jest kontrola wewnętrznej średnicy dyszy.
Źródło: opracowanie własne.
W analizowanej aparaturze badawczej rozpoznano wiele oryginalnych rozwiązań konstrukcyjnych, jednak nie zidentyfikowano urządzenia umożliwiającego przeprowadzenie testów zużycia erozyjnego w podwyższonych temperaturach z możliwością niezależnego sterowania temperaturą próbki oraz strugą mieszaniny ścierniwa i powietrza. Główne wady analizowanej aparatury oraz metodyki zużycia erozyjnego zaprezentowano w tabeli 9.
115
Tabela 9. Wady aparatury oraz metodyki badań zużycia erozyjnego Wady
Brak modułów przygotowania powietrza oraz osuszacza powietrza, które zapewniają powtarzalne parametry powietrza podczas testów – szczególnie istotne dla procesu dozowania materiału ściernego.
W komorze badawczej umieszczana jest tylko jedna próbka. Zastosowane rozwiązanie wydłuża czas badań, zwłaszcza podczas testów w podwyższonych temperaturach, kiedy próbki trzeba nagrzać do zadanej temperatury.
W urządzeniach wykorzystujących w procesie dozowania ścierniwa efekt Venturiego występuje brak możliwości niezależnego sterowania prędkością mieszaniny ścierniwa i powietrza oraz wydatkiem materiału ściernego.
Moduły dozujące skalibrowane są tylko pod jeden rodzaj materiału ściernego.
Brak zasobnika zużytego materiału ściernego, materiał po procesie erodowania pozostaje w komorze pomiarowej.
Urządzenia nie są wyposażone w moduły kalibracji, umożliwiające stosowanie podczas testów zużycia erozyjnego materiałów ściernych o zróżnicowanym kształcie, wielkości cząstek oraz twardości.
Podczas badań w podwyższonych temperaturach brak możliwości niezależnego sterowania temperaturą próbki oraz mieszaniną ścierniwa i powietrza.
Pozycjoner próbki w komorze pomiarowej przystosowany tylko do jednego kształtu próbek oraz umożliwia realizację badań tylko przy stałej wartości kąta pochylenia próbki.
Źródło: opracowanie własne.
Aby realizować badania wg autorskiej metodyki badań materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych, konieczne jest wyposażenie aparatury badawczej w uniwersalny moduł dozowania, umożliwiający stosowanie różnych typów materiału ściernego.
Równomierne dozowanie ścierniwa istotnie wpływa na dokładność symulacji procesu zużywania erozyjnego badanych materiałów. W analizowanych rozwiązaniach występują dozowniki eżektorowe, ślimakowe oraz transportery taśmowe. W dozownikach wykorzystujących efekt Venturiego wydatek erodenta zależy od prędkości strugi sprężonego powietrza oraz wielkości cząstek ścierniwa. Niezależne sterowanie wydatkiem oraz prędkością mieszaniny nie jest możliwe. W dozownikach ślimakowych materiał ścierny o wysokiej twardości destrukcyjnie oddziałuje na ślimak oraz korpus dozownika, co wpływa
Równomierne dozowanie ścierniwa istotnie wpływa na dokładność symulacji procesu zużywania erozyjnego badanych materiałów. W analizowanych rozwiązaniach występują dozowniki eżektorowe, ślimakowe oraz transportery taśmowe. W dozownikach wykorzystujących efekt Venturiego wydatek erodenta zależy od prędkości strugi sprężonego powietrza oraz wielkości cząstek ścierniwa. Niezależne sterowanie wydatkiem oraz prędkością mieszaniny nie jest możliwe. W dozownikach ślimakowych materiał ścierny o wysokiej twardości destrukcyjnie oddziałuje na ślimak oraz korpus dozownika, co wpływa