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製品の説明
超音波キャビテーションシステムは高出力の超音波をサンプルに作用させることで、液体中に浸漬されたサンプル表面に高周波数でのキャビテーション損傷を引き起こします。液体中のサンプル振動により気泡の発生と破裂が生じます。この気泡の破裂によってサンプル表面（材料損失）に損傷および摩耗を与え、サンプルと液体との接触面において発生するキャビテーション現象をシミュレーションします。その後、材料のキャビテーション抵抗を分析し、各種材料のキャビテーション抵抗を比較します。
超音波キャビテーションシステムは、ウォーターポンプ、水力タービン、油圧動力計、バルブ、ベアリング、ディーゼルエンジンのシリンダーライナー、船用プロペラ、ハイドロフォイルおよび閉塞した内部配管などの材料の相対的な耐性評価に使用されます。この試験方法は、低圧蒸気タービンや豪雨の中を飛行する可能性のある航空機、ミサイル、宇宙船など、急激な液体衝撃摩耗に耐えることができる材料のスクリーニングにも利用できます。
製品詳細
超音波キャビテーション試験システム
キャビテーション現象
キャビテーションは、キャビテーション摩耗とも呼ばれ、高速流動および圧力変化の条件下で流体に接触している金属表面に空洞状の腐食損傷が生じる現象を指します。遠心ポンプの羽根先端など、高速で減圧される領域に発生した空洞が高圧領域に入ると破裂し、衝撃的な圧力を生じて金属表面の保護膜を破壊することで、腐食が加速されます。
材料がキャビテーション流体にさらされると、キャビテーションが発生します。キャビテーション気泡の破裂によって強い衝撃波および微細ジェットが生成され、非常に局所的な表面応力が生じます。気泡の繰り返し破裂による繰返し荷重が、局所的な表面疲労破壊およびそれに続く材料の剥離やスパリングを引き起こす可能性があります。摩耗抵抗性材料の研究においては、材料の摩耗抵抗特性を測定・比較・評価することが必要です。例えば、ポンプ、弁、水車ランナ、ブレードなどの部品は、キャビテーション損傷によって故障する場合があります。
遠心ポンプにおけるキャビテーション現象
キャビテーション損傷は、航空機エンジンの燃料供給システム部品における一般的な故障モードの一つです。航空機エンジンの燃料供給システム部品は、高圧の航空用ケロシン媒体で作動します。多くのアフターバーナーやポンプ部品が存在するため、運転中にシステム内の異なる部分間で大きな圧力変動が生じ、キャビテーション損傷が発生しやすくなります。これは部品の穴あきや破断を引き起こす可能性もあり、航空機エンジンの安全な運転に重大な影響を与えることがあります。
超音波キャビテーションシステムの原理
超音波キャビテーションシステムは、高電力の超音波をサンプルに適用することで動作します。これにより、液体中に浸漬されたサンプル表面が高周波で振動し、キャビテーション損傷を引き起こします。液体中のサンプルの振動によって気泡が形成され破裂する現象が生じ、これらの気泡の崩壊によりサンプル表面に摩耗や材料損失が発生します。これはサンプルと液体との界面でのキャビテーション現象をシミュレートしており、サンプルのキャビテーション抵抗を分析したり、さまざまな材料のキャビテーション耐性を比較することが可能になります。
超音波キャビテーションシステム応用
超音波空洞化システムは、例えば、ウォーターポンプ、タービン、油圧計、バルブ、軸受、ディーゼルエンジンのシリンダーライナ、船用プロペラ、ハイドロフォイル、および内部パイプラインなどの材料の相対的な耐性能力を評価するために使用されます。この試験方法は、低圧蒸気タービンや豪雨の中を飛行する航空機、ミサイル、宇宙船など、急激な液体衝撃摩耗に耐えることのできる材料のスクリーニングにも使用できます。
超音波空洞化システムの利点
超音波空洞化システムは、高出力、低投資、設置が容易、実験結果が安定しているなどの利点があります。
