Utilize o sistema ultrassônico de tratamento superficial de metais para avaliar a resistência relativa dos materiais

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O sistema de cavitação ultrassônica utiliza ultrassom de alta potência que age sobre o material, causando danos por cavitação na superfície do mesmo imerso em líquido, com vibração de alta frequência. A vibração do material no líquido leva à formação e ruptura de bolhas. Essa ruptura causa danos e erosão na superfície do material (perda de massa), simulando o fenômeno da cavitação entre a superfície do material e o líquido. Assim, é possível analisar a resistência à cavitação e comparar a capacidade de diferentes materiais frente a esse tipo de desgaste.
Sistema de cavitação ultrassônica Utilize sistemas de cavitação ultrassônica para avaliar a resistência relativa de materiais: como bombas d'água, turbinas hidráulicas, dinamômetros hidráulicos, válvulas, mancais, camisas de cilindro de motores diesel, hélices de navios, hidrofólios e tubulações internas obstruídas. Este método de teste também pode ser utilizado para selecionar materiais que suportem erosão causada por impacto súbito de líquido, como turbinas a vapor de baixa pressão e aeronaves, mísseis e espaçonaves que possam voar em condições de chuva forte.

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Sistema de teste de cavitação ultrassônica

fenômeno de cavitação

Cavitação, também conhecida como erosão por cavitação, refere-se ao fenômeno de danos corrosivos semelhantes a cavidades que ocorrem em superfícies metálicas em contato com fluidos sob condições de fluxo de alta velocidade e mudanças de pressão. Ela ocorre comumente em áreas como as pontas das lâminas das bombas centrífugas, onde há uma zona de redução de pressão de alta velocidade, formando cavidades que explodem quando entram em zonas de alta pressão, criando pressões de impacto que destroem a película protetora da superfície metálica, acelerando assim a corrosão.

Quando os materiais são expostos a fluidos cavitantes, ocorre cavitação. O rompimento das bolhas de cavitação gera fortes ondas de choque e microjatos, levando a tensões superficiais altamente localizadas. A carga repetitiva causada pelo rompimento repetido das bolhas pode resultar em falha por fadiga superficial localizada e subsequente desprendimento ou lascamento do material. No estudo de materiais resistentes ao desgaste, é necessário medir, comparar e avaliar as propriedades de resistência ao desgaste dos materiais. Por exemplo, componentes como bombas, válvulas, rotores de turbinas e lâminas frequentemente falham devido a danos por cavitação.

Fenômeno de cavitação em bomba centrífuga

Danos por cavitação são um dos modos comuns de falha nos componentes do sistema de alimentação de combustível de motores de aeronaves. Os componentes do sistema de alimentação de combustível dos motores de aeronaves operam em meio à querosene aeroespacial de alta pressão. A presença de numerosos pós-queimadores e componentes de bombas resulta em variações significativas de pressão entre diferentes partes do sistema durante a operação, tornando altamente provável o dano por cavitação. Isso pode até levar à perfuração e fratura dos componentes, afetando gravemente a operação segura dos motores das aeronaves.

Princípio do Sistema de Cavitação Ultrassônica
O sistema de cavitação ultrassônica funciona aplicando ultrassom de alta potência à amostra, fazendo com que a superfície da amostra imersa no líquido vibre em altas frequências e produza danos por cavitação. A vibração da amostra no líquido leva à formação e ruptura de bolhas, e o colapso dessas bolhas causa erosão e perda de material na superfície da amostra. Isso simula o fenômeno de cavitação na interface entre a amostra e o líquido, permitindo analisar a resistência da amostra à cavitação e comparar a resistência à cavitação de diversos materiais.

Aplicações do sistema de cavitação ultrassônica
Os sistemas de cavitação ultrasônica são utilizados para avaliar as capacidades relativas de resistência dos materiais; por exemplo, bombas d'água, turbinas, medidores de força hidráulica, válvulas, rolamentos, camisas de cilindro de motores diesel, hélices de navios, hidrofólios e tubulações internas que possam ficar obstruídas. Este método de teste também pode ser utilizado para selecionar materiais que suportem erosão causada por impacto súbito do líquido, como turbinas a vapor de baixa pressão e aeronaves, mísseis e espaçonaves que possam operar em condições de chuva forte.

Vantagens do sistema de cavitação ultrasônica
Os sistemas de cavitação ultrasônica possuem vantagens como alta potência, baixo investimento, instalação fácil e resultados experimentais estáveis.