Erosión por cavitación en baños de ultrasonidos #
Cavitación
Los sistemas oscilantes ultrasónicos acoplados a la cuba oscilante de un baño ultrasónico convierten la energía eléctrica de alta frecuencia en oscilaciones mecánicas y hacen que el líquido del baño oscile a una frecuencia determinada (en el rango de 20 a 50 kHz). Esto crea zonas de presión negativa en el líquido, en las que se forman diminutas burbujas de vacío que vuelven a implosionar. Este proceso se denomina cavitación.
Erosión por cavitación
En principio, la cavitación ataca a todos los materiales. En la interfaz -sólido/líquido- las burbujas de cavitación atacan la superficie en los puntos débiles del sólido (por ejemplo, los límites de grano de la estructura cristalina del metal). Esto se conoce como erosión por cavitación y su intensidad varía en función del material.
Las piezas expuestas a los ultrasonidos están sometidas a la influencia de la cavitación durante el breve tiempo de sonicación. De este modo se consigue el efecto positivo deseado sin atacar la superficie del material a sonicar. En cambio, la superficie de la cuba oscilante (especialmente la superficie emisora de sonido) está expuesta a la cavitación durante un largo periodo de tiempo. La erosión de la cavitación puede hacerse visible tras unas pocas horas de funcionamiento.
Para evitar el rápido desgaste de la cuba oscilante, BANDELIN utiliza acero inoxidable para la fabricación de sus cubas oscilantes por ultrasonidos. Se ha demostrado que éste tiene las propiedades más favorables contra el ataque de la cavitación. El acero inoxidable es un acero aleado con al menos 12 % de cromo y otros aditivos metálicos como níquel, molibdeno, etc. La aleación de cromo protege contra el ataque prematuro de la cavitación y aumenta considerablemente la vida útil de las superficies emisoras de sonido.
Otros factores que influyen en la erosión por cavitación en las superficies del tanque oscilante son
- Propiedades del líquido utilizado
- Líquido de baño agresivo (por ejemplo, soluciones salinas, ciertos ácidos y álcalis en concentraciones variables)
- Agua totalmente desmineralizada (agua desmineralizada) sin aditivos
- Concentración del preparado (¡respete la dosis prescrita por el fabricante!)
- Temperatura y contenido de gas del líquido
- Contaminación causada por virutas metálicas, granos de arena, abrasivos o polvo metálico o por sustancias químicas como aceites, grasas, etc.
- Impurezas agresivas como ácidos, sales e iones cloruro
- Productos químicos que contengan o liberen iones de cloruro (algunos desinfectantes, limpiadores domésticos y detergentes lavavajillas).
- Método de refuerzo acústico
Utilice los accesorios adecuados para la aplicación, evite el contacto directo con la base de la bandeja.
Literatura:
/1/ Prof. Dr. R. Pohlmann et al: Sobre los procesos de cavitación ultrasónica en superficies sólidas.
Informes de investigación del Estado de Renania del Norte-Westfalia nº 1444, (1965).
/2/ Limpieza ultrasónica. Galvanotechnik, Saulgau 69 (1978)10, p. 921.
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