Érosion par cavitation dans les bains à ultrasons #
Cavitation
Les systèmes vibrants à ultrasons installés sur la cuve oscillante d'un bain à ultrasons convertissent l'énergie électrique haute fréquence en vibrations mécaniques et font vibrer le liquide du bain à une fréquence prédéfinie (dans une plage de 20 à 50 kHz). Cela crée des zones de dépression dans le liquide, dans lesquelles se forment de minuscules bulles de vide qui implosent à nouveau. Ce processus est appelé cavitation.
Érosion par cavitation
En principe, la cavitation attaque tous les matériaux. À l'interface solide/liquide, les bulles de cavitation attaquent la surface aux points faibles du solide (par exemple, les joints de grains de la structure cristalline du métal). C'est ce que l'on appelle l'érosion par cavitation, dont l'intensité varie en fonction du matériau.
Les pièces exposées aux ultrasons sont soumises à l'influence de la cavitation pendant le court temps d'exposition. Celle-ci produit l'effet positif souhaité sans avoir d'effet agressif sur la surface de la pièce à traiter. En revanche, la surface de la cuve oscillante (en particulier la surface émettrice du son) est exposée à la cavitation pendant une longue période. L'érosion par cavitation peut être visible après seulement quelques heures de fonctionnement.
Pour éviter l'usure rapide de la cuve, BANDELIN utilise de l'acier inoxydable pour la fabrication de ses cuves à ultrasons. Il a été prouvé que celui-ci possède les propriétés les plus favorables contre l'attaque par cavitation. L'acier inoxydable est un acier allié avec au moins 12 % de chrome et d'autres additifs métalliques tels que le nickel, le molybdène et autres. L'alliage de chrome protège contre l'attaque précoce de la cavitation, ce qui augmente considérablement la durée de vie des surfaces émettant des sons.
D'autres facteurs d'influence de l'érosion par cavitation sur les surfaces du bac vibrant sont
- Propriétés du liquide utilisé
- Liquide de bain agressif (par exemple, solutions salines, certains acides et bases à différentes concentrations)
- Eau déminéralisée (VE-Water) sans additifs
- Concentration de la préparation (respecter le dosage prescrit par le fabricant !)
- Température et teneur en gaz du liquide
- la contamination par des copeaux métalliques, des grains de sable, des abrasifs ou des poussières métalliques ou par des substances chimiques telles que les huiles, les graisses, etc.
- Contaminants agressifs tels que les acides, les sels et les ions chlorure
- Produits chimiques contenant ou libérant des ions chlorure (certains désinfectants, nettoyants ménagers et détergents pour lave-vaisselle)
- Méthode de sonorisation
Utiliser les accessoires appropriés pour l'application, éviter le contact direct avec le fond de la baignoire.
Littérature :
/R. Pohlmann et autres : Sur les processus de cavitation ultrasonore sur les surfaces solides.
Rapports de recherche du Land de Rhénanie du Nord-Westphalie n° 1444, (1965).
/2/ Nettoyage par ultrasons. Galvanotechnik, Saulgau 69 (1978)10, p. 921.
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