|
|
Interaction of pulsating water jet with surface of structural materials
Poloprudský, Jakub ; Müller,, Miroslav (referee) ; Chlup, Zdeněk (referee) ; Kruml, Tomáš (advisor)
Pulzní vodní svazek je modifikace konvenčního kontinuálního vodního svazku. Principem technologie je vyvolání rozpadu koherentního vodního proudu na jednotlivé shluky vodních kapek. Shluky působí v momentě dopadu na povrch impaktním tlakem, což významně zvedá erozní vlastnosti proudu. Práce studuje interakci pulzního vodního svazku s povrchem konstrukčních materiálů. Práce se zaměřuje zejména na inkubační erozní etapa. Inkubační erozní etapa se projevuje plastickou deformací povrchu bez přítomnosti makroskopického úběru materiálu. Experimentální typy materiálů jsou austenitické korozivzdorná ocel 316L a hliníková slitina AW-2014. Pulzující vodní proud je poměrně nová technologie s množstvím propojených technologických parametrů. Množství parametrů poskytuje velký prostor pro optimalizaci technologie v závislosti na použití. Předpokládá se, že vodní shluky svazku působí na povrch podobně jako vodní kapky. Na základě tohoto zjednodušení se nabízí použití technologie na testování erozní odolnosti materiálů. Výhoda technologie oproti konvenčním metodám testování eroze je vysoká frekvence dopadu kapek až 40 kHz a možnost kontrolovat rychlost, velikost, úhel a frekvenci dopadajících kapek. Zaměřením práce je zkoumání inkubačního erozního stádia předcházejícího úběru materiálu. Eroze se v tomto stádiu projevuje zdrsňováním povrchu v důsledku plastické deformace materiálu, deformací zrn vedoucímu k odhalování hranic zrn a vytváření povrchového reliéfu uvnitř zrn. Cílem práce je naladění a porozumění fungování pulzního vodního svazku a možné použití technologie pro erozní testování, zdrsňování a zpevňování povrchu. Hlavní dosažená zjištění jsou následující: • Závislost změny distribuce dopadů vodních kapek s několika úrovněmi hydraulických parametrů byla pozorována na obou experimentálních materiálech (hliníková slitina AW-2014 a austenitická ocel 316L). Závislost distribuce dopadů vodních kapek na erozní efektivitu a erozní stádium byla popsána. • Statické erozní testy byly provedeny na oceli 316L. Byly měřeny změny profilu způsobené interakcí s PWJ Podpovrchové změny korespondující se změnami povrchovými byli pozorovány pomocí transmisního elektronového mikroskopu. Bylo definováno erozní stádium mezi zdrsňováním povrchu a makroskopickým úběrem materiálu. Definováno bylo přítomností nespojitých mikro trhlin koncentrujících se zejména na hranicích zrn. • Zpevňování povrchu oceli 316L bylo měřeno na řezu kolmém k ovlivněnému povrchu. Zpevnění bylo pozorované až do hloubky 100 µm, a předcházelo makroskopickému úběru materiálu. • Nárůst únavové životnosti oceli 316L byl změřen po zpracování povrchu pomocí pulzujícího vodního svazku. V rámci zvolených experimentálních parametrů byla pozorována závislost rychlosti přejezdu pulzujícího vodního svazku a počtu cyklů do lomu pro dvě zkoumané úrovně řízené celkové deformace. • Metodologie měření pomocí difrakce zpětně odražených elektronů před a po zpracování povrchu oceli 316L pulzním vodním svazkem byla použita. Metodologie umožňuje měřit vývoj změn v orientaci a deformace uvnitř konkrétních zrn. Otestování metodologie je hlavní příspěvek této práce.
|
|
| |
|
| |
|
|
Evaluation of selected surface characteristics of CW004A copper disintegrated by PWJ
Lehocká, D. ; Klich, Jiří
Paper deals with copper CW004A surface characteristics evaluation after\ndisintegration by enhanced pulsating water jet. The main aim was identify and\ndescribe areas of pulsating water jet disintegration effects on material with using\ncircular nozzle diameter. 25 samples were disintegrated at change traverse speed\nv = 0.1 – 20 mm·s-1, for assessment of individual areas formation. Surface\ncharacteristics were evaluated based on surface roughness parameters Ra [μm],\nRz [μm], Rp [μm], Rv [μm], mass material removal Δm [mg.mm-1] and volume\nmaterial removal Vm [mm3]. Based on experimental investigation, three areas of\npulsating water jet effects on material were determined.
|
|
|
Erosion effects evaluation of pulsating water jet on brass EN 12164
Lehocká, D. ; Klich, Jiří ; Foldyna, Josef ; Hloch, Sergej ; Cárach, J.
The objective of this experiment is to verify an assumption that with decreasing value of feed rate, mass v material removal Δ of brass EN 12164 during cutting by pulsating water jet is increased, and to seek the mass erosion curve course depending on the change of feed rate v [mm·s-1]. The selected observed parameter was evaluated in two units of Δ [mg·s-1] and Δ [mg·mm-1]. Two mutually related experiments were carried out. In the pilot experiment, the curve originating at hydraulic power output of 15 kW was evaluated that was achieved in combination of nozzle diameter d [mm] and pressure p [MPa] - d/p [mm/MPa] = 1.0668/52; 1.3208/39; 1.6002/31. After the pilot experiment, another experiment followed in which a particular range of feed rate values v = 0.2 - 8 mm·s-1 was selected. This resulted in finding that different courses of erosion process exist for mass material removal expressed in the form of curve Δ [mg·s-1] and Δ [mg·mm-1], depending on feed rate v [mm·s-1].
|
|
|
Surface strengthening of a stainless steel using pulsating water jet technology - evaluation by means of microhardness measurements
Hloch, Sergej ; Ščučka, Jiří ; Lehocká, D. ; Simkulet, V.
Results of an experiment focused on surface strengthening of AISI 304 stainless steel using pulsating water jet technology is presented in the paper. The tested material was subjected to the action of pulsating water jet under changing technological conditions (water pressure, traverse speed, stand-off distance, and diameter of nozzle orifice). Microhardness measurements at various distances from the created traces were applied for assessing the material strengthening. Based on the results, it can be stated that the dynamic effects of pulsating water jet on the tested steel samples cause the material deformations leading to the formation of a zone of strengthened material along the disintegrated area.
|
|
| |
|
|
Research on effects of pulsating water jets on concrete
Sitek, Libor ; Bodnárová, L.
An article briefly presents results achieved during laboratory and in-situ tests of removing surface layers of concrete exposed to various environments using several types of high-velocity water jets commonly used in the rehabilitation praxis or advanced water jets the use of which is expected in the near future. The effects of pulsating jets were always compared with classical continuous jets under identical or similar working conditions.
Fulltext: content.csg -  DOC
Plný tet: UGN_0398582 - DOC
|
|
| |
|
|
Effects of pulsating water jet on materials with variously modified surface
Klich, Jiří ; Klichová, Dagmar ; Hlaváček, Petr
The paper deals with determination of erosion effects of pulsating water jet impinging the surface of aluminium alloy samples treated by various techniques (rough and fine milling, planing and rolling). The influence of the initial surface topography on the final topography of the sample exposed to pulsating water jet was investigated. Erosion of surface layer was analysed and discussed with respect to the traversing velocity of the jet. It was found, that properties of the initial surface have a significant impact on the final topography. Degree of erosion of the surface was determined by the measurement of surface parameter Ra.
Fulltext: content.csg - DOC
Plný tet: UGN_0398577 - DOC
|
guest ::
