PUB - Cavitation Erosion Resistance of Additively Manufactured Materials

 

Kavitationsbedingter Verschleiß, auch bekannt als Kavitationserosion, kommt in vielen
Komponenten der Fluidtechnik, insbesondere in der Wasserhydraulik. Kavitationserosion führt
zu Bauteilschäden und kann sogar zum Ausfall des Systems führen. Die Beständigkeit von
Werkstoffen gegen Kavitationserosion bei konventionellen Herstellungsverfahren
Fertigungsverfahren wurde bereits in der Vergangenheit untersucht. In dieser Arbeit werden die Auswirkungen von
additiv gefertigten Werkstoffen auf die Beständigkeit gegen Kavitationserosion
Kavitationserosion untersucht und mit den Effekten nach konventioneller Fertigung verglichen. Außerdem wird der
Einfluss der Aufbaurichtung der additiv gefertigten Probekörper auf die
Kavitationserosion bestimmt. Als Hauptindikatoren für die Kavitationserosion werden für alle Proben der Massenverlust und die Oberflächenstruktur bestimmt.

 

Inhalt

Autoren: Guse, Fabian; Voshage, Maximilian Alfons ; Schleifenbaum, Johannes Henrich ; Schmitz, Katharina

Die Lebensdauer von Hydraulikkomponenten ist häufig durch Verschleiß begrenzt. Neben mechanischem Verschleiß tritt bei Fluidtechnikkomponenten, insbesondere in der Wasserhydraulik, auch kavitationsbedingter Verschleiß auf, der auch als Kavitationserosion bezeichnet wird. Es lassen sich drei verschiedene Arten von Kavitation unterscheiden: Dampfkavitation, Gaskavitation und Pseudokavitation. Dampfkavitation ist ein Phänomen, das in Flüssigkeiten auftritt, wenn der statische Druck unter den Dampfdruck gesenkt wird, was bei kritischen Strömungsbedingungen und ungünstigen Betriebspunkten vorkommen kann. Infolgedessen bilden sich Blasen, die in Bereiche mit höherem Druck transportiert werden, wo sie kollabieren und dabei eine beträchtliche Menge an kinetischer Energie freisetzen. Die Dampfkavitation ist die energiereichste und zerstörerischste Form der Kavitation. Daher konzentriert sich diese Arbeit auf die oben erwähnte Dampfkavitation und ihre Auswirkungen.