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          淺談汽車零部件清潔度

          2016-06-27  瀏覽量:1862

          一、引言:

          清潔度最早的歷史應用于航空航天工業。60年代初,美國汽車工程師( SAE )和美國宇航工業協會( SAE )開始使用統一的清潔度標準,從而全面地應用于航空和汽車行業。 汽車零部件的清潔度是一項非常重要的質量指標。

           

          二、含義:

          清潔度是指零件、總成和整機特定部位被雜質污染的程度,表示零件或產品清洗后在其表面上殘留的污物的量。用規定的方法從規定的特征部位采集到雜質微粒的質量、大小和數量來表示。這里所說的“規定部位”是指危及產品可靠性的特征部位。這里說的“雜質”,包括產品設計制造運輸使用和維修過程中,本身殘留的、外界混入的和系統生成的全部雜質。

           

          三、測試標準及方法探討:

          一般來說,污物的量包括種類、形狀、尺寸、數量、重量等衡量指標;具體用何種指標取決于不同污物對產品質量的影響程度和清潔度控制精度的要求。

           

          在中國大陸汽車廠商最早引進清潔度的概念,當屬德系派的合資汽車車廠,他們根據德國的汽車標準協會制定的汽車零部件清潔度標準為依據,對汽車容易磨損或重要部件的零部件要進行嚴格的清潔度管控,從而減少外界因素或生產過程中所影響零件或整個汽車的使用質量。通過外界的推動,零部件清潔度才在中國汽車行業有了飛躍的發展,VDA 19及ISO 16232是現階段在清潔度領域最常用的管控方法,因此我們今天來一起探討一下VDA 19這個標準的內容。

           

          大家都知道清潔度最常用的方法有:目視檢查法、接觸角法、熒光發光法、顆粒尺寸數量法、重量法等。VDA19就是顆粒尺寸數量法和重量法的結合體。它是通過不同的清洗方法,最后得出污染顆粒物的尺寸數量及重量。

           

          首先我們來看看顆粒尺寸數量法和重量法的原理:顆粒尺寸數量法其基本原理是根據被檢測的表面與污染物顆粒具有不同的光吸收或散射率。其測試方法是,將一定數量的零件在一定的條件下清洗,將清洗液通過的濾膜充分過濾,污物被收集在濾膜表面,然后將濾膜干燥,用顯微鏡(最佳設備是具有拍攝功能的圖像識別和分析設備)在光照射下檢測,按顆粒尺寸和數量統計污物顆粒,即可得到所測物體零件的固體顆粒污染物結果。這是一種適合精密清洗定量化的清潔度檢測方法,尤其使用于檢測微小顆粒和帶色雜質顆粒。但是如果濾膜是白色的,那么對白色污物和氣泡的識別就有可能引起誤判。

           

          顆粒尺寸數量法極限值:對特定規格的零件,規定一定樣品數量、檢查頻率、清洗介質、清洗參數和操作過程的情況下,將顆粒按尺寸大小統計,每個尺寸范圍分別規定準許的最大顆粒數量,只要有某一項超標,則測試結論為不合格。

           

          重量法測定原理是將一定數量的試樣在一定的條件下進行清洗,然后將清洗的液體通過濾膜充分過濾,污物被收集在經過干燥的濾膜表面,將濾膜再次充分干燥,根據分析天平稱出過濾清洗前后干燥的濾膜質量,計算其增加值即為試樣品上的固體顆粒污染物的質量。

           

          其次在結果輸出之前,我們先來討論一下如何的收集污染物,個人認為這一環節是VDA19中的精髓部分,大家都知道,你如何能把一個形狀各異的零部件上的所有污染物收集起來,這是比較困難的。這就需要根據零部件來選擇合適的沖洗方法、沖洗條件及清洗液,通過選擇最優的方法、條件、清洗介質來控制最終的測試結果。我們就根據VDA19中的三種清洗方法及清洗液的選擇來進行討論。

           

          四、萃取方法:

          1.攪拌法:

          適用情況: 

          適用于中空的部件或產品的顆粒物含量的檢測,手動或者機械自動攪拌;不適合液體或氣體樣品中顆粒物含量的測定 

          影響因素: 攪拌方式(手動or機械自動,幅度,頻率)、攪拌時間、清洗液的種類及用量。

          操作方法: 

          a.將測試樣品的開孔堵住,部分或全部灌滿清洗液,然后晃動或攪拌以將顆粒物從指定區域萃取下來,劇烈的按照能使清洗液充滿所有中空區域的各個方向晃動樣品,參數可根據樣品形狀,尺寸及重量進行調整和設置。 比如,對于一個制動液罐,可以采用的攪拌參數:100~200次每分鐘的頻率,50~150mm的幅度,晃動5~15s。 

          b.將萃取液從樣品中全部倒出,有兩種方法:1)在重力作用下自動流出;2)用抽壓裝置取出。

           

          2.加壓沖洗:

          適用情況: 

          a.壓力沖洗適合于可直接接觸且能夠使用環形噴嘴進行大表面清潔的的外部區域。 

          b.內部孔穴或難以接觸的外部區域無法使用噴嘴清潔,但大直徑的短鉆孔仍然可使用直接噴射的方法; 

          c.當壓力沖洗噴射無法直接接觸此類幾何形狀時,應使用壓力沖洗槍,它可深入內部孔穴(目前我們只有噴嘴,沒有沖洗槍),此外,還有小直徑的鉆孔可選擇。 

          影響因素:

          沖洗壓力、液體流速、沖洗距離及角度 、噴嘴尺寸及形狀(扁平或圓形) 、清洗順序 、樣品處理 、清洗時間、單位面積的液體用量等。 

          操作流程: 

          根據樣品形狀和清洗部位的不同,應使用不同尺寸和形狀的噴嘴或噴槍,但目前我們實驗室只有一種規格(直徑為1mm)的噴嘴; 

          調節測試壓力,我們實驗室可控壓力范圍為1bar-5bar,1bar以下無法控制具體壓力值。標準中有定義: 

          a) 未確定的低壓:使用實驗室清洗瓶 

          b) 低壓:小于等于1bar 

          c) 平均壓力:1至10bar 

          d) 高壓:10bar以上 

          d.清洗樣品,并收集萃取液(清洗角度≥20°,并且只有特定的溶液(不可燃且防爆)和不起泡液體適合用于壓力沖洗。最好在室溫下使用液體?;貜棑p失也必須考慮。為盡可能降低顆粒物損失,收集設備必須適當沖洗) 

          e.過濾萃取液,并烘干濾紙,進行結果分析(稱重或統計數量,測量尺寸等) 

          f.空白試驗、萃取曲線分別參考相應章節的內容

           

          3.超聲波:

          適用情況:

          為清潔簡單外部形狀的部件, 內外部都要清洗的小型或中型部件,如齒輪、joint seals ,可使用超聲波浴槽,其中部件完全浸泡,也適合與批量小樣品的清洗;不適合于液體或氣體材料、灰口鑄鐵、鑄鋁件的清洗。 

          影響因素:超聲密度,超聲時間,介質,樣品放置的位置及方位與超聲源的相對關系,以及樣品的材質.

          超聲方式:浴槽或超聲波發生器(我們實驗室采用的是前一種如Figure A.1.1和A.1.2)

           

          清潔度

          清潔度

          清潔度

           

          設備要求:超聲浴槽由不銹鋼材質構成(我們實驗室設備頻率固定為40KHz,功率最大900W)

           

          四、關于清洗液的選用

          1.清洗液的主要作用: 

          清潔液的主要任務在于清除顆粒物與表面之間的粘合力或層,有效分離污染物且不會影響部件表面的液體。

           

          2.選用清潔液的要求: 

          與樣品材質、系統中液體、測試設備、濾紙、過濾系統等相容

          低流速,粘度≤5mm2/s

          能夠清除或溶解油脂

          需提前過濾好以備萃取使用

          清洗液選擇的建議

           

          3.汽車部件制造過程中使用的大多數工藝材料都可使用兩組清潔液體分離:非極性溶液和含表面活化劑的含水中性清潔劑。

          選擇依據:

          a) 檢驗含表面活化劑的含水中性清潔劑(如去離子水)是否適用:它們通??捎糜诤鋮s液/潤滑劑乳化液、動物和植物油脂和油液以及氨基防腐劑(確保無泡沫)。

          b) 如果無法采用,檢查上述非極性溶液(二氯乙烷等)是否適合。它們特別適合于清除礦物油基潤滑劑或防腐劑。

          c) 如果上述兩組溶液都證明不適用,則必須選擇專用的清潔液體,例如酒精(乙醇,極性溶液)以清除制動液。在進行這項選擇時,確保清潔劑與部件材料相容。特別當使用烴類時,可能會發生于塑料和涂層表面的不相容。含表面活化劑的含水中性清潔劑不可與鎂或鎂合金一起使用。

          d)目前實驗室配置的清洗液有:去離子水、乙醇 、異丙醇、石油醚、AP760 (其他清洗液需確認)。

           

          *** 以上內容均為原創,如需轉載,請注明出處 ***

           

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