零部件清潔度分析

1、清潔度缺乏如圖1清潔度缺乏如圖1滑動面卡住渦輪增壓器 曲軸軸承 劑量泵汽缸標準化的零部件清潔度測試德國 RJL公司的 Markus J. Heneka日期：2015年11月9日摘要：在這篇文章中，我們對 VDA-19和ISO-16232標準中描述到的汽車行業(yè)零部件清 潔度分析的最相關技術進展了概述。介紹汽車行業(yè)中關于清潔部件的要求，最早是由羅伯特博世公司Robert Bosch在 1996年為了提高柴油汽車發(fā)動機共軌噴射系統(tǒng)的生產(chǎn)質(zhì)量而提出的。由于共軌的高壓,羅伯特博世縮小了噴嘴的尺寸至200四甚至更小。但他們很快意識到，在生產(chǎn)流程過 后這種小噴嘴很容易被系統(tǒng)中殘留的污染顆粒堵塞。由于這種新觀

2、念的出現(xiàn)，提出了對 生產(chǎn)中清潔部件的質(zhì)量規(guī)。這也是零部件清潔度測試的誕生。自此之后，在汽車系統(tǒng)中很多可靠性問題都已被歸因于微粒子污染，也即是零部件閥門阻塞防抱死裝置 液壓系統(tǒng) 劑量泵制動助力器.word.zl-電路故障電子控制裝置電路故障電子控制裝置通訊電子設備噴油器燃料管液壓系統(tǒng)自1996年開場，W塞榔河輛僻度箱螂圍蝴韻平可附汨2005年德國汽車行業(yè) 協(xié)會由此而出版了 VDA-19標準。VDA-19標準從而成為全球圍非常有用的文件，該文 件也成為國際標準 ISO-16232的清潔度檢測的藍圖。值得注意的是，2009年出版的ISO-16232已經(jīng)開展到與德國VDA-19標準完全兼容。數(shù)年之后，

3、數(shù)百家清潔度實驗室 于汽車和供給行業(yè)中成立。與此同時，也有無數(shù)家獨立效勞的實驗室開場運作。今天， 受影響的眾多公司中的很多職位甚至整個部門，都在協(xié)調(diào)零部件清潔度的各個方面。在第一次VDA-19出版的十年后，德國汽車行業(yè)提出修訂和擴展規(guī)的要求。其主要 目的是提高清潔度測試結(jié)果的可比照性，并且增加污染物萃取和分析的新技術容。基于 新的VDA-19標準于2015年3月份出版，一個ISO-16232修訂委員會也相應成立,目的 是將新VDA-19標準的容轉(zhuǎn)移到國際水平。新的ISO-16232預計將于2016/2017年出版c如今，這兩個標準成為了全球圍汽車行業(yè)中的零部件清潔度的分析框架。特別是VDA-1

4、9標準中，提到了很多實用并有詳細說明的關于零部件外表污染物顆粒的萃取和 定量分析的最常用的方法。測試方法.word.zl-所有清潔度分析都分為三個步驟圖2。首先，從零部件外表洗掉的污染物顆粒通 過萃取液來獲取。第二步，液體用過濾膜進展過濾。最后一步，將過濾膜進展分析以確 定顆粒的質(zhì)量，數(shù)量，尺寸和類型。圖2:零部件清潔度測試的根本方案萃取最常見的顆粒的萃取方法是用壓力流體沖洗零部件外表。對于不同的樣品類型的一些典型的示如圖3圖3:不同樣品類型的壓力沖洗示范VDA-19.1另一個普遍的方法是用超聲波清洗機的來萃取顆粒。雖然在實驗室中很容易實現(xiàn)應用，但該方法的使用在過去幾年中慢慢的減少。對于鑄造的

5、零部件，超聲波清洗可能會.word.zl- 產(chǎn)生誤導的結(jié)果。超聲波的能量會損壞鑄造材料的基體，因此可能產(chǎn)生新的顆粒造成顆 粒分析結(jié)果的不正確性。還有其他方法是部清洗和通過搖晃來攪拌清洗，這些方法用于 零部件外表的顆粒的萃取。另外，新修訂的 VDA-19標準中又引入了一個新方法,就是 通過壓力空氣流來萃取顆粒。這個方法的是用于一些在功能使用中不暴露于液體中的零 部件。不過，空氣萃取的方法還沒有廣泛建立起來。關于萃取液，含外表活性劑洗滌劑的水基溶液是首選，因為在使用后可以用經(jīng)濟的 方式處理。然而，如果零件的外表是油性或油膩的，那么水機溶液的萃取效果就不是很 好了。在這種情況下，推薦使用冷清洗溶劑。

6、通常情況下，冷清洗溶劑在進展萃取使用 后會通過細過濾步驟來回收利用。過濾通過液體的真空過濾，顆粒被制備在過濾膜上。為了選擇適宜的過濾膜，必須考慮過濾膜對抗液體的化學穩(wěn)定性和濾膜孔的尺寸。有發(fā)泡膜和網(wǎng)格膜圖 408叩硝酸纖維素發(fā)泡濾膜15叩聚乙烯網(wǎng)膜圖4:發(fā)泡濾膜和網(wǎng)膜的構(gòu)造比照VDA-19.1發(fā)泡濾膜的構(gòu)造是像海綿一樣，因此過濾效率高。由于這個原因，泡膜非常適合于.word.zl- 確定總顆粒的質(zhì)量。另外，發(fā)泡濾膜的可用的孔徑可低至亞微米水平，所以甚至有可能 進展最小顆粒的分析。另外一方面，如何零件上的顆粒以小顆粒為主或萃取液中有碳黑，那么過濾后會得 到一個黑色背景的濾膜。在這種情況下，顆粒的

7、光學分析往往是不可能的。出于這個原 因，VDA-19標準推薦一種孔徑大小為5叩的聚乙烯PET的網(wǎng)膜作為標準膜。網(wǎng)膜 不會出現(xiàn)黑色的背景，因此，5m的PET過濾膜非常適合于光學粒度分析。此外，PET 膜在許多萃取液下都可以表現(xiàn)出很好的化學穩(wěn)定性。然而，最小的網(wǎng)孔直徑為5g,所以，光學分析限于顆粒大于25叩到50叩。請注意，這兩種類型的濾膜需要時可以結(jié)合 使用。對于提取和過濾，兩個技術的在市場上都可以實現(xiàn)。一種簡單而經(jīng)濟的方法是使用 一個實驗室噴水器用于粒子提取和一個玻璃真空過濾器用于過濾制備濾膜。此方法對于可以在一個燒杯中進展提取的小到中尺寸的零部件非常適用且很好建立。另一種可能性是使用集噴水器

8、、過濾、液體循環(huán)于一體的自動提取柜。相對于實驗室的簡單裝置，使 用提取柜手動操作的提取物會少一些，同時本錢會更高。稱重法顆粒分析通過稱重，獲取顆粒的總質(zhì)量是相當簡單的。也就是只需稱出過濾膜在過濾前和過 濾后的重量，兩者之間的差異就等于顆粒的總質(zhì)量。為了得到正確的結(jié)果，對過濾膜進 展前處理是非常重要的。通常的，將膜浸入萃取液中，然后在烘箱中枯燥，最后儲存在 預先設置好時間的枯燥器中。請注意，在技術上是很難去量化顆粒質(zhì)量小于 3mg的顆粒 因此要求一個高端的天平和一間環(huán)境條件恒定的房間。如果重量要求嚴格，那么建議一 大批樣品一起測試。.word.zl-粒度式顆粒分析Granulometric Pa

9、rticle AnalysiS新VDA-19標準已經(jīng)認可簡化粒子分析的儀器如光學掃描儀的開展趨勢。在修訂過程中,VDA-19工作組將多家自動化光學顯微鏡與 MicroQuickTM顆粒清潔度掃描儀進展 了循環(huán)測試的考驗。這種比擬的目的是建立一套儀器參數(shù)，可針對結(jié)果進展更好比照。測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過以一致的方式調(diào)節(jié)照明水平和顆粒檢測閾值，所得到的定量結(jié)果幾乎一致。關于粒度標準分析，光學顯微鏡和平板掃描儀被認為是可以同等的依據(jù)新的VDA-19（圖5）提到的程序工作。照明水平顆粒探測閾值照明水平顆粒探測閾值圖5：光學顆粒分析的儀器設置VDA-19.1根據(jù)VDA-19的描述，弱化/避開最小顆粒測試是近來

10、的開展趨勢。對于許多實際案例，5-50即是沒有相關性的，并且對那么小的顆粒進展分析甚至是一種工作的阻礙，因為對那么小的顆粒進展分析工作量很大。因此，現(xiàn)在已將顆粒大于50叩的顆粒分析作為標準化。而只有少數(shù)的特殊案例需要分析顆粒小于50微米的。通常的，大小分布.word.zl-表示為不同粒級以及對應可容納的顆粒數(shù)量圖 6。Number perlength dmss (prn)Tots(E125;判l(wèi);100)L1K;倒)1153;200)1200;疑0)400; 喇I&03：1000)1000;即15M;2M0：iL2000:3000)13 mGranules nrstt,157052746921

11、813S17233B:110Granule metallic qlcssy*4?|1910上13332000Fibres matt的369)I slI研1611500Fibres flossy00000J o|_Q0g00cPsrtid in sdectE classes161256479219136175361&3I10tolerable pandes200000圖6:零部件清潔度分析中的顆粒尺寸分布的標準表達式根據(jù)定義，在過濾膜上檢測到的任何物狀都稱為顆粒。在這些顆粒中，有軟纖維和 硬粒子。在任何的光學系統(tǒng)中，纖維和粒子之間是根據(jù)形狀來識別區(qū)分的，另外，光學 儀器能夠檢測金屬反射。因此，這

12、樣通過看顆粒上的金屬光澤可更簡單的區(qū)分無光澤和 金屬光澤粒子。.word.zl-MAX MlTotalP業(yè)修MaxiiTum15.0-ISO)【154250)50.0)ISO.O- lOOkOJOO-O-二印.口)Il瓠* 2DC.D)1290 a-400.0-60&.0):皿訃 10QQ.CI)*StHBl179.62J1711Ljow-Ct Steel140.738271JLxjw-Mh Stee*116.23424104* St Ottier：471 17)93sHighSteel2369湖上際立&2 hi射*心LQ5323gi R -ch&11.5M5103%3S1112431C2re

13、rous 強i如92496M7*72+3H713131Mn-P19&632772Cting VCMrtk g Cr1730112n 占翊133299希1352&22CwrtJng ZtpCjt65328.041127111Ljoatirg Zn-h【5117.21221Opting ?ri67229-3I1?E11Coating Zn-P12211:5Brass Cu-2n222X2Bhzb Cu-5n513 JTrtarfiium472.B317211NEFerrou占 MetdMl52717.i11234231A Aloy SiSi5+2325.8107151Sokter Flux A-K

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16、，.word.zl-德捷萊清潔度檢測儀清潔實驗室如果不愿意購置一臺高本錢的設備，那么可將其實驗的分析任務逐案外包給有資質(zhì)的實驗室效勞機構(gòu)推薦以下的設備和效勞機構(gòu)ExtractionMicro Ex laboratory extraction systemFibrationSartorius glass vacuum fVtrationt included in Micro Ek packageMernbranesCN and PET membranes, included in MtcroEx p才ukag起Exsiccatorincluded in MicroEx packageCold-d

17、ening solventKluthe Haku 1025-921Water-based solventKluthe Hakupur 325Mernbrane dryingMemmert univerial oven series UNGravimetric anal/sisKern precision laboratory balance, accuracy 0.1 mg or 0.01 mgGranulormetHc analysisOptical partis愴 scanner MicroQuick 1001Particle standardProof of measuring capability included in MkroQukk packageVisual inspectionMicroMag mini mncrcccpEInorganics typingFEI Aspex