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清潔度測試儀

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汽車零部件清潔度的測試方法

2021-11-16

1清潔度的基本概念及測試目的

1.1基本概念

清潔度是指零件、總成及整機等的特定部位被雜質污染的程度,且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定部位采集到的雜質微粒的質量、大小和數量等特征參數來表征[4]。

特定部位是指危及產品可靠性的特征部位,如汽車功能零部件,包括燃油系統、油路循環、制動系統、冷卻循環系統、液壓系統和導氣系統等的組成部件。其中,液壓部件及系統對顆粒物的存在尤其敏感[5]。

雜質包括產品設計、制造、運輸、使用和維修等過程中,本身殘留的、外界混入的和系統生成的全部雜質。

污物的量包括種類、形狀、尺寸、數量、質量等衡量指標,具體用何種指標取決于不同污物對產品性能的影響程度和清潔度控制精度的要求[6]。

1.2測試目的

清潔度測試的目的是,通過測試來建立產品清潔度指標,保證產品達到規定的壽命,避免產品在制造、使用、維修等過程中因污染而導致其使用壽命縮短[7]。

2測試方法分析

2.1背景介紹

清潔度測試概念Z早由德系合資車企引入中國,它們以德國汽車標準協會制定的汽車零部件清潔度標準(VDA19)為依據,對汽車容易磨損或重要的零部件進行嚴格的清潔度管控,以減小外界因素或生產過程中所產生的污物對零部件或整個汽車使用質量的影響[8]。在德系車企的推動下,汽車零部件清潔度測試在中國汽車行業有了飛躍的發展。由于中國汽車行業在零部件清潔度測試方面的工作起步較晚,大多數車企以ISO16232:2007作為測試依據,實現對汽車零部件的清潔度管控。

2.2適用范圍

首先從兩個標準的名稱來分析,VDA19-2015適用于汽車上的所有汽車零部件,而ISO16232:2007僅適用于道路車輛的液壓回路元器件。從汽車本身的構件來分析,液壓回路元器件是汽車零部件中對清潔度要求比較高的部件,只是汽車動力系統的一部分,而VDA19-2015適用于汽車中與功能相關的所有零部件,在適用范圍上要廣于ISO16232:2007。

2.3樣品運輸

汽車零部件從車企運輸到檢測實驗室,所經歷的打包、運輸、環境變化、拆包等過程都會對其表面顆粒物的數量和形狀帶來影響。VDA19-2015描述了減小人員、包裝、儲存、運輸和拆包等因素對零部件表面顆粒物的影響所帶來的益處;而ISO16232:2007只是簡單地說明了樣品在拆包時要格外小心以避免零部件表面顆粒物的丟失,未注意外來污染物所帶來的不良影響。

2.4萃取方法

清潔度的測試原理是利用被檢測零部件的表面與污染物顆粒具有不同的光吸收率或散射率,通過光學顯微鏡的成像原理及統計系統來區分顆粒物的尺寸分布。其測試方法是將一定數量的零部件在一定的條件下清洗,將清洗液通過濾膜充分過濾,污染物被收集在濾膜表面,然后將濾膜干燥,用光學顯微鏡(Z佳設備是具有拍攝功能的圖像識別和分析設備)在光照射下進行觀察,按顆粒尺寸和數量統計污染物顆粒,即可得到所測物體零部件的固體顆粒污染物結果[3]。顯然,從測試原理上可以得知,如何從形狀各異的零部件上將所有污染物收集起來并準確測定是保證測試結果準確可靠的關鍵所在。

VDA19-2015和ISO16232:2007都涉及的清洗方式有搖晃法、壓力沖洗法和超聲波沖洗法。但VDA19-2015從零部件的尺寸級別和清洗位置出發,給出了更為具體的選擇清洗方式的方法,


Fig.3Schematicdiagramoftheinternalflushingmethod

VDA19-2015中還給出了內部沖洗法(圖3)、氣壓沖洗法(圖4)和空氣回流法(圖5)3種清洗方法。內部沖洗法屬于壓力沖洗法,主要用于管道形狀部件的清洗,清洗時要用到與管道直徑匹配的轉換器。氣壓沖洗法是先在一個與外部隔離的內壁濕潤的箱體里,用氣流沖走部件表面顆粒,然后移出部件,用合適的清洗液清洗箱體內壁來收集清洗液。內部沖洗法和空氣回流法都適用于管形部件內壁清洗,然而空氣回流法以空氣為媒介去填充管形部件內壁,通過空氣回流將內壁顆粒物收集到一個初步過濾裝置中,然后停止空氣回流,用壓力沖洗的方法對初步過濾裝置進行二次清洗,同樣也要收集殘留于箱體內壁的顆粒物。因此氣壓沖洗法和空氣回流法都是液體介質和氣體介質相結合使用的清洗方式。

2.5清洗液的選擇

VDA19-2015詳細描述了不同清洗方式適用清洗液的兼容性問題。ISO16232:2007只是模糊地規定了清洗參數要與零部件和清洗系統相匹配,未列出具體的應用范圍。


ISO16232:2007主要針對液壓部件的測試,清洗方法中用到的介質都是液體,而VDA19-2015還介紹了氣壓部件的測試方法。氣壓部件與液體接觸時,部件表面可能會受損,選擇有一定壓力的無塵空氣作為介質去清洗氣壓部件則不會出現部件受損的情況。但在使用液體清洗的時候,選擇的清洗液一定不能和測試的部件發生化學反應,且測試污染物不能溶于清洗液中,由此可見清洗液與測試樣品的兼容性是非常重要的。VDA19-2015中關于清洗液兼容性的說明和選擇的建議如下。

汽車零部件制造過程中使用的大多數材料都可以使用兩類清洗液來分離:非極性清洗液和含表面活性劑的含水中性清洗液。兩類清洗液的選擇依據如下。

(1)含表面活性劑的含水中性清洗液(如去離子水)通??捎糜谇逑春鋮s液和潤滑劑乳化液、動物和植物油脂、油液以及氨基防腐劑。


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