清潔度檢測空白值的試驗分析

牛亞波，吳洋，蘇江平

（陜西法士特汽車傳動集團公司，陜西 西安 710077）

引言

近年來隨著國內(nèi)汽車行業(yè)的快速發(fā)展，用戶對汽車產(chǎn)品的質(zhì)量要求不斷提高，其中清潔度作為汽車變速器總成及零部件的一項關(guān)鍵指標(biāo)，對變速器總成的性能和壽命有直接影響，因此，越來越多的汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)開始對產(chǎn)品清潔度進行控制和監(jiān)測[1]。在實施清潔度檢測時，由于環(huán)境污染、檢測系統(tǒng)污染以及檢測方式的差異，容易導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)偏差，因此在測定前需要對清潔度檢測空白值進行驗證。

在不檢測零部件的條件下，系統(tǒng)進行空運轉(zhuǎn)清洗所收集的異物雜質(zhì)顆粒即為空白值[2]。這類異物雜質(zhì)顆粒可能來源于：清洗液和沖洗液、清洗設(shè)備（容器、罐、管道、排風(fēng)設(shè)施等）、分析和清洗過程中的處理步驟、與樣件及清洗液接觸的所有物體、環(huán)境和人員。空白值代表了非來源于樣件上的雜質(zhì)量，如果雜質(zhì)比例（空白）過高，可能導(dǎo)致結(jié)果的誤判。因此，空白值的確定對整個清潔度檢測過程具有重要意義。

1 空白值確定方法

空白值不是一個定值，隨檢測條件的變化而變化。當(dāng)檢測環(huán)境、地點、設(shè)備、方法、標(biāo)準(zhǔn)、人員等條件發(fā)生變化，或者檢測系統(tǒng)長時間未用重新啟用時，都需要重新確定空白值。常用的空白值確定方法有兩種：計算法和實驗法。

1.1 計算法

在沒有空白值研究經(jīng)驗或試驗條件的情況下，空白值可根據(jù)產(chǎn)品清潔度標(biāo)準(zhǔn)值的一定比例來計算確定。不同類型產(chǎn)品的清潔度標(biāo)準(zhǔn)所能接受的空白值占比不同，一般空白值不能超過該零件所要求的/預(yù)期雜質(zhì)質(zhì)量的10%，最大粒徑可接受條件參考表1。

表1 計算法確定空白值示例

空白值與具體的零件清潔度標(biāo)準(zhǔn)密切相關(guān)，在存在兩種指標(biāo)的空白值時，如給出特定的雜質(zhì)尺寸分布和最大允許顆粒，應(yīng)使用條件更加苛刻的空白值要求。

1.2 實驗法

1.2.1 實驗流程

正常情況下，清潔度檢測系統(tǒng)空白值應(yīng)為一個穩(wěn)定值，但由于手動顆粒提取設(shè)備空白值容易受到環(huán)境、檢測人員及清洗劑潔凈度等因素變化的影響，因此有必要定期進行空白值的測試，以保證試驗數(shù)據(jù)的可靠性。實驗流程如圖1所示。

圖1 清潔度檢測流程圖

1.2.2 實驗器具及材料

壓力沖洗系統(tǒng)（噴嘴直徑 2μm，沖洗壓力≥150KPa，Millipore）；砂芯過濾系統(tǒng)；電熱鼓風(fēng)干燥箱(101A-2E，上海實驗儀器廠)；電子天平（QUINTIX-224-ICN，Sartorius）；電子顯微鏡（HFD清潔度自動分析系統(tǒng)，德國JOMESA）。

清洗劑（用5μm濾膜過濾的堿性去離子水）。

濾膜（NY2004700 Φ30mm/孔徑 5μm，Millipore）。

1.2.3 實驗過程

（1）對濾膜進行預(yù)沖洗并恒重。

要實現(xiàn)這些目標(biāo)、路經(jīng)和模式，任務(wù)比較艱巨，其核心人物主要有內(nèi)部資源管理、內(nèi)容生產(chǎn)管理、渠道管理、用戶管理和運營績效分析。

（2）用清洗劑沖洗清洗系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)及試驗器皿，收集所得沖洗液，放置于容器中。

（3）在過濾裝置中裝入濾膜，對沖洗液樣本進行過濾，過濾完后，取出濾膜置于恒重的稱量瓶中。

（4）將裝有濾膜的稱量瓶放入90±5℃的烘箱內(nèi)，并將瓶蓋稍微打開，烘干60min。

（5）將稱量瓶蓋好，從烘箱中取出，置于干燥器中冷卻30min。

（6）對稱量瓶進行稱重，精確至0.1mg，記錄重量值。

（7）計算空白值檢測結(jié)果，計算公式如下：

式中，m表示空白值檢測結(jié)果，mg；

m1表示潔凈的稱量瓶和濾網(wǎng)恒重重量，mg；m2表示稱量瓶和帶有雜質(zhì)的濾網(wǎng)重量，mg.

在相同條件下，對同一清潔度檢測系統(tǒng)重復(fù)上述實驗 6次，并記錄每次檢測結(jié)果。

1.2.4 結(jié)果評價

由于雜質(zhì)含量的不確定性，空白值的正確與否取決于清洗過程的有效程度，因此在測試時必須證明所采用的清洗過程是否能夠把全部污染雜質(zhì)顆粒提取下來。為了評估提取方法的有效性，借助ISO16232和VDA19標(biāo)準(zhǔn)中的衰減實驗[3-4]流程，確定顆粒提取方式是否合理。

選擇一組清洗程序，針對同一樣件或者樣件組依次進行6次提取清洗，每次清洗得到一個雜質(zhì)量Ci，單次雜質(zhì)量與之前雜質(zhì)量總和的比值為即為衰減值。當(dāng)衰減值（n≤6），即達到衰減檢測要求，證明提取參數(shù)是合理的。若6次清洗結(jié)束，數(shù)據(jù)依然無法滿足比值的10%，則需要調(diào)整清洗程序，重復(fù)實驗。確定空白值達到衰減檢測要求后，即可制定常規(guī)檢測抽檢方法。

1.2.5 空白值衰減實驗案例

在傳動系統(tǒng)總成領(lǐng)域中，殼體結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，使得殼體的清潔度要求大幅提高，因此相應(yīng)的清潔度標(biāo)準(zhǔn)也要適應(yīng)于此，以便持續(xù)改進質(zhì)量和提升顧客滿意度。圖2給出了一個提取設(shè)備和殼體樣件，衰減試驗數(shù)據(jù)見表2。

圖2 提取設(shè)備和殼體樣件

表2 衰減實驗數(shù)據(jù)

從表2可以看出，空白試驗進行到第4次時，衰減值達到4次清洗雜質(zhì)總量的8%，低于10%要求，因此雜質(zhì)收集的過程參數(shù)設(shè)置是合理的。

2 小結(jié)

關(guān)于清潔度空白值的研究是隨著汽車零部件制造商對產(chǎn)品質(zhì)量的不斷改進而提出的，隨著零部件加工的精度越來越高，清潔度標(biāo)準(zhǔn)也隨之要求越嚴，檢測系統(tǒng)的污染對零部件清潔度檢測結(jié)果的影響凸顯，因此空白值的大小就尤為重要。這就要求在有限的條件下不斷完善空白值的確定原則和方法，建立可操作性較強的試驗方案和參數(shù)，確定科學(xué)合理的空白值，最大限度的保證檢測結(jié)果的真實性和有效性，使清潔度檢測能夠?qū)ζ湎嚓P(guān)質(zhì)量特性的影響程度進行更深入準(zhǔn)確的判斷，達到不斷提高質(zhì)量的目的。