ASTM 试验筛的快速检测

赵路路，李风雷，张新全，崔颖

(西安航空发动机(集团)有限公司 计量中心，陕西 西安710021)

0 引言

外贸试验筛主要用与固体颗粒筛分、流体过滤以及装饰、防尘、骨架支撑等。外贸试验筛的检验要求必须符合美标ASTM E11，而美标ASTM E11 方法与我们的传统方法有很大差异，其主要是用统计学的方法进行检测。ASTM E11 标准中根据试验筛的不同置信概率对三个等级的试验筛进行标准偏差的检测。由于ASTM E11 标准没有相应的检测规范。许多人都不甚了解，对检测方法和后续处理比较模糊，有必要详细介绍一下采用美标ASTM E11 标准验收的试验筛的检测及数据处理。

1 技术要求

1.1 试验筛的基本定义

试验筛参数的基本定义见图1。

图1 试验筛参数定义图

编织中，网上所有的纵向金属丝，称为经丝;网上所有的横向金属丝称为纬丝。ω 为网孔尺寸，在投影平面中间位置测量的两个相邻经丝或纬丝之间的距离;d 为金属丝编织网上金属丝的直径。ASTM － E11标准规定的主要技术要求有4 项:平均网孔的极限偏差(Y)，单一网孔的最大允许偏差(X)，网孔的标准偏差(s)和金属丝直径(d)。

1.2 网孔尺寸偏差和标准偏差

1)平均网孔尺寸不应超过极限偏差±Y:

其中，Y 和ω 单位为μm。

2)单一网孔不应超过最大允许偏差X:

其中，X 的单位为μm。

3)实验标准偏差

式中:ωi为第i 次测量的网孔尺寸值。

4)金属丝直径

试验筛的金属丝直径应符合标准ASTM E11 的规定范围(最大与最小直径之间)，应认识到金属丝的机械变形会发生在编织期间，所以编织后测得的直径可能会不同于金属丝公称直径。

2 检测方法

试验筛筛网的每一孔口应具有相同的检验概率，对于具有15 个或更少开口的试验筛，测量全部完整孔口(参见图2)。对于具有15 个以上孔口的筛布或试验筛，如用工具显微镜测量应将米字线中心压在被测网孔经向或纬向方向上的网孔边缘中心部位进行测量。对于网孔数量较多的试验筛网应分别在交叉方向(参见图3)和对角线方向(参见图4)进行抽检测量，每个方向上至少测量10 个网孔。

图2 测量完整的试验网孔

图3 交叉方向的抽检举例图

图4 对角线方向的抽检举例

3 试验筛检测举例

将金属丝编织网置于万能工具显微镜上，用光学投影法快速检测。以筛框为8 in (203.2 mm)，网孔基本尺寸为2 mm 的检验等级筛为例，说明具体的检测处理过程。

3.1 外观检测

将金属丝编织网在万能工具显微镜上安置好，用橡皮泥将金属丝编织固定后，在目镜下快速拖动导轨，在镜头下观测其外观是否存在有如跳线、破洞、裂口等编织缺陷。如存在，则按表面缺陷处理。

3.2 网孔检测

3.2.1 标准规定的偏差值

将网孔基本尺寸ω =2 mm 代入公式(1)和(2)中，分别计算出平均网孔的极限偏差(Y)和单一网孔的最大允许偏差(X)，可得Y =0.065 mm，X =0.23 mm。根据ASTM E11 的要求，该等级试验筛的实验标准偏差最大值为smax=0.068 mm (可查询标准中表1)，金属丝直径公称值d 为0.9 mm。

3.2.2 网孔检测及计算

根据标准中规定，应按照平行于纬向和经向两个方向分别沿筛布中心线确定平均孔口(如图3 和图4)。

该方法是指利用所检测长度除以孔距的数目，得出平均孔距，从平均孔距中减去金属丝直径得出网孔平均尺寸。在下列公式中Li代表第i 次孔距测量值;ωi为第i 次测量所得的网孔尺寸;N 为孔距数目;n 为测量次数。

如:所测长度上孔距的数目N=10，被测孔列的长度L=28.800 mm，金属丝d=0.900 mm。因而，网孔尺寸ω=L/N－d=28.800/10－0.900=1.980 (mm)。

在排除缺陷的情况下，大尺寸一般测量四次即可。我们在万能工具显微镜下检测得以下数据，并计算实际网孔尺寸:

在整个试验筛网中，找出单一网孔的最大值ωmax=2.208mm，计算出金属丝直径平均值为

如果单独测量金属丝直径，而并非与孔口尺寸同时测量，在每个方向上至少测量10 个金属丝直径。

3.2.3 等级筛的标准偏差

由公式(4)可得检验等级筛网孔的算术平均值

由公式(3)可得检验等级筛的标准偏差

标准偏差s =0.031 mm 应与美标ASTM E11 中表1 第10 列的该等级试验筛标准偏差最大值smax=0.068 mm 进行比较。由于标准偏差s =0.031 mm ＜smax=0.068 mm，则可认为检验筛合格。

4 检测结果总结

由此可计算出网孔基本尺寸为2 mm 的试验筛，所允许的极限偏差值:

1)试验筛标准允许的单一网孔尺寸的最大极限值为

整个检验试验筛网中，单一网孔的最大值ωmax=2.208 mm ＜2.23 mm。

2)试验筛网孔尺寸平均值的允许极限偏差值为

3)试验筛网孔最大标准偏差为smax=0.068 mm

整个检验试验筛网孔的标准偏差s =0.031 mm ＜0.068 mm;在允许范围内。

4)金属丝直径范围为0.77 mm≤d≤1.04 mm

整个检验试验筛网金属丝平均直径d =0.907 mm在此范围内。

通过上述检测与比较，可判定该检验等级试验筛符合美标ASTM E11 标准的技术要求。

5 结论

本文与校准规范JJF1175 －2007 均适用于尺寸为0.020 ～125 mm 的金属丝试验筛，但两者在技术指标要求上有一定程度的差异，除了两者均在试验筛平均网孔的极限偏差(Y)，单一网孔的最大允许偏差(X)和金属丝直径(d)上做出要求外。在ASTM E11 中要求会更加严格，它同时要求检测试验筛的标准偏差S，该值用以衡量数据值偏离平均网孔尺寸的程度，度量数据分布的分散程度。标准偏差越小，这些值偏离平均值就越少，该值应在要求范围内。因此，可以说在ASTM 中对试验筛的检测要求更加严格，在检测ASTM试验筛时应更加仔细与谨慎。

本文除了说明ASTM 与试验筛校准规范JJF1175 －2007 的区别外，也介绍了一种简单快速检测试验筛的方法。与以往单孔逐一检测相比该检测方法的主要特点是简便、快捷，没有繁琐的计算过程，大大提高了检测效率和准确度，在实际检测过程中效果较好，具有一定的实用价值。

［1］ASTM Designation E11. Standard Specification for Woven Wire Test Sieve Cloth and Test Sieves ［S］.2009.

［2］国家质量监督检验检疫局.JJF 1175 －2007 试验筛校准规范［S］. 北京:中国计量出版社，2007.

［3］国家质量监督检验检疫局.GB/T 6003.1 －1997 金属丝编织网试验筛［S］. 北京:中国标准出版社，1997.

［4］唐雪梅，王健. 工业用金属丝编织网的快速检测［J］. 计量技术，2003 (1):26 －27.