清洁度检测空白值的试验分析

牛亚波，吴洋，苏江平

（陕西法士特汽车传动集团公司，陕西 西安 710077）

引言

近年来随着国内汽车行业的快速发展，用户对汽车产品的质量要求不断提高，其中清洁度作为汽车变速器总成及零部件的一项关键指标，对变速器总成的性能和寿命有直接影响，因此，越来越多的汽车零部件生产企业开始对产品清洁度进行控制和监测[1]。在实施清洁度检测时，由于环境污染、检测系统污染以及检测方式的差异，容易导致检测结果出现偏差，因此在测定前需要对清洁度检测空白值进行验证。

在不检测零部件的条件下，系统进行空运转清洗所收集的异物杂质颗粒即为空白值[2]。这类异物杂质颗粒可能来源于：清洗液和冲洗液、清洗设备（容器、罐、管道、排风设施等）、分析和清洗过程中的处理步骤、与样件及清洗液接触的所有物体、环境和人员。空白值代表了非来源于样件上的杂质量，如果杂质比例（空白）过高，可能导致结果的误判。因此，空白值的确定对整个清洁度检测过程具有重要意义。

1 空白值确定方法

空白值不是一个定值，随检测条件的变化而变化。当检测环境、地点、设备、方法、标准、人员等条件发生变化，或者检测系统长时间未用重新启用时，都需要重新确定空白值。常用的空白值确定方法有两种：计算法和实验法。

1.1 计算法

在没有空白值研究经验或试验条件的情况下，空白值可根据产品清洁度标准值的一定比例来计算确定。不同类型产品的清洁度标准所能接受的空白值占比不同，一般空白值不能超过该零件所要求的/预期杂质质量的10%，最大粒径可接受条件参考表1。

表1 计算法确定空白值示例

空白值与具体的零件清洁度标准密切相关，在存在两种指标的空白值时，如给出特定的杂质尺寸分布和最大允许颗粒，应使用条件更加苛刻的空白值要求。

1.2 实验法

1.2.1 实验流程

正常情况下，清洁度检测系统空白值应为一个稳定值，但由于手动颗粒提取设备空白值容易受到环境、检测人员及清洗剂洁净度等因素变化的影响，因此有必要定期进行空白值的测试，以保证试验数据的可靠性。实验流程如图1所示。

图1 清洁度检测流程图

1.2.2 实验器具及材料

压力冲洗系统（喷嘴直径 2μm，冲洗压力≥150KPa，Millipore）；砂芯过滤系统；电热鼓风干燥箱(101A-2E，上海实验仪器厂)；电子天平（QUINTIX-224-ICN，Sartorius）；电子显微镜（HFD清洁度自动分析系统，德国JOMESA）。

清洗剂（用5μm滤膜过滤的碱性去离子水）。

滤膜（NY2004700 Φ30mm/孔径 5μm，Millipore）。

1.2.3 实验过程

（1）对滤膜进行预冲洗并恒重。

要实现这些目标、路经和模式，任务比较艰巨，其核心人物主要有内部资源管理、内容生产管理、渠道管理、用户管理和运营绩效分析。

（2）用清洗剂冲洗清洗系统、过滤系统及试验器皿，收集所得冲洗液，放置于容器中。

（3）在过滤装置中装入滤膜，对冲洗液样本进行过滤，过滤完后，取出滤膜置于恒重的称量瓶中。

（4）将装有滤膜的称量瓶放入90±5℃的烘箱内，并将瓶盖稍微打开，烘干60min。

（5）将称量瓶盖好，从烘箱中取出，置于干燥器中冷却30min。

（6）对称量瓶进行称重，精确至0.1mg，记录重量值。

（7）计算空白值检测结果，计算公式如下：

式中，m表示空白值检测结果，mg；

m1表示洁净的称量瓶和滤网恒重重量，mg；m2表示称量瓶和带有杂质的滤网重量，mg.

在相同条件下，对同一清洁度检测系统重复上述实验 6次，并记录每次检测结果。

1.2.4 结果评价

由于杂质含量的不确定性，空白值的正确与否取决于清洗过程的有效程度，因此在测试时必须证明所采用的清洗过程是否能够把全部污染杂质颗粒提取下来。为了评估提取方法的有效性，借助ISO16232和VDA19标准中的衰减实验[3-4]流程，确定颗粒提取方式是否合理。

选择一组清洗程序，针对同一样件或者样件组依次进行6次提取清洗，每次清洗得到一个杂质量Ci，单次杂质量与之前杂质量总和的比值为即为衰减值。当衰减值（n≤6），即达到衰减检测要求，证明提取参数是合理的。若6次清洗结束，数据依然无法满足比值的10%，则需要调整清洗程序，重复实验。确定空白值达到衰减检测要求后，即可制定常规检测抽检方法。

1.2.5 空白值衰减实验案例

在传动系统总成领域中，壳体结构越来越复杂，使得壳体的清洁度要求大幅提高，因此相应的清洁度标准也要适应于此，以便持续改进质量和提升顾客满意度。图2给出了一个提取设备和壳体样件，衰减试验数据见表2。

图2 提取设备和壳体样件

表2 衰减实验数据

从表2可以看出，空白试验进行到第4次时，衰减值达到4次清洗杂质总量的8%，低于10%要求，因此杂质收集的过程参数设置是合理的。

2 小结

关于清洁度空白值的研究是随着汽车零部件制造商对产品质量的不断改进而提出的，随着零部件加工的精度越来越高，清洁度标准也随之要求越严，检测系统的污染对零部件清洁度检测结果的影响凸显，因此空白值的大小就尤为重要。这就要求在有限的条件下不断完善空白值的确定原则和方法，建立可操作性较强的试验方案和参数，确定科学合理的空白值，最大限度的保证检测结果的真实性和有效性，使清洁度检测能够对其相关质量特性的影响程度进行更深入准确的判断，达到不断提高质量的目的。