量块的不合格因素分析和维护保养的探讨

顾巧迎，陈 武

（宁波市计量测试研究院，浙江 宁波 315000）

量块作为长度计量的载体源自于19世纪末，虽然经历了100多年的发展，但相较于其他复杂计量器具，它依然为单值量具。在计量溯源体系中，量块作为重要的一环，是长度类计量器具最重要的量值传递者。

量块虽然属于稳定性高的实物计量器具，但其对使用环境和维护保养的要求也很高[2]。在量块的使用过程中，如果存在不规范的操作和不良的保存环境，极易造成量块的失准。量块的失准，轻则对企业造成经济损失，重则对计量机构的溯源体系产生影响，为检定校准工作的开展带来阻碍[4]。而在日常检定过程中，经常会遇到数据超差的量块，追溯其原因，大部分是因为使用者本身缺乏量块的维护保养知识。

1 量块检定数据分析

为更好地分析产生量块失准的原因，将本院2014年～2018年的四等、五等量块检定数量进行了统计（2018年至10月份），如图1所示。随着工业水平的发展，量块的使用需求正在逐年攀升，年均增长量约在6%左右。从本院量块检定的大数据来看，近5年中，四等、五等量块的年平均检定量为998组（2018年按月均值计算年总数）。

而从图2中，也可以看到，因量块不合格而退检的数量也在逐年提升。

进一步分析可知，退检数量的比例由2014年的2.7%，升高到2018年的3.8%；从统计数据来看，近5年量块的检定不合格率在3.3%左右。2014年开始，对所有因不合格而退检的量块进行了记录，截止到2018年10月，共记录有效数据159组，汇总数据见表1。由数据分析可知，造成量块检定不合格的因素基本集中在量块的使用和保存上，主要表现为锈蚀、划痕、碰伤和磁化，其中表面划痕的比例高达67%。

图1 2014年～2018年量块检定数量统计Fig.1 Statistics on the quantity of mass block verification in 2014～2018

表1 2014年～2018年量块不合格因素统计Table 1 Statistics of unqualified factors of gauge blocks from 2014 to 2018

2 量块的维护保养

2.1 量块的使用和保存环境

对于量块的使用，应强调环境的要求：首先，是温度的要求。根据JJG 146-2011量块检定规程7.1.1要求，量块使用的标准条件为温度20℃，使用温度应在10℃～30℃范围内，异常温度（高温、低温）都会不同程度地造成量块偏差甚至报废。

其次，是湿度要求。根据多年的量块检定使用经验，量块最适宜保存的湿度条件应＜55%RH。而在使用时量块长时间暴露在湿度＞80 %RH的环境下时，极易出现表面生锈的现象[1]。

2.2 量块测量面划痕的防护

依据表1的统计数据可知，60%以上的不合格因素集中在量块的划痕上。由于量块的使用特性，在量块的使用过程中，不规范的操作极容易使其表面产生划痕，导致量块的超差。因此，需加强防护：

1）环境的清洁

具体表现在使用环节中的周围环境应无尘埃，防止量块在研合或是与平板、平晶接触时因尘埃的存在，导致表面的摩擦对其测量面造成划痕。

2）工作台面的清洁

图2 2014年～2018年量块退检数量统计Fig.2 Statistics of the number of rejected blocks from 2014 to 2018

一般在量块使用时，所触碰到的台面可能会存在毛刺、凸起的锈蚀块、尖锐的磕碰处等，量块测量面接触前应仔细检查台面的情况，如有异常，必须将台面打磨清洁，光洁平整后方可使用。

3）量块的存放

存放时不宜与尖锐物放在一起，量块测量面与坚硬的尖锐物触碰后，基本无法修复。

2.3 量块表面锈蚀的防护

20%以上的不合格量块是因为表面不同程度的生锈，量块测量面的锈蚀，会对其精度产生较大的影响，严重的情况下量块因此而报废，所以量块的防锈是件不可忽视的工作。

1）量块的涂油

量块的涂油工作应分为两部分进行，首先是在使用结束后的涂油，油的种类应选择航空汽油或无水酒精，采用干净的软布对量块表面进行擦拭，主要目的是为了去除使用过程中沾染的尘埃、碎屑、油污等；第二是长时间不用的量块，应涂抹防凡士林并在干燥的环境下保存（最好放置在干燥箱内），同时由于长时间的放置，油也极有可能变质腐化，定期清洗换油，一般每年进行1～2次。

2）量块的使用

人体皮肤会分泌汗液或油脂，如果直接接触量块，精度会受到较大的影响，同时也在一定程度上会使量块测量面产生锈蚀，使用时忌用手直接触摸，必须戴上手套。同时在使用过程中，应注意尽量不要讲话聊天，防止唾沫沾到量块面上产生锈蚀。

3）量块的研合

两个或两个以上量块组合使用时，不宜用力过大，否则易使量块产生变形[2]。在使用完毕后，应及时拆开，长时间的研合容易使得量块测量面生锈。

2.4 测量面碰伤的防护

碰伤对于量块来说是比较严重的问题，约占不合格数量的1/10，仔细探究出现该问题的原因，主要是下述4点：

1）量块的摆放

看似简单的摆放工序，其实非常讲究，如果不按照操作规范来摆放，轻则产生划痕，重则就会造成磕碰。所以在量块摆放时，应整齐平整地按照格子的大小摆放，切记不能随意乱摆，同时也应注意测量面的位置，保护测量面不受到外力的挤压、磨损。

2）量块的取放

取放大量块（＞10mm）时，应采用大镊子或在竹夹子上套上胶皮管，以增加与量块间的摩擦力，并做好防护措施，防止量块因不慎滑落而磕损。

3）盒子的移动

移动盒子时，应小心谨慎、轻拿轻放、保持平稳，防止量块滑动，使其表面相互碰撞。量块剧烈碰撞不但会严重损伤测量面，还会使量块内部应力改变而产生变形。

4）磁化的防护

在检定过程中，偶尔会有磁化的量块出现，2014年～2018年共出现过4组量块磁化，出现的概率不高，但结果是致命的。磁化的量块不易清洗和研合，同时会吸附含铁的粉末和铁屑，最终使测量面产生划痕，所以应避免量块磁化的出现。

预防量块的磁化，量块必须放置在远离磁场的位置，同时在使用量块前，应确保所处的工作环境或测量的仪器设备无磁性。

3 结语

以上分析可知，量块的准确度与其维护保养有着非常大的关联，规范的操作能有效延长量块的使用寿命，所以采取有效的维护保养措施是量块使用的重要步骤，也是相关使用者应重视的工作。