清潔度檢測介紹

一、前言

1.1、清潔度檢測的概念：

清潔度檢測是指零件、總成和整機(jī)特定部位被雜質(zhì)污染的程度。用規(guī)定的方法從規(guī)定的特征部位采集到雜質(zhì)微粒的質(zhì)量、大小和數(shù)量來表示。這里所說的“規(guī)定部位"是指危及產(chǎn)品可靠性的特征部位。這里說的“雜質(zhì)"，包括產(chǎn)品設(shè)計制造運輸使用和維修過程中，本身殘留的、外界混入的和系統(tǒng)生成的全部雜質(zhì)。

1.2、引用標(biāo)準(zhǔn)：

IS0 16232、VDA 19、ISO4406/4407、GB/T 3821-2005  《中小功率內(nèi)燃機(jī)清潔度測定方法》

1.3、清潔度檢測使用范圍：

涉及應(yīng)用包括：發(fā)動機(jī)、航空、半導(dǎo)體、數(shù)據(jù)存儲、醫(yī)療設(shè)備、通訊、精密儀表，大型工礦設(shè)備的磨損監(jiān)測等。

二、 清潔度檢測設(shè)備：

2.1、化學(xué)清洗劑： NY120溶劑油、無水乙醇、95%乙醇、蒸餾水或脫礦物質(zhì)水、AP760等；

2.2、過濾膜：依據(jù)所選用清洗溶劑不同，常用的濾膜材質(zhì)有：尼龍膜（NYL）、聚四氟乙烯膜（PTFE）、混合纖維素脂膜（MCE）、聚碳酸酯膜（PC）等； 0.45μm——用于初始溶劑過濾及噴槍管路溶劑過濾；

三、 操作步驟：

先將浸泡過的空白濾膜放入培養(yǎng)皿中烘箱內(nèi)，烘干后置于干燥皿中自然冷卻稱重，最后記錄空白濾膜及培養(yǎng)皿的重量。

清潔度檢測工作包括抽樣、解體、清洗、過濾、烘干、分析等內(nèi)容，工作程序如下圖所示。

3.1、清洗：將工件置于清洗槽上方，將燒杯的接收器置于洗槽漏斗下方，收集所有的清洗液。打開通風(fēng)裝置及加壓裝置，手持噴槍開始對工件位置進(jìn)行清洗（清洗過程應(yīng)避免清洗液濺出槽外）。使用完畢后，繼續(xù)開噴槍將罐內(nèi)剩余清洗液全部壓出

3.2、過濾：將專用濾膜放在濾杯與砂芯之間夾緊，將待過濾的溶劑倒入濾杯內(nèi)。過濾應(yīng)盡可能抽干清洗液，以減少烘干恒重時間，同時防止膜面殘留揮發(fā)性清洗液過多而導(dǎo)致烘干時發(fā)生危險。

3.3、烘干：將濾膜連同濾出的雜質(zhì)一起放入培養(yǎng)皿中，放入烘箱內(nèi)烘干，結(jié)束后置于干燥皿中自然冷卻后稱重兩次。

3.4、 稱量：將經(jīng)過烘干冷卻的帶有雜質(zhì)濾膜的培養(yǎng)皿放在天平上稱量，讀數(shù)精確到 0.1mg；解體過程中的收集的異物也需進(jìn)行稱重。過濾后的濾膜與空白濾膜的重量差即為工件雜質(zhì)重量。

3.5、清潔度分析：將待檢濾膜使用濾膜夾具置于電動平臺上，依據(jù)相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)中要求的顆粒大小，選用適合的放大倍率及檢測標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)定掃描區(qū)域后，系統(tǒng)自動進(jìn)行濾膜掃描拼圖，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對顆粒進(jìn)行自動分析統(tǒng)計，集成的報告工具自動生成基于標(biāo)準(zhǔn)或客戶模板的標(biāo)準(zhǔn)文檔。

四、顯微顆粒計數(shù)法

我們將就ISO 16232、VDA 19標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于顯微顆粒計數(shù)法做相關(guān)的介紹說明。首先先來一起了解相關(guān)顯微計數(shù)法的基本原理：依據(jù)ISO 16232標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的方法，對從測試部件上清洗顆粒所用的清洗液在濾膜過濾器上進(jìn)行過濾，然后用顯微技術(shù)對分離的顆粒進(jìn)行計數(shù)和粒度分析。

ISO 16232測量參數(shù)——最大卡規(guī) 直徑定義：顆粒兩條平行外切直線間的最長距離。

由于光學(xué)顯微鏡每次觀察的視野范圍有限，所以需要匹配電動掃描平臺及相應(yīng)的軟件來獲得濾膜的整個表面計數(shù)。對于汽車零部件供應(yīng)商而言，零部件功能不同導(dǎo)致清潔度檢測最小顆粒要求也不同，如何選擇清潔度系統(tǒng)中的顯微光學(xué)部分會存在一定的疑問，其實標(biāo)準(zhǔn)中對于這方面也有明確的規(guī)定。

簡單而言，就是以最小的統(tǒng)計顆粒尺寸來確定顯微光學(xué)部分：清潔度報告需要從25um以上顆粒開始統(tǒng)計選擇平行光路體式顯微鏡；清潔度報告需要從2um以上顆粒開始統(tǒng)計則選擇金相顯微鏡。

由于金相顯微鏡一般都配有多顆物鏡，如何正確的選擇對應(yīng)的物鏡來進(jìn)行顆粒掃描，標(biāo)準(zhǔn)中也給出了相應(yīng)的答案：選擇的物鏡光學(xué)分辨率應(yīng)該等于或者小于最小待測顆粒大小的1/10. 如果顆粒小于20 μm， 那么最小顆粒大小的1/5也是在標(biāo)準(zhǔn)中允許的。

同樣在VDA 19標(biāo)準(zhǔn)中對于目前大多數(shù)零部件廠商的清潔度顆粒要求也提出以25或50um的顆粒以上統(tǒng)計亦能夠滿足要求。

由于物鏡倍率越高相應(yīng)的視野范圍越小，在對整個濾膜進(jìn)行掃描、統(tǒng)計時花費的時間也就越長，所以依據(jù)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)要求選擇合適的倍率，可以顯著的提高清潔度檢測效率。ISO16232-2007、VDA 19.2-2010中對統(tǒng)計顆粒的等級劃分也做了相應(yīng)的說明。

由于生產(chǎn)加工中產(chǎn)生的金屬顆粒在裝配使用過程中極易對部件造成不可逆的損壞，現(xiàn)在很多廠商對于雜質(zhì)中的金屬顆粒非常敏感，所以清潔度分析過程中對于金屬、非金屬的正確區(qū)分也格外關(guān)注。目前主流的區(qū)分方式為偏光二次掃描，即在正交偏光與平行偏光狀態(tài)分別掃描一次，針對同一顆粒在二次掃描中的灰度值變化進(jìn)行自動判定。