一、引言：

清潔度最早的歷史應(yīng)用于航空航天工業(yè)。60年代初，美國(guó)汽車工程師（ SAE ）和美國(guó)宇航工業(yè)協(xié)會(huì)（ SAE ）開始使用統(tǒng)一的清潔度標(biāo)準(zhǔn)，從而全面地應(yīng)用于航空和汽車行業(yè)。 汽車零部件的清潔度是一項(xiàng)非常重要的質(zhì)量指標(biāo)。

二、含義：

清潔度是指零件、總成和整機(jī)特定部位被雜質(zhì)污染的程度，表示零件或產(chǎn)品清洗后在其表面上殘留的污物的量。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(lái)表示。這里所說(shuō)的“規(guī)定部位”是指危及產(chǎn)品可靠性的特征部位。這里說(shuō)的“雜質(zhì)”，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造運(yùn)輸使用和維修過(guò)程中，本身殘留的、外界混入的和系統(tǒng)生成的全部雜質(zhì)。

三、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及方法探討：

一般來(lái)說(shuō)，污物的量包括種類、形狀、尺寸、數(shù)量、重量等衡量指標(biāo)；具體用何種指標(biāo)取決于不同污物對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響程度和清潔度控制精度的要求。

在中國(guó)大陸汽車廠商最早引進(jìn)清潔度的概念，當(dāng)屬德系派的合資汽車車廠，他們根據(jù)德國(guó)的汽車標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)制定的汽車零部件清潔度標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，對(duì)汽車容易磨損或重要部件的零部件要進(jìn)行嚴(yán)格的清潔度管控，從而減少外界因素或生產(chǎn)過(guò)程中所影響零件或整個(gè)汽車的使用質(zhì)量。通過(guò)外界的推動(dòng)，零部件清潔度才在中國(guó)汽車行業(yè)有了飛躍的發(fā)展，VDA 19及ISO 16232是現(xiàn)階段在清潔度領(lǐng)域最常用的管控方法，因此我們今天來(lái)一起探討一下VDA 19這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。

大家都知道清潔度最常用的方法有：目視檢查法、接觸角法、熒光發(fā)光法、顆粒尺寸數(shù)量法、重量法等。VDA19就是顆粒尺寸數(shù)量法和重量法的結(jié)合體。它是通過(guò)不同的清洗方法，最后得出污染顆粒物的尺寸數(shù)量及重量。

首先我們來(lái)看看顆粒尺寸數(shù)量法和重量法的原理：顆粒尺寸數(shù)量法其基本原理是根據(jù)被檢測(cè)的表面與污染物顆粒具有不同的光吸收或散射率。其測(cè)試方法是，將一定數(shù)量的零件在一定的條件下清洗，將清洗液通過(guò)的濾膜充分過(guò)濾，污物被收集在濾膜表面，然后將濾膜干燥，用顯微鏡（最佳設(shè)備是具有拍攝功能的圖像識(shí)別和分析設(shè)備）在光照射下檢測(cè)，按顆粒尺寸和數(shù)量統(tǒng)計(jì)污物顆粒，即可得到所測(cè)物體零件的固體顆粒污染物結(jié)果。這是一種適合精密清洗定量化的清潔度檢測(cè)方法，尤其使用于檢測(cè)微小顆粒和帶色雜質(zhì)顆粒。但是如果濾膜是白色的，那么對(duì)白色污物和氣泡的識(shí)別就有可能引起誤判。

顆粒尺寸數(shù)量法極限值：對(duì)特定規(guī)格的零件，規(guī)定一定樣品數(shù)量、檢查頻率、清洗介質(zhì)、清洗參數(shù)和操作過(guò)程的情況下，將顆粒按尺寸大小統(tǒng)計(jì)，每個(gè)尺寸范圍分別規(guī)定準(zhǔn)許的最大顆粒數(shù)量，只要有某一項(xiàng)超標(biāo)，則測(cè)試結(jié)論為不合格。

重量法測(cè)定原理是將一定數(shù)量的試樣在一定的條件下進(jìn)行清洗，然后將清洗的液體通過(guò)濾膜充分過(guò)濾，污物被收集在經(jīng)過(guò)干燥的濾膜表面，將濾膜再次充分干燥，根據(jù)分析天平稱出過(guò)濾清洗前后干燥的濾膜質(zhì)量，計(jì)算其增加值即為試樣品上的固體顆粒污染物的質(zhì)量。

其次在結(jié)果輸出之前，我們先來(lái)討論一下如何的收集污染物，個(gè)人認(rèn)為這一環(huán)節(jié)是VDA19中的精髓部分，大家都知道，你如何能把一個(gè)形狀各異的零部件上的所有污染物收集起來(lái)，這是比較困難的。這就需要根據(jù)零部件來(lái)選擇合適的沖洗方法、沖洗條件及清洗液，通過(guò)選擇最優(yōu)的方法、條件、清洗介質(zhì)來(lái)控制最終的測(cè)試結(jié)果。我們就根據(jù)VDA19中的三種清洗方法及清洗液的選擇來(lái)進(jìn)行討論。

四、萃取方法：

1.攪拌法：

適用情況： 

適用于中空的部件或產(chǎn)品的顆粒物含量的檢測(cè)，手動(dòng)或者機(jī)械自動(dòng)攪拌；不適合液體或氣體樣品中顆粒物含量的測(cè)定 

影響因素： 攪拌方式（手動(dòng)or機(jī)械自動(dòng)，幅度，頻率）、攪拌時(shí)間、清洗液的種類及用量。

操作方法： 

a.將測(cè)試樣品的開孔堵住，部分或全部灌滿清洗液，然后晃動(dòng)或攪拌以將顆粒物從指定區(qū)域萃取下來(lái)，劇烈的按照能使清洗液充滿所有中空區(qū)域的各個(gè)方向晃動(dòng)樣品，參數(shù)可根據(jù)樣品形狀，尺寸及重量進(jìn)行調(diào)整和設(shè)置。 比如，對(duì)于一個(gè)制動(dòng)液罐，可以采用的攪拌參數(shù)：100~200次每分鐘的頻率，50~150mm的幅度，晃動(dòng)5~15s。 

b.將萃取液從樣品中全部倒出，有兩種方法：1）在重力作用下自動(dòng)流出；2）用抽壓裝置取出。

2.加壓沖洗：

適用情況： 

a.壓力沖洗適合于可直接接觸且能夠使用環(huán)形噴嘴進(jìn)行大表面清潔的的外部區(qū)域。 

b.內(nèi)部孔穴或難以接觸的外部區(qū)域無(wú)法使用噴嘴清潔，但大直徑的短鉆孔仍然可使用直接噴射的方法； 

c.當(dāng)壓力沖洗噴射無(wú)法直接接觸此類幾何形狀時(shí)，應(yīng)使用壓力沖洗槍，它可深入內(nèi)部孔穴（目前我們只有噴嘴，沒有沖洗槍），此外，還有小直徑的鉆孔可選擇。 

影響因素：

沖洗壓力、液體流速、沖洗距離及角度 、噴嘴尺寸及形狀（扁平或圓形） 、清洗順序 、樣品處理 、清洗時(shí)間、單位面積的液體用量等。 

操作流程： 

根據(jù)樣品形狀和清洗部位的不同，應(yīng)使用不同尺寸和形狀的噴嘴或噴槍，但目前我們實(shí)驗(yàn)室只有一種規(guī)格（直徑為1mm）的噴嘴； 

調(diào)節(jié)測(cè)試壓力，我們實(shí)驗(yàn)室可控壓力范圍為1bar-5bar，1bar以下無(wú)法控制具體壓力值。標(biāo)準(zhǔn)中有定義： 

a) 未確定的低壓：使用實(shí)驗(yàn)室清洗瓶 

b) 低壓：小于等于1bar 

c) 平均壓力：1至10bar 

d) 高壓：10bar以上 

d.清洗樣品，并收集萃取液（清洗角度≥20°，并且只有特定的溶液（不可燃且防爆）和不起泡液體適合用于壓力沖洗。最好在室溫下使用液體。回彈損失也必須考慮。為盡可能降低顆粒物損失，收集設(shè)備必須適當(dāng)沖洗） 

e.過(guò)濾萃取液，并烘干濾紙，進(jìn)行結(jié)果分析（稱重或統(tǒng)計(jì)數(shù)量，測(cè)量尺寸等） 

f.空白試驗(yàn)、萃取曲線分別參考相應(yīng)章節(jié)的內(nèi)容

3.超聲波：

適用情況：

為清潔簡(jiǎn)單外部形狀的部件， 內(nèi)外部都要清洗的小型或中型部件，如齒輪、joint seals ，可使用超聲波浴槽，其中部件完全浸泡，也適合與批量小樣品的清洗；不適合于液體或氣體材料、灰口鑄鐵、鑄鋁件的清洗。 

影響因素：超聲密度，超聲時(shí)間，介質(zhì)，樣品放置的位置及方位與超聲源的相對(duì)關(guān)系，以及樣品的材質(zhì).

超聲方式：浴槽或超聲波發(fā)生器（我們實(shí)驗(yàn)室采用的是前一種如Figure A.1.1和A.1.2）

設(shè)備要求：超聲浴槽由不銹鋼材質(zhì)構(gòu)成（我們實(shí)驗(yàn)室設(shè)備頻率固定為40KHz,功率最大900W）

四、關(guān)于清洗液的選用

1.清洗液的主要作用： 

清潔液的主要任務(wù)在于清除顆粒物與表面之間的粘合力或?qū)樱行Х蛛x污染物且不會(huì)影響部件表面的液體。

2.選用清潔液的要求： 

與樣品材質(zhì)、系統(tǒng)中液體、測(cè)試設(shè)備、濾紙、過(guò)濾系統(tǒng)等相容

低流速，粘度≤5mm2/s

能夠清除或溶解油脂

需提前過(guò)濾好以備萃取使用

清洗液選擇的建議

3.汽車部件制造過(guò)程中使用的大多數(shù)工藝材料都可使用兩組清潔液體分離：非極性溶液和含表面活化劑的含水中性清潔劑。

選擇依據(jù)：

a) 檢驗(yàn)含表面活化劑的含水中性清潔劑（如去離子水）是否適用：它們通?？捎糜诤鋮s液/潤(rùn)滑劑乳化液、動(dòng)物和植物油脂和油液以及氨基防腐劑（確保無(wú)泡沫）。

b) 如果無(wú)法采用，檢查上述非極性溶液（二氯乙烷等）是否適合。它們特別適合于清除礦物油基潤(rùn)滑劑或防腐劑。

c) 如果上述兩組溶液都證明不適用，則必須選擇專用的清潔液體，例如酒精（乙醇，極性溶液）以清除制動(dòng)液。在進(jìn)行這項(xiàng)選擇時(shí)，確保清潔劑與部件材料相容。特別當(dāng)使用烴類時(shí)，可能會(huì)發(fā)生于塑料和涂層表面的不相容。含表面活化劑的含水中性清潔劑不可與鎂或鎂合金一起使用。

d)目前實(shí)驗(yàn)室配置的清洗液有：去離子水、乙醇 、異丙醇、石油醚、AP760 （其他清洗液需確認(rèn)）。

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