檢測目的：通過標準的方法來驗證產(chǎn)品的清潔度是否符合相關(guān)行業(yè)的限值要求。

檢測意義：對于精密零部件,產(chǎn)品表面殘留的微小顆粒物超出規(guī)定的限值會直接影響產(chǎn)品在裝配時的緊密度,并且使產(chǎn)品的磨損老化加速。通過清潔度檢測并規(guī)定其限值，可大大減輕顆粒磨損造成的損害，提高整機運行壽命和可靠性，減少對整機的危害如：濾芯堵塞，回路流量減小，密封材料、隔膜的異常磨損，積存大量污垢造成工作不可靠，電磁轉(zhuǎn)換閥的工作不可靠或燒損等。

應(yīng)用范圍：汽車發(fā)動機及其零部件，航空濾油器，儀器零部件，電子產(chǎn)品組裝件，油液等。

參考標準：

ISO 16232 道路車輛--流體回路零部件的清潔

VDA 19工藝清潔度的檢驗–汽車功能零部件的顆粒污染物

PV 3370 自動傳動和外圍組件外來污染物的測試

ISO 4406 液壓傳動 油液 固體顆粒污染等級代號法

雜質(zhì)萃取方法：一般有晃動萃取法，壓力沖洗法，超聲波清洗法。

晃動萃取法：原理是在樣品內(nèi)加入適量的萃取液，并密封開口，晃動整個樣品，使得樣品內(nèi)部顆粒受萃取液沖刷，從而達到萃取的效果。晃動萃取主要受晃動的次數(shù)與時間影響，適用于內(nèi)部清洗的樣品。

壓力沖洗法：原理是使用一定壓力的萃取液，對樣品進行沖洗，達到萃取顆粒物的效果。壓力沖洗主要影響因素：沖洗壓力大小、沖洗距離及角度、清洗時間、單位面積的液體用量。適用于樣品外部以及可接觸的內(nèi)部。

超聲波清洗法：原理是經(jīng)由液體介質(zhì)傳導的超聲波，在一定頻率范圍內(nèi)的機械振動作用到樣品的表面上，利用空化效應(yīng)使得顆粒物脫離，達到萃取的效果。因此，超聲波萃取過程需要將樣品浸入選定萃取液，置于超聲波清洗機內(nèi)進行。影響超聲波萃取效果主要有超聲頻率、時間等因素，適用于試樣外部以及萃取液能夠進入的樣品內(nèi)部。

過濾：真空過濾法，將萃取后的液體過濾到適合孔徑的濾膜上。

常用分析方法：

重量法：稱重法是一種生產(chǎn)和實驗中常用的清潔度檢測方法。其原理是使用選定的清洗液在一定條件下對樣品進行清洗。將清洗后的液體通過一定孔徑的濾膜進行過濾（常用的濾膜孔徑有1μm，5μm，10μm，20μm，150μm等）。使得顆粒物收集在濾膜表面。對過濾前后的濾膜烘干秤重，兩次質(zhì)量差即為雜質(zhì)質(zhì)量。

顆粒尺寸數(shù)量分析法：是一種清潔度測試的新方法。其基本原理是根據(jù)被檢測的表面與污染物顆粒具有不同的光吸收或散射率其雜質(zhì)收集方法與重量法相同，待濾膜干燥后，使用顯微鏡(設(shè)備是具有拍攝功能的圖像識別和分析設(shè)備)在光照射下檢測，按顆粒尺寸和數(shù)量統(tǒng)計污物顆粒，即可得到所測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方法，尤其適用于檢測微小顆粒和帶色雜質(zhì)顆粒。

除了雜質(zhì)質(zhì)量分析和尺寸數(shù)量分析外，還可以通過SEM/EDS分析與FTIR分析，分析出金屬顆粒和非金屬顆粒的具體成分，以便找到顆粒污染物的來源。

為什么要做 VDA19.1 顆粒清潔度：

微粒子對汽車行業(yè)、航空航天、精密制造、液壓裝置等危害極大。污染物會加速零件磨損，

堵塞元件的節(jié)流孔使元件失去調(diào)節(jié)功能，會進入滑閥間隙使閥門芯卡死，

會拉傷油缸內(nèi)表面使泄漏增加或使輸出力減小，會損壞泵的配油盤使燒傷或卡死，

會導致電子元器件線路板等短路從而導致失效，這些都會導致系統(tǒng)功能的喪失或癱瘓

清潔度參考標準：VDA19.1、ISO16232

VDA19.1 顆粒清潔度測試流程

VDA19.1顆粒清潔度判定指標

清潔度是指產(chǎn)品規(guī)定部位的清潔程度其定義是指零件、總成及整機“規(guī)定部位”的清潔程度或被雜質(zhì)污染的程度。用從規(guī)定部位以及規(guī)定方法采集到雜質(zhì)微粒的質(zhì)量、大小和數(shù)量來表示，“規(guī)定部位”是指危及產(chǎn)品可靠性的特征部位?！半s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)。

零件清潔度測試是提升產(chǎn)品可靠性的重要手段之一

德國汽車工業(yè)協(xié)會在2015年3月發(fā)布了關(guān)于顆粒物清潔度測試標準的*版VDA 19.1。該文解析了VDA19.1中顆粒物清潔度測試的各個關(guān)鍵步驟，并對VDA 19.1中提出的如何提高不同設(shè)備之間清潔度分析結(jié)果的可對比性做了介紹。

汽車行業(yè)中關(guān)于清潔部件的要求，早是由羅伯特·博世公司(RobertBosch)在1996年為了提高柴油汽車發(fā)動機共軌噴射系統(tǒng)的生產(chǎn)質(zhì)量而提出的，他們在生產(chǎn)流程中發(fā)現(xiàn)小噴嘴很容易被系統(tǒng)中殘留的污染顆粒堵塞，因此提出了生產(chǎn)中清潔部件的質(zhì)量規(guī)范，由此誕生了零部件清潔度測試標準。此后，在汽車系統(tǒng)中很多可靠性問題都被歸因于微粒子污染，即零部件清潔度不足。

1、VDA19：

零部件清潔度源于自1996年，2005年德國汽車行業(yè)協(xié)會出版了VDA 19標準，因此該標準成為*非常有用的文件，也成為標準ISO16232的清潔度檢測的藍圖。2009年版的ISO 16232已經(jīng)發(fā)展到與VDA 19標準完全兼容。

2、ISO16232：

ISO16232 包括以下部分，總題目為：公路車輛—有流體循環(huán)的部件的清潔度：

－第1部分：詞匯

－第2部分：機械攪拌提取污染物的方法

－第3部分：高壓水提取污染物的方法

－第4部分：超聲波技術(shù)提取污染物的方法

－第5部分：多功能試驗臺提取污染物的方法

－第6部分：重量分析法確定顆粒質(zhì)量

－第7部分：顯微分析法確定顆粒粒度和計數(shù)

－第8部分：顯微分析法確定顆粒本性

－第9部分：用自動消光顆粒計數(shù)器確定顆粒粒度和計數(shù)

－第10部分：結(jié)果的表述

3、通用GMW 16037-2012全.球汽車工程標準動力總成零部件清潔度的量化試驗方法。

VDA19出版的10年后，德國汽車行業(yè)提出修訂和擴展規(guī)范的要求。其主要目的是提高清潔度測試結(jié)果的可對比性，并且增加污染物萃取和分析的新內(nèi)容?；赩DA19的新標準(VDA 19.1)于2015年3月出版，ISO 16232修訂委員會也相應(yīng)成立，目的是將VDA19.1標準的內(nèi)容轉(zhuǎn)移到水平。

如今，這3個標準成為了*汽車行業(yè)中的零部件清潔度的分析框架。特別是這3個標準中，提到了很多實用并有詳細說明的關(guān)于零部件表面污染物顆粒的萃取和定量分析的蕞常用的方法。

4、測試方法：所有零部件清潔度分析分為3個步驟：

1)從零部件表面洗掉的污染物顆粒通過萃取液來獲取；

2)液體用過濾膜進行過濾；

3)將過濾膜進行分析以確定顆粒的質(zhì)量、數(shù)量、尺寸和類型。

4.1萃取 蕞常見的顆粒萃取方法是用壓力流體沖洗零部件表面。沖洗不同類型樣品的一些典型示范

另一個普遍的方法是用超聲波清洗機來萃取顆粒。雖然在實驗室中很容易實現(xiàn)，但該方法的使用在過去幾年中已慢慢減少。對于鑄造的零部件，超聲波的能量會損壞鑄造材料的基體，因此可能產(chǎn)生新的顆粒，造成顆粒分析結(jié)果不準確。對于零部件內(nèi)表面顆粒的萃取，可采用內(nèi)部清洗和通過搖晃來攪拌清洗。

另外，VDA19.1標準中引入了通過壓力空氣流來萃取顆粒的新方法。該方法適用于不浸入液體中使用的零部件。不過，空氣萃取的方法還沒有廣泛建立起來。含表面活性劑的洗滌劑的水基溶液是萃取液的守選，因為其使用后可以用經(jīng)濟的方式處理。然而，如果零件的表面是油性或油膩的，則水機溶液的萃取效果就不是很好。在這種情況下，推薦使用冷清洗溶劑。通常情況下，冷清洗溶劑在進行萃取使用后會通過細過濾步驟來回收利用。

4.2過濾

通過液體的真空過濾，顆粒被吸附在過濾膜上。為了選擇合適的過濾膜，必須考慮過濾膜對抗液體的化學穩(wěn)定性和濾膜孔的尺寸。圖2示出2種過濾膜的結(jié)構(gòu)對比。

發(fā)泡濾膜的結(jié)構(gòu)像海綿一樣，過濾效率高，非常適合于確定總顆粒的質(zhì)量。另外，由于發(fā)泡濾膜的可用孔徑能低至亞微米水平，所以可進行小顆粒的分析。

如果零件上的顆粒以小顆粒為主或萃取液中有碳黑，則過濾后會得到一個黑色背景的濾膜。在這種情況下，往往不可能進行顆粒的光學分析。對此，標準推薦將一種孔徑為5μm的聚乙烯(PET)網(wǎng)膜作為標準膜。由于網(wǎng)膜不會出現(xiàn)黑色的背景，因此，5μm的PET過濾膜非常適合于光學粒度分析。此外，PET膜在許多萃取液下都可以表現(xiàn)出很好的化學穩(wěn)定性。然而，市面上小的網(wǎng)格濾膜孔徑為5μm，根據(jù)規(guī)定，網(wǎng)膜的孔徑至少要小于所需過濾顆粒直徑的1/5才能有效把顆粒截留在濾膜上做下一步分析。所以網(wǎng)膜的光學分析**于長度大于25μm的顆粒。在實際使用中，發(fā)泡濾膜和網(wǎng)膜可以通過雙層濾膜托盤一起使用。

對于萃取和過濾，一種簡單而經(jīng)濟的方法是使用一個實驗室噴水器用于粒子提取和一個玻璃真空過濾器用于過濾制備濾膜。此方法對于可以在一個燒杯中進行提取的中小尺寸的零部件非常適用且很好建立。另一種方法是使用集噴水器、過濾及液體循環(huán)于一體的自動提取柜。相對于實驗室的簡單裝置，使用提取柜手動操作的提取物會少一些，同時成本會更高。

4.3顆粒分析

稱重法顆粒分析

通過稱重過濾膜可獲取顆粒的總質(zhì)量。即只需稱出過濾膜在過濾前和過濾后的質(zhì)量，兩者之間的差值就等于顆粒的總質(zhì)量。為了得到準確的結(jié)果，對過濾膜進行前處理非常重要。通常將膜浸入萃取液中，然后在烘箱中干燥，后儲存在預先設(shè)置好時間的干燥器中。需注意，在技術(shù)上很難量化質(zhì)量小于3mg的顆粒，對此需要一個高.端的天平和一間環(huán)境條件恒定的房間才有可能進行。如果質(zhì)量容差要求很嚴格，則建議一大批樣品一起測試。

5、結(jié)論

VDA 19.1、ISO16232和GMW16037標準介紹的清潔度分析方法科學全面而且實用，可作為企業(yè)自編清潔度文件標準的雛形或者分析框架。在提高不同設(shè)備或儀器之間清潔度分析結(jié)果的可對比性方面，VDA19.1標準將清潔度標準分析的顆粒定為大于50μm。VDA19委員會提出，對于大部分的清潔度問題，小于5μm顆粒的分析工作耗力耗財，應(yīng)該逐案仔細評估是否有必要進行小顆粒分析。