2010/3

VIZSGÁLATTECHNIKA TEST TECHNIQUE

TISZTÍTÁS UTÁN VISSZAMARADÓ SZENNYEZŐDÉS VIZSGÁLATÁNAK MÓDSZEREIMETHODS FOR DETERMINATION THE SURFACE PARTICLE CONTAMINATION OF VEHICLE COMPONENTS

AFTER CLEANING

CSIZMAZIA FERENCNÉ, IGAZ ANTAL

Kulcsszavak: járműipari alkatrészek, tisztaságvizsgálat, mikroszkópos módszerKeywords: vehicle component, cleanliness test, microscopic measurement

Összefoglalás

A cikkben a járműipari alkatrészek tisztaság-vizsgálatának célját, menetét és alkalmazásipéldákat mutatunk be. Továbbá felhívjuk a figyel-met a mikroszkópos módszer megbízhatóságátbefolyásoló tényezőkre.

Summary

In this study the aim of the cleanliness test havebeen presented and processes for determinationthe particle contamination level of vehicle compo-nent surfaces are introduced. The main factorshaving influence on the reliability of the micro-scopic measurement results were also pro-nounced.

Bevezetés

Ismertes, hogy a gyártás közben az alkatrészekpéldául fogaskerekek felületén megtapadó fémesés nem fémes szennyeződések beszerelés után asebességváltóban kopási folyamatokat indíthatnak.Hasonlóképpen lényeges a járművekbe beépítettelektronikai alkatrészeket tartalmazó házak foko-zott tisztítása, a tisztítási folyamat ellenőrzése,hiszen a szennyeződés ebben az esetben akárrövidzárlatot is okozhat.

A vizsgálatokat szabványosították. Ilyenek pél-dául az ISO 16232/VDA 19 a „Járművek folyadék-körében alkalmazott alkatrészek tisztasága” vagyaz ISO 4406 és 4407 szabványok, amelyek a„Hidraulika olajok tisztaságvizsgálata” címet viselik.Fontos megemlíteni az egyes megrendelők által abeszállítandó alkatrészekre vonatkozó előírásokat,melyek a fent említett szabványokon alapulnak, deaz adott alkatrészre vonatkozóan pontosan meg-határozzák a vizsgálati körülményeket, a megen-gedett részecskék fajtáját és méretét, a vizsgáltterület vagy térfogat nagyságát, a tisztasági foko-zat mérőszámát és így tovább.

A vizsgálat lépései a mintavétel, amely a mo-sást és a szűrést jelenti, az értékelés és a minősí-

tés. A továbbiakban az egyes lépéseket ismertet-jük.

Mintavétel

A mintavétel első lépcsője a mosás, amely azalkatrész nagyságától függően történhet mosófo-lyadékkal való öblítéssel, mosófolyadék sugárralvagy ultrahangos mosóberendezésben. Mivel ez afolyamat meghatározó a vizsgálat eredményeinekhitelessége szempontjából az előírásokban ponto-san meg kell adni a mosófolyadék specifikációját,hogy az vízbázisú vagy poláros illetve apoláros-e.A folyadék mennyiségének meghatározására a Gszám szolgál, amely a folyadék ml-re és a tisztítottfelület cm

2-ben kifejezett értékének hányadosa.

Szintén lényeges szerepe van a mosási körülmé-nyeknek, mint például a fúvóka mérete, a nyomás,ultrahangos mosás esetén az ultrahang frekven-ciája, a mosás időtartama. A mintavételi körülmé-nyek meghatározásánál több egymást követőlépésben végezzük a tisztítást és meghatározzukaz eltávolított részecskék számát. Ennek alapjánolyan paramétereket határozunk meg például ahola mérhető szennyeződés mennyisége legalább akiinduló érték 10 %-a alá csökken, azaz a mosá-sok számának további növelése már nem növeli aszennyező anyagok mennyiségét.

Szűrés

A mosást a szűrés követi. Lényeges a szűrőanyaga, a lyukmérete és az átmérője. A tökéletesszűrést vákuum szivattyú használatával tudjukbiztosítani. Fontos megjegyezni, hogy a mintavé-telhez használt eszközök és a környezet nemjárulhat hozzá a minta szennyeződéséhez, tehátlehetőleg pormentes környezetet kell biztosítani.

Értékelés

Az értékelés módja lehet gravimetrikus,amennyiben a szennyeződés tömege meghaladjaaz 5 mg értéket. Ebben az esetben nagyon lénye-ges a szűrő kiszárítása, hiszen a visszamaradómosófolyadék tömege meghamisíthatja a mérést.Ez a módszer egyszerű, egy analitikai mérlegsegítségével gyorsan elvégezethető, de hátránya,hogy nem ad a méreteloszlásra vonatkozó infor-mációt. Ez gondot jelent, mert az alkatrészekrevonatkozó rajzi előírásokban a megengedett

CAdIA

sizmazia Ferencné dr. Széchenyi István Egyetem /nyagismereti és Járműgyártási Tanszék / főiskolaiocensgaz Antal ,Carl Zeiss Technika Kft

HU ISSN 1787-507 www.anyagvizsgaloklapja.hu84

szennyeződés tömege mellett gyakran megadják az 5. Agy-on elhangzott előadás írott változata

HU ISSN 1787-507 www.anyagvizsgaloklapja.hu85

2010/3

megengedhető legnagyobb szennyeződésekméretét vagy különböző méretosztályok esetén amegengedett részecskék darabszámát is. Ez afeladat azonban már csak mikroszkópos vizsgálat-tal oldható meg. A fénymikroszkópos értékeléselőnye, hogy információt kapunk a méreteloszlás-ra, a szennyeződések típusára vonatkozóan. A

módszer reprodukálható, automatizálható, dehátránya, hogy az anyagminőségre csak korláto-zottan következtethetünk. Amennyiben a szennye-ződés anyagminőségét is meg kell határozni, azmár csak pásztázó elektronmikroszkóp és a hozzákapcsolt EDX elemző segítségével lehetséges.

1. ábra Az eltávolított részecskék száma egymást követő mosási lépcsők utánFigure 1. Number of the polluted particles in the different washing steps

2. ábra Vákuumos szűrő berendezésFigure 2. Vacuum filtering equipment

A fénymikroszkópos módszer ismertetése

A fénymikroszkópos módszer olyan berende-zést igényel, amely motorikus fókusszal és tárgy-asztal mozgatással rendelkezik, alkalmas a világoslátóterű megvilágításon kívül polarizált fénnyel valómegvilágításra is. A szűrőt speciális mintatartóbankell elhelyezni, továbbá rendelkeznie kell kamerá-val és képfelvevő szoftverrel.

A mérés lépései a következők: mozaikkép ké-szítése, képelemzés, befoglaló méretek és arészecske típusok meghatározása, méretosztá-lyokba sorolás, dokumentálás.

A mozaik kép készítésénél figyelembe kell ven-ni a legkisebb meghatározandó szemcseméretet,hiszen ennek függvényében lehet az objektívnagyítását megválasztani. Általános szabály, hogya legkisebb mérendő részecskét 5 - 10 pixel fedje.

HU ISSN 1787-507

3. ábra Minta tartóFigure 3. Sample holder

4. ábra A felbontóképesség hatásaFigure 4. Effect of the resolution ability

5. ábra A látómezők megfelelő illesztésénekszerepe

Figure 5. Role of the appropriatejoint of the field of vision

Például 5x objektív esetén a pixelfelbontásm, ez 10m méretű részecskék elemzését teszilehetővé. Azonban, ha a legkisebb mérendőszemcse 5 m méretű, már 10x nagyítású objektívhasználata szükséges. A mozaikképnél figyelni kell

507 www.anyagvizsgaloklapja.hu

Sample holder

A felbontóképesség hatása. Effect of the resolution ability

A látómezők megfelelő illesztésének

. Role of the appropriatejoint of the field of vision

5x objektív esetén a pixelfelbontás 0,9m méretű részecskék elemzését teszi

lehetővé. Azonban, ha a legkisebb mérendőm méretű, már 10x nagyítású objektív

használata szükséges. A mozaikképnél figyelni kell

a látómezők illesztésére is. Fontos megjegyezni,hogy a fénymikroszkópos módszer nem alkalmasa „túlszennyezett”, egymáson elhelyezkedő rszecskék szétválasztására.

6. ábra Túl szennyezett, mikroszkóposkiértékelésre alkalmatlan minta

Figure 6. Unsuitable sample for testingbecause of the high contamination level

A mozaikkép felhasználásával a szürkeségi fokszerint választhatjuk szét a részecskéket. A szofver a legnagyobb befogl(feretmaximum)

7. ábra Különböző szürkeségű részecskék és aferetmaximum értelmezése

Figure 7. Particles having different grey relationdegree and explanation of the feretmax value

www.anyagvizsgaloklapja.hu86

2010/3

a látómezők illesztésére is. Fontos megjegyezni,hogy a fénymikroszkópos módszer nem alkalmas

egymáson elhelyezkedő ré-szecskék szétválasztására.

Túl szennyezett, mikroszkóposkiértékelésre alkalmatlan minta

Unsuitable sample for testingbecause of the high contamination level

A mozaikkép felhasználásával a szürkeségi fokszerint választhatjuk szét a részecskéket. A szoft-

a legnagyobb befoglaló méretet méri

Különböző szürkeségű részecskék és aferetmaximum értelmezéseParticles having different grey relation

degree and explanation of the feretmax value

HU ISSN 1787-507

Sok esetben szükség van a fémesmes vagy a szálszerű szennyeződések különminősítésére. A fémes és nem fémes szennyezdések elkülönítése a világos látómezős és a polrizált fénnyel megvilágított kép alapján lehetséges.A fémes szennyeződés a világos látótérben fényes(reflective), míg a polarizált fénynél sötét színű. A

8. ábra Fém részecske világos látóterű és polarizált fényű megvilágításbanFigure 8. Bright field image and polarized light image of a metal

A fénymikroszkópos módszer segítségével rerodukálható módon határozhatjuk meg a tisztítottalkatrészen visszamaradt szennyeződések méretszerinti eloszlását és darabszámát. Lehetséges

507 www.anyagvizsgaloklapja.hu

Sok esetben szükség van a fémes és nem fé-mes vagy a szálszerű szennyeződések különminősítésére. A fémes és nem fémes szennyező-dések elkülönítése a világos látómezős és a pola-rizált fénnyel megvilágított kép alapján lehetséges.

szennyeződés a világos látótérben fényes), míg a polarizált fénynél sötét színű. A

szálakat pedig az alaktényező megadásával tudjukelkülöníteni. Ha az alaktényezősebb, mint 0,16, biztosan szálról van szó.

Az értékelést egy példán mutatjuk be. A 9. ábraegy adott alkatrészt annaszűrőt és az összes részecske

Fém részecske világos látóterű és polarizált fényű megvilágításbanBright field image and polarized light image of a metal particle

9. ábra Példa az értékelésreFigure 9. Example for evaluation

A fénymikroszkópos módszer segítségével rep-rodukálható módon határozhatjuk meg a tisztítottalkatrészen visszamaradt szennyeződések méret

oszlását és darabszámát. Lehetséges

továbbá a fémes, nem fémes és szálszerű szenyeződések szétválasztása és ezek számszerűstése is. Az eredmények megbízhatóságát befolysolja a mintavétel szakszerűsége.

www.anyagvizsgaloklapja.hu87

2010/3

szálakat pedig az alaktényező megadásával tudjukelkülöníteni. Ha az alaktényező (form circle) ki-sebb, mint 0,16, biztosan szálról van szó.

Az értékelést egy példán mutatjuk be. A 9. ábraegy adott alkatrészt annak vizsgálatánál készültszűrőt és az összes részecske eloszlását mutatja.

Fém részecske világos látóterű és polarizált fényű megvilágításbanparticle

továbbá a fémes, nem fémes és szálszerű szeny-nyeződések szétválasztása és ezek számszerűsí-tése is. Az eredmények megbízhatóságát befolyá-solja a mintavétel szakszerűsége.

HU ISSN 1787-507 www.anyagvizsgaloklapja.hu88

2010/3

Összefoglalás

A cikkben a járműipari tisztaságvizsgálat lénye-gét, lépéseit, a meghatározható eredményeketbefolyásoló tényezőket elemeztük. Konkrét mérés-sel részletesen bemutattuk a fénymikroszkóposmódszert, de kitértünk a gravimetriás és az elekt-ronmikroszkópos módszer előnyeire és hátrányairais.

Irodalomjegyzék

[1] ISO/DIS 16232-7.2 Road vehicles-Cleanlinessof components of fluid circuits Part 7:Particlesizing and counting by microscopic analysis

[2] International Standard ISO 4406 Hydraulic fluidpower-Fluids-methods for coding the level ofcontamination by solid particles

[3] International Standard ISO 4407 Hydraulic fluidpower-Fluid contamination-Determination ofparticulate contamination by the countingmethod using an optical microscope