Čistoća naspram veličine čestica: Razumijevanje dva ključna kriterija za prihvatanje za industrijsko čišćenje

Prikaz

Čistoća i veličina čestica su dva najvažnija i često zbunjujuća kriterijuma za prihvatanje u čišćenju industrijskih dijelova.

Čistoća opisuje ukupna masa ostataka kontaminacije , dok veličina čestica opisuje veličina ostataka čestica - Šta? Ova dva parametra mjere različite aspekte kontaminacije i stoga se ne mogu međusobno zameniti.

Za komponente pogonskog sistema automobila, na primer, tehnička specifikacija može zahtijevati i maksimalnu razinu rezidualne kontaminacije u miligramima i maksimalnu dozvoljenu veličinu čestica.

Ovaj članak objašnjava razliku između čistoće i veličine čestica, uobičajene metode merenja i referentnih standarda, i koje opreme kupci treba da traže kada pregledaju specifikacije čišćenja.

1. da se Šta znači čistoća?

U industrijskom čišćenju dijelova, čistoća se generalno odnosi na ukupna količina kontaminacije koja ostaje na površini ili unutar prolaza radnog komada nakon čišćenja .

Obično se izražava kao masa u u miligrama (mg) .

Uobičajeno testiranje čistoće izvlači ostatak kontaminacije iz komponente pomoću određene metode ekstrakcije. U zavisnosti od predmeta i postupka ispitivanja, to može uključivati:

• Pritisno opraćivanje
• Ispuštanje
• Ultrasonična ekstrakcija
• Mišanje ili druge određene metode ekstrakcije

U slučaju da se ne primenjuje, test se može provesti na ispitivanju.

Čistoća je u suštini parametar kontrole mase

Ključno pitanje je:

Koliko kontaminacije je ostalo ukupno?

Ukupna masa može uključivati čestice različite veličine, oblika i materijala.

Na primer, rezultat 5 mg znači da ukupna ekstrakcija kontaminacije teži 5 mg, bez obzira na veličinu pojedinačnih čestica unutar tog ostatka.

Za neke primjene, čistoća se može izraziti i kao normalizovana vrijednost kao što je mg/m2 , predstavlja masnu zagađenost po jedinici površine.

2. - Šta? Šta znači veličina čestica?

Veličina čestica opisuje fizička dimenzija ostataka čestica ostaci nakon čišćenja.

Obično se izražava u u slučaju da je to potrebno, u skladu sa člankom 6. , iako neke industrijske specifikacije koriste milimetre.

Analiza čestica može uključivati filtriranje i klasifikaciju ekstrakcije kontaminacije prema rasponu veličine čestica, brojanje čestica u različitim kategorijama veličine ili merenje maksimalne dimenzije čestica.

Veličina čestica je u suštini parameter za kontrolu dimenzija

Ključno pitanje je:

Koliko velika može biti pojedinačna ostatka čestica?

Ovo je važno jer čak i kada je ukupna masa kontaminacije mala, relativno velika čestica može potencijalno ometati prolaz, ometati precizni interfejs ili oštetiti osjetljivu komponentu.

Na primer:

• ≤ 800 μm znači da je maksimalna dimenzija određene čestice 0,8 mm.
• ≤ 300 μm znači da je maksimalna dimenzija određene čestice 0,3 mm.

Stoga, manja granica veličine čestica obično zahtijeva strožu kontrolu procesa čišćenja.

3. - Šta? Zašto se čistoća i veličina čestica moraju zajedno proceniti?

Čistoća i veličina čestica predstavljaju dvije različite dimenzije kontrole kontaminacije .

Razmotrimo dva pojednostavljena primjera.

Primjer 1: Mala ukupna masa, ali velika čestica

Komponente mogu sadržavati samo: 5 mg - da je u pitanju totalna kontaminacija, ali jedna relativno velika metalna čestica još uvijek može stvoriti problem ako uđe u osjetljiv prolaz za ulje.

Primjer 2: Veća ukupna masa, ali vrlo fine čestice

Druga komponenta mogla je imati 300 mg zaostalih kontaminacija, ali većina ostataka može biti sastavljena od vrlo finih čestica ispod 10 μm.

Funkcionalni rizik povezan sa ovim situacijama može biti veoma različit.

Zbog toga proizvođači automobila i drugi kupci precizne proizvodnje mogu da preciziraju oba parametra.

Na primer, reprezentativni zahtjevi mogu uključivati:

• Blok motora: veličina čestica ≤ 800 μm
• Korpus glave cilindra: čistoća ≤ 220 mg, veličina čestica ≤ 1,2 mm
• Prolaz za vodu u glavi cilindra: čistoća ≤ 700 mg, veličina čestica ≤ 2,4 mm

Ove vrijednosti definiraju različite granične vrednosti za dozvoljeno stanje kontaminacije.

Drugi načini izražavanja čistoće

U zavisnosti od primjene, specifikacije mogu koristiti i:

• mg/m2 rezidualna kontaminacija po jedinici površine
• u mg/kg koncentracija rezidualne kontaminacije u odnosu na određenu količinu tečnosti ili materijala

Na primer, šestosna aplikacija za robotizirano čišćenje za telo ventila prijenosa može izraziti zahtev za čišćenje kao 1 mg/kg , koristeći koncentraciju ostataka kontaminacije kao metrik čistosti.

U slučaju da se testiranje provodi na nivou koji je ograničen na jedan testni jedinica, testni jedinica se može koristiti za testiranje na nivou koji je ograničen na jedan testni jedinica.

4. - Šta? Zajednički referentni standardi i metode ispitivanja

Dva najčešće upitna standarda u analizi čistoće automobila su:

• ISO 16232
• VDA 19

Ovi standardi pružaju okvire za ekstrakciju kontaminacije, filtraciju, analizu čestica, uslove merenja i izvještavanje o rezultatima.

Cilj je da se rezultati testiranja čistoće učine doslednijim i uporedljivijim između različitih dobavljača i laboratorija.

Uobičajene metode ekstrakcije kontaminacije

U zavisnosti od predmeta i primjenjive procedure, metode ekstrakcije mogu uključivati:

• Pritisno opraćivanje
• Ispuštanje
• Ultrasonična ekstrakcija
• Ekstrakcija uz pomeranje ili trzanje

Različite metode ekstrakcije mogu imati različitu efikasnost pri uklanjanju kontaminacije iz iste komponente.

Stoga tehničke specifikacije ne bi trebalo da sadrže samo ograničenje numeričke čistoće ili veličine čestica. Takođe bi trebalo da definiše relevantne metoda ekstrakcije i parametri ispitivanja kada je potrebno.

To je posebno važno tokom prihvatanja opreme jer dva ispitivanja koja koriste različite postupke ekstrakcije mogu dati različite rezultate čak i kada se izvode na istoj komponenti.

5. - Šta? Kako Kupci treba da tumače specifikacije za čišćenje?

Kada se pregledaju specifikacije za mašine za čišćenje, ne bi bilo dovoljno samo da se pogledaju brojni granični nivoi čistoće.

5.1 Da li je zahtev za čestice globalni ili specifičan za jednu zonu?

Različita područja komponente mogu imati različite rizike za kontaminaciju.

Na primer, glavni prolaz ulja i vodeni omotač komponente motora mogu zahtevati različite granice veličine čestica.

Zahtjevi specifični za zone mogu da obezbede značajniju kontrolu procesa nego primjena jedne identične granice na celu komponentu.

5.2 Da li Velikost čestica znači maksimalnu veličinu ili broj čestica?

Ovo nisu nužno isti zahtev.

Specifikacija može definisati:

• Maksimalna dozvoljena dimenzija čestica
• Broj čestica iznad određene veličine
• Distribucija veličine čestica u više raspona veličina

Dobavljač opreme mora tačno da zna koje merenje je potrebno.

5.3 Da li se sastavni deo tela i unutrašnji prolaz procenjuju odvojeno?

Na primer, glava cilindra može imati odvojene zahteve za glavno telo i vodene prolaze.

Specifikacija kao što su:

Telo: ≤ 220 mg
Prolaz vode: ≤ 700 mg

ne znači nužno da se u oba područja koriste identične procedure ekstrakcije.

Stoga bi mjesto inspekcije i metoda ekstrakcije trebalo jasno definisati.

5.4 Da li je metoda ekstrakcije jasno definisana?

U slučaju da se koristi različita metoda ekstrakcije, ista numerička granica može dati različite rezultate ispitivanja.

U protokolima za prihvatanje bi se stoga trebalo jasno definisati metoda ekstrakcije, oprema, parametri, procedura filtracije i, ako je primjenjivo, uslovi merenja.

5.5 Koje su zahteve za učestalost inspekcije i uzorkovanje?

Proces prihvatanja može uključivati:

• Prva inspekcija
• Uzorčenje procesa
• Periodična provjera čistoće
• Završno testiranje prihvatanja

Ovi zahtjevi mogu uticati i na konfiguraciju opreme i na vreme ciklusa proizvodnje.

6. - Šta? Zahtjevi čistoće treba uzeti u obzir prilikom projektovanja opreme

Pred projektovanje mašine za čišćenje treba definisati zahteve za čistoću i veličinu čestica.

Oni direktno utiču na:

• Pritisak čišćenja
• Konfiguracija dizni
• Redoslijed čišćenja
• Ciljno čišćenje unutrašnjih prolaza
• Zahtjevi za ispiranje
• Konfiguracija sušenja
• Sistem filtracije
• Pozicioniranje radnog dela
• Inspekcija i validacija čistoće

Na primer, komponenta koja zahteva veličina čestica ≤ 300 μm može zahtevati drugačiju strategiju čišćenja i filtracije od one sa ≤ 1,2 mm zahtjeva.

Podjednako, strogi zahtev čistoće za unutrašnji prolaz ulja može zahtevati posebno čišćenje ubacivanja umjesto oslanjanja samo na opšte čišćenje prskanjem.

Zbog toga oprema za čišćenje treba da bude dizajnirana prema kriterijima prihvatanja koje je kupac zaista donio, a ne da se bira isključivo na osnovu dimenzija komada ili proizvodne kapaciteta.

7. - Šta? Često se postavljaju pitanja

Zašto se čistoća meri u mg?

Čistoća obično predstavlja ukupnu masu ostataka kontaminacije izvadjene iz predmeta.

Nakon što se kontaminacija izvaditi prema navedenoj proceduri, ona se filtrira i priprema za merenje. Rezultat kontaminacije može se izraziti u miligrami.

Za veće površine, rezultat se može normalizovati i na mg/m2 za poređenje između komponenti ili testnih područja.

Kako da razumem granicu veličine čestica u μm?

Mikrometar (μm) je milioniti metar.

1 mm = 1000 μm.

Zato:

• ≤ 800 μm = ≤ 0,8 mm
• ≤ 300 μm = ≤ 0,3 mm

Manja granica veličine čestica obično znači da proces čišćenja mora osigurati strožu kontrolu ostataka čestica.

U čemu je razlika između ISO 16232 i VDA 19?

Oba se široko koriste u testiranju automobila i pružaju okvir za ekstrakciju kontaminacije i analizu čestica.

Međutim, njihove procedure i pristupi izveštavanju nisu nužno identični. OEM ili kupac mogu da preciziraju koji standard treba da se koristi.

Prilikom kupovine opreme za čišćenje, primjenjivi standard i procedura ispitivanja trebalo bi stoga potvrditi u tehničkoj specifikaciji, umjesto da se pretpostavlja da su rezultati dobijeni različitim postupcima direktno zamjenjivi.

Ako je čistoća u okviru specifikacije, znači li to da je i veličina čestica u okviru specifikacije?

Ne nužno.

Dva parametra mjere različite aspekte kontaminacije.

Komponente mogu ispunjavati zahtev za ukupnu masnu kontaminaciju, a i dalje sadrže pojedinačne čestice iznad određene granice veličine.

S druge strane, komponenta može sadržavati relativno visoku ukupnu masu vrlo finih čestica, a da nema čestica iznad određene maksimalne veličine.

Zbog toga, čistoća i veličina čestica treba da budu odvojeno mereno i odvojeno procijenjeno kada su oba uključena u kriterijume za prihvatanje.

Zaključak

Čistoća i veličina čestica su komplementarni indikatori, a ne zamjenjivi mjerenja.

Čistoća uglavnom kontroliše koliko kontaminacije ostaje, dok veličina čestica kontroliše koliko mogu biti velikih pojedinačnih ostataka.

Za komponente pogonskog trakta automobila i druge precizno proizvedene dijelove, oba parametra mogu direktno uticati na dizajn opreme, izbor procesa čišćenja, filtraciju, čišćenje unutrašnjih prolaza i konačno testiranje prihvatanja.

Big Bird Industrial radi sa zahtjevima za čistoću i veličinu čestica definisanim od strane kupaca tokom razvoja procesa čišćenja i validacije opreme, podržavajući odgovarajući proces prihvatanja i verifikacije.