汽車和航空航天工業(yè)中的液壓裝置

ISO 4406和DIN 51455流體清潔度標(biāo)準(zhǔn)

本文討論了與潤滑劑、液壓油和油類相關(guān)的清潔度標(biāo)準(zhǔn)，例如ISO 4406和DIN 51455。在汽車和運(yùn)輸行業(yè)中，清潔度是一個重要的參數(shù)。在一些重要的流體中，經(jīng)常會存在顆粒污染物。應(yīng)盡可能減少顆粒物的數(shù)量，因為顆粒物會損壞零部件，進(jìn)而降低性能，縮短產(chǎn)品的使用壽命。業(yè)內(nèi)對流體質(zhì)量的要求不斷提高，這也就意味著要滿足更為嚴(yán)格的清潔度標(biāo)準(zhǔn)。

為什么需要流體清潔度標(biāo)準(zhǔn)？

潤滑劑或液壓流體或液壓油中存在顆粒物污染時，會造成機(jī)械系統(tǒng)故障或損壞[1-3]。對于高精度系統(tǒng)，例如用于汽車、船舶和飛機(jī)發(fā)動機(jī)的渦輪增壓器，需要對制造過程中發(fā)生的流體污染進(jìn)行質(zhì)量控制。使用前過濾流體，然后進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)的任何顆粒物。

ISO 4406 和 DIN 51455

對于大多數(shù)機(jī)械系統(tǒng)，例如用于海上風(fēng)電場的發(fā)動機(jī)和電機(jī)或渦輪機(jī)的齒輪箱，流體污染的質(zhì)量控制是在使用后進(jìn)行的。首先需要收集、過濾流體，然后再進(jìn)行顆粒分析。通常，對于這兩種情況，都會測量每個捕獲的顆粒物的大小并確定顆粒物的數(shù)量。使用標(biāo)準(zhǔn)化方法將得到的粒徑分布轉(zhuǎn)換為可比較和可用的形式。

ISO 4406和DIN 51455標(biāo)準(zhǔn)定義了液壓油和潤滑劑中存在的顆粒污染程度的分類[4,5]。另外，過去曾使用過NAS 1638標(biāo)準(zhǔn)，但在2001年被停用并被其他標(biāo)準(zhǔn)所替代，如ISO 4406[6]?？墒褂秒娮踊蚬馍⑸浠蛳夥椒╗[7,8]直接對液體中存在的顆粒進(jìn)行分析，或可以在過濾后用顯微鏡分析顆粒物[5,9]。

基于ISO 4406或DIN 51455顯微鏡的顆粒分析的完整分類代碼為-/X/Y[4,5]。每個值X或Y代表30個zhi ding顆粒數(shù)量表中的一個位置（參考以下表1），這些顆粒數(shù)量對應(yīng)于100 ml[5]或1 ml[4]參考體積內(nèi)的顆粒數(shù)量。根據(jù)顆粒大小是否≥5 µm (X)或≥15 µm (Y) [4,6]，為每個ISO/DIN代碼值≥ 5 µm (X)或≥ 15 µm (Y) [4,5]

我們以代碼-/16/14為例。值16表示，100 ml流體體積中包含32000到64000個尺寸≥ 5 µm的顆粒（相當(dāng)于每1 ml中有320到640個顆粒，如表1所示）。這也意味著每 100 ml流體中含有多達(dá) 64,000 個 ≥ 5 µm的顆粒。示例代碼還表明，分析的流體在100 ml中包含8000到16000個尺寸≥15 µm 的顆粒（相當(dāng)于每1 ml中有80到160個顆粒，見表1）。

根據(jù)ISO 4406和DIN 51455的濾光片分析可以通過使用電動掃描臺的顯微鏡系統(tǒng)進(jìn)行。自動視覺過濾器評估具有特定的優(yōu)勢。除了粒徑之外，視覺評估還提供了有關(guān)顆粒形態(tài)和類型的寶貴數(shù)據(jù)。因此可以區(qū)分許多金屬和非金屬類型的顆粒。該軟件提供根據(jù)ISO 4406或DIN 51455完成的分析結(jié)果。還可以快速輕松地創(chuàng)建結(jié)果報告和文檔。

清潔度分析解決方案: 有效滿足標(biāo)準(zhǔn)要求

對技術(shù)系統(tǒng)和組件性能和可靠性的要求一直在不斷提高。符合當(dāng)前使用標(biāo)準(zhǔn)的要求可以可靠地被滿足，但未來的標(biāo)準(zhǔn)會如何發(fā)展？能夠提供超出適用標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前要求的產(chǎn)品    質(zhì)量信息的清潔度分析解決方案將能夠更輕松地滿足未來對標(biāo)準(zhǔn)的任何更改。在這方面，可以滿足未來需求的一種方法是結(jié)合光學(xué)顯微鏡和激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）的二合一材料分析解決方案。使用二合一解決方案，可以實現(xiàn)高效、無縫的工作流程，即先目視檢查過濾器上的顆粒物，然后使用LIBS進(jìn)行化學(xué)分析[10]。

了解顆粒物成分是一大優(yōu)勢。它可以幫助用戶更好地評估顆粒物造成損害的可能性。對于用于具有zui yan ge公差的高精度系統(tǒng)（例如渦輪增壓器）中的液壓或潤滑液或油，也可以進(jìn)一步縮小生產(chǎn)過程中的顆粒物污染源。最終，隨著機(jī)械系統(tǒng)中使用的液壓油、潤滑劑或油的技術(shù)清潔度提高，可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，最大限度地減少系統(tǒng)損壞，甚至進(jìn)一步優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)過程。

參考文獻(xiàn)

• 1，N. Ecke, Basics in Component Cleanliness Analysis, Science Lab (2017) Leica Microsystems.

• 2，Y. Holzapfel, J. DeRose, G. Kreck, M. Rochowicz, Cleanliness Analysis in Relation to Particulate Contamination: Microscopy based measurement systems for automated particle analysis, Science Lab (2014) Leica Microsystems.

• 3，B. Schroth, J. DeRose, K. Scheffler, K. Kartaschew, More Than Just a Standard, E-Magazine by Direct Industry (2021).

• 4，ISO 4406:2021, Hydraulic fluid power — Fluids — Method for coding the level of contamination by solid particles, International Organization for Standardization.

• 5，DIN 51455:2020-12, Liquid petroleum products - Determination of particle number and particle size in oils, Deutsches Institut für Normung.

• 6，NAS1638, 4th Edition, 2011, Cleanliness requirements of parts used in hydraulic systems, Aerospace Industries Association (AIA).

• 7，ISO 11171:2022, Hydraulic fluid power — Calibration of automatic particle counters for liquids, International Organization for Standardization.

• 8，ISO 11500:2008, Hydraulic fluid power — Determination of the particulate contamination level of a liquid sample by automatic particle counting using the light-extinction principle, International Organization for Standardization.

• 9，ISO 4407:2002, Hydraulic fluid power — Fluid contamination — Determination of particulate contamination by the counting method using an optical microscope, International Organization for Standardization.

• 10，J. DeRose, K. Scheffler, Cleanliness Analysis with a 2-methods-in-1 solution: See the particles and know their composition at the same time, Science Lab (2019) Leica Microsystems.