Kontrola a analýza technické čistoty automobilových komponent v souladu s průmyslovými normami

Vliv kontaminace na automobilové komponenty

Důležité automobilové komponenty se používají například v motorech. Například v případě pístů, které se opakovaně otáčejí s vůlí pouhých několika mikrometrů ve vložce válce bloku motoru, je udržována vzduchotěsnost pomocí motorového oleje. Pokud na povrchu na boční straně pístního kroužku ulpí nepatrné množství kovového znečištění, opakující se vzájemné pohyby poškodí vnitřní stěnu vložky válce a způsobí problémy s motorem.
S rostoucím počtem automobilů vybavených vysokokapacitními bateriemi, jako jsou elektromobily (EV), hybridní elektromobily (HEV) a plug-in hybridní elektromobily (PHEV), roste také nezbytnost věnování pozornosti znečištění kovem v případě součástí a materiálů, což je problém, který může způsobit zahřívání nebo požár lithium-iontových baterií.
Kromě kompletního čištění těchto součástí po výrobě je vyžadováno také řízení čistoty prostřednictvím kontroly čistoty / analýzy čistoty v souladu s mezinárodními průmyslovými normami.

Mezinárodní průmyslové normy ISO 16232 a VDA 19 pro kontrolu technické čistoty

Norma VDA 19 byla vydána jako norma týkající se kontroly technické čistoty automobilových komponent v roce 2002 Německou asociací automobilového průmyslu a v roce 2007 následovala mezinárodní norma ISO 16232. Tyto normy stanovily povinné měření a analýzu složení cizorodých částic v souladu s požadavky na kvalitu.
Tyto normy definují řízení technické čistoty kapalných součástí souvisejících s oleji a vodou, jako jsou nádrže, čerpadla, ventily, potrubí, vedení a pouzdra – což jsou důležité součásti automobilových komponentů, jako jsou motory, turbodmychadla a převodovky – a také lithium-iontových baterií a elektronických/elektrických komponent. Nečistoty v podobě částic, které vznikají při výrobních procesech těchto automobilových komponent, se v co nejvyšší míře odstraňují při čištění. Z toho důvodu je nezbytné provádět měření a analýzy, aby bylo zajištěno splnění požadavků na technickou čistotu definovaných normami ISO 16232 a VDA 19.
Také pro olej, který se běžně používá v automobilech, existuje mezinárodní průmyslová norma týkající se kontroly technické čistoty kapalin. Norma ISO 4406 definuje kód čistoty pro (kumulativní) počítání částic na mililitr vzorku za účelem vytvoření souhrnu rozložení kontaminantů v kapalinách.

Metody kontroly a analýzy technické čistoty

Existují různé metody kontroly a analýzy technické čistoty, přičemž následující dvě metody jsou definovány normami ISO 16232 a VDA 19 jako standardní metody analýzy technické čistoty pro automobilový průmysl.

Gravimetrická metoda (gravimetrická kontrola)

Tato kontrola je založena na hmotnosti, a je proto považována za poměrně jednoduchou metodu, ale analýza se provádí pouze na základě informací týkajících se rozdílu hmotností.
Při této kontrole nelze zkoumat velikost jednotlivých nečistot v podobě částic, distribuci velikosti částic ani vlastnosti drobných částic, jako jsou kovy a vlákna. To znamená, že nelze získat informace umožňující určení příčiny znečištění nebo prevenci jeho opětovného výskytu.

Metoda založená na rozptylu světla (analýza rozptylu světla)

Ke kontrole a analýze se používají optické mikroskopy. Lze určit nejen přítomnost a objem znečištění, ale také velikost jednotlivých částic, distribuci velikosti částic a jejich vlastnosti (např. v případě kovů a vláken).
V oblasti výroby automobilů, kde může znečištění drobnými částicemi výrazně ovlivnit kvalitu, výkon a bezpečnost důležitých bezpečnostních komponent, bývá nejběžnější kontrola technické čistoty pomocí mikroskopů založených na této metodě rozptylu světla.

Postup extrakce, měření a analýzy znečištění metodou rozptylu světla

Při analýze technické čistoty automobilových komponent nelze provést kontrolu po montáži v případě komponent, jako jsou například motory, které se skládají ze složitých a důležitých dílů. Z toho důvodu se při provádění analýz jednotlivých komponent používá následující postup.

1. Omyjte díl (produkt) například metodou tlakového oplachování, abyste odstranili cizorodé částice.
2. Kapalinu použitou k oplachování přefiltrujte přes membránový filtr, abyste zachytili cizorodé částice.
3. Analyzujte použitý membránový filtr pomocí mikroskopu jako vzorek.

Při měření a analýze s využitím mikroskopů se měří počet částic (počet kontaminantů), velikost částic a typ cizorodých částic (např. v případě kovů a vláken), které se analyzují a porovnávají při stejném nastavení, aby se zabránilo odchylkám naměřených hodnot. Následně jsou podrobně zkoumány, včetně určení, zda jsou tyto položky rizikovými faktory v automobilových komponentech.
Normy ISO 16232 a VDA 19 definují různé standardní postupy – od metod extrakce cizorodých částic po minimální velikost částic, pro které je nutná analýza. V případě automatického měření také definují počet pixelů a způsob extrakce cizorodých částic. Kromě toho musí být zprávy vytvářeny ve formátu odpovídajícím těmto normám.

Přesnější a snadnější provádění kontroly a analýzy technické čistoty v souladu s normami ISO 16232 a VDA

S využitím digitálního 4K mikroskopu řady VHX

Řada VHX umožňuje uživatelům provádět kontroly technické čistoty v souladu s normami pro kontrolu čistoty v automobilovém průmyslu ISO 16232 a VDA 19. Na základě analýzy obrazu s vysokým rozlišením a velkou hloubkou ostrosti pořízeného digitálním 4K mikroskopem lze s vysokou přesností měřit i cíle s nerovným povrchem.

V režimu detailní analýzy stačí na snímku celého membránového filtru vybrat cílový kontaminant. Inspekční plocha se automaticky pohybuje, což umožňuje pokračovat v detailním pozorování při velkém zvětšení. Je možné snadno a rychle identifikovat cizorodé částice. Podrobné pozorování a kvantifikace jsou navíc možné i v případě nerovných tvarů díky hloubkové kompozici a 3D měření výšky, které jsou prováděny současně.

Umožňuje zkrácení času a kvantifikaci prostřednictvím automatické reprodukce podmínek a automatické kalibrace.

S využitím digitálního 4K mikroskopu řady VHX

Mikroskop ukládá a reprodukuje předchozí podmínky snímání. Nastavení snímání (například zvětšení objektivu, rychlost závěrky, zesílení, posun světla, vylepšení okrajů, vyvážení bílé a podmínky nastavení světla) je automaticky načteno a reprodukováno pouhým výběrem snímku v albu snímků. Tato automatická reprodukce nastavení nejen výrazně zkracuje čas potřebný ke zpracování, ale také umožňuje různým uživatelům pozorovat cíle za naprosto stejných podmínek, čímž zajišťuje stabilní výsledky analýzy.

Objektivy s vysokým rozlišením a motorizované otáčecí zařízení umožňují plynulou funkci přiblížení, která rychle přepíná objektivy od zvětšení 20× do 6000× podle velikosti znečištění, takže odpadá nutnost výměny objektivů. Řada VHX navíc automaticky identifikuje připojený objektiv a dokáže spravovat údaje o zvětšení společně s pořízenými snímky.
Funkce kalibrace jedním stisknutím navíc automaticky načte požadované kalibrační hodnoty, když uživatel jednoduše jedním kliknutím provede operaci. Možnost reprodukování podmínek použitých k extrakci (binarizaci) znečištění zabraňuje ve vzniku odchylek naměřených hodnot.