Folyamatfelügyelet ipari alkatrész-berendezések tisztítására

Részecske ropogós © BIDAG

A technikai tisztaság, a VDA 19 által meghatározott részecskemennyiség szempontjából, ma már döntő minőségi jellemző a komplex alkatrészek gyártásában az autóiparban. Különösen érdeklődést mutatnak a gyártók az irányítástechnikai és biztonsági rendszerek, elsősorban az elektronikus alkatrészek és folyadékszállító rendszerek esetében. Mivel az autóiparban a tisztatéri gyártás a főként forgácsoló eljárások miatt alig valósítható meg, szükség van minden alkatrész végső tisztítására. Ennek eredményeként az elmúlt években számos tisztítógépgyártó lépett a piacra. A tisztítási koncepciók fejlesztése, az ipari tisztítószerektől a legmodernebb, numerikus vezérlésű tisztítógépekig, az autóipar növekvő követelményei által volt vezérelve.

De mennyire hatékony egy ilyen berendezés tisztasága? Mely jellemzőt kellene a képességfigyelő szabálykártyánál a tisztítógép képességének monitorozására alkalmazni? Az autóipar követelményei egyre inkább elmozdulnak a gravimetrikus tisztasági előírásoktól a maximálisan megengedett részecskeméret-értékek irányába. Ha szem előtt tartjuk, hogy a szennyeződés károsító potenciálja legtöbbször sokkal inkább a részecske hosszára és szélességére, mint a legnagyobb és második legnagyobb méretére, kevésbé a részecskék összmennyiségétől, hanem azok morfológiájától függ, világossá válik, miért vált kevésbé szükségessé a gravimetrikus maradék szennyeződésmérés. Egy ipari alkatrész tisztítási folyamatának hatása azonban szinte kizárólag az alkatrész általános szennyezettségére van hatással. A tisztítás intenzitását ultrahangparaméterek, hőmérséklet vagy idő befolyásolhatja. A részecskeméret azonban nem befolyásolható közvetlenül szabályozható paraméterekkel. Csak a szűrők pórusmérete, amin keresztül a folyékony tisztítószer folyamatosan áramlik, határozható meg, mint befolyásoló tényező a medencében maradó részecskeméretre.

Ezért a tisztítási berendezés ellenőrzéséhez továbbra is kizárólag a tisztaságvizsgálat gravimetrikus eredménye számít. A maradék szennyező részecskékkel terhelt elemzőszűrő tömegének különbsége a tisztítás előtt mért tömegtől legalább 1 mg-nak kell lennie a megbízható méréshez. Gravimetrikus vizsgálatnál, nem klimatizált környezetben, akár 3 mg szennyezőanyag-mennyiség is ajánlott a VDA 19 és az ISO 16232 szabványokban. Ahhoz, hogy ilyen magas szennyezőanyag-mennyiséget mérjünk, általában nagyon nagy mintamennyiségre van szükség, mivel a tisztítási folyamat után az alkatrészek általában nagyon tiszták. Ha az elemzőszűrőn elegendő részecskemennyiség található a gravimetrikus szennyeződésméréshez, akkor a maradék részecskék egyedileg történő felmérése szinte lehetetlen a túlterhelés miatt. A maradék szennyező részecske hosszát, mint a károsodás potenciáljának legfontosabb jellemzőjét, már nem lehet felismerni ilyen szűrőn. Ezért fontos információk vesznek el a tisztaságvizsgálat során. Ennek pótlására általában szükség van egy második vizsgálatra, ahol kevesebb alkatrész kerül ellenőrzésre. A tisztaságvizsgálat a többi vizsgálati módszerhez képest nagy erőfeszítést igényel az autógyártók minőségbiztosításában. Ezért érdemes lehet újraértékelni a kettős ellenőrzés értelmét.

A részecske károsító potenciáljának meghatározásához szükséges, hogy a szűrőbetöltés módja oly módon történjen, hogy az egyes részecskék morfológiája is felismerhető legyen. Ez azonban szinte kizárólag a gravimetrikus eredmény mellett történő párhuzamos gépi monitorozás lehetőségének rovására megy.

Felmerül a kérdés, hogy milyen megfelelő és költséghatékony megoldás létezik az ipari alkatrész tisztítógépek monitorozására. Itt csak utalni kívánunk a tisztítószerek kémiai monitorozásának lehetőségére. Ehhez különböző tesztanyagok állnak rendelkezésre különböző médiumokra. Mivel a tisztítási hatékonyságot számos más paraméter is befolyásolja, nem kívánjuk ezt a lehetőséget részletesen kifejteni. Végső soron a mérés szempontjából a legfontosabb az, hogy hány részecske marad a tisztítás után a komponensen. A maximális részecskeméret szóródása miatt, amit egy tisztasági vizsgálat során észlelt legnagyobb részecske eredményez, a statisztikai monitorozás szinte lehetetlen szabálykártyák segítségével.

Néhány ipari tisztítógép gyártó automatikus tisztaságvizsgálatot kínál a tisztítási folyamat után. Ebben a mintavételesen tisztított alkatrészeket teljesen automatikusan extrahálják. Így ellenőrizhető a tisztítógép képessége a folyamat során. Gyors beavatkozásra van lehetőség, ha eltérés mutatkozik az elvárt állapottól. Megéri-e ez a viszonylag költséges megoldás, egyedileg kell eldönteni.

Egy másik megoldás a folyékony tisztítószer folyamatos monitorozása részecskeszámláló segítségével. A tisztítás során a részecskék a komponensről a tisztítószeren keresztül távoznak, így a folyamat során növekedés tapasztalható a részecskemennyiségben. A szűrési sebességtől függően a tisztítási folyamat után a részecskemennyiség csökken. Mivel az érték erősen szóródik, felmerül a kérdés, hogy milyen határértékeket kellene meghatározni a maximálisan megengedett részecskeméret- és mennyiség értékekre.

A jelenleg legmegbízhatóbb módszer azonban a tesztrészecskék alkalmazása, mint az a VDA 19 módosított kiadásában az újrafelhasználási arány meghatározására szolgáló vizsgálatban is szerepel. Ezek olyan forgácsok, amelyeket a szabványban meghatározott méretosztályok szerint gyártanak. A tisztítandó alkatrészeket előre meghatározott számú ilyen részecskével lehet szennyezni. A tisztaságvizsgálat segítségével meghatározható, hogy a finom tisztítás után mennyi részecske marad a komponensen. A részecskemennyiség különböző méretosztályokban való eltérése alapján százalékosan lehet kiszámítani a különböző részecskeméretek tisztítási intenzitási fokát.