Die Analyse der Anzahl und Art Verunreinigungen (Partikel, Staub und Rückstände) auf der Oberfläche von Bauteilen oder in Flüssigkeiten ist für die Produktleistung und -sicherheit in vielen Fertigungsanwendungen von entscheidender Bedeutung. Industriebereiche, wie die Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie und die Herstellung medizinischer Geräte, haben spezifische Standards und Methoden zur Bewertung der Sauberkeit von Komponenten.
Der erste Schritt der Prüfung und Analyse der technischen Sauberkeit beginnt mit der Probenahme aus einem Bauteil. Das genaue verwendete Probenahmeverfahren hängt vom Industriebereich und der Anwendung ab. In einem vorherigen Blogartikel haben wir den allgemeinen Probenahmeablauf und die Arten der Probenahmetechniken im Rahmen der Prüfung der technischen Sauberkeit beschrieben.
In unserer Blogartikelserie gehen wir nun detaillierter auf die einzelnen Probenahmetechniken ein und beginnen mit der Spülmethode.
Was ist die Spülmethode bei der Prüfung der technischen Sauberkeit von Bauteilen?
Die technische Sauberkeit von Bauteilen wird indirekt geprüft, da die zu untersuchenden Produkte nicht direkt unter dem Mikroskop geprüft werden können. Mikropartikuläre Verunreinigungen auf Bauteilen werden durch Waschen, Spülen oder in einem Ultraschallbad entfernt. Durch die Spülmethode werden Rückstände und Partikel von dem Bauteil gelöst und gelangen in eine Spülflüssigkeit.
Hinweis: In der Automobilindustrie ist die Extraktion von Partikeln mittels Flüssigkeit oft eine geeignete Technik. Vergewissern Sie sich, dass die für die Extraktion verwendete Flüssigkeit mit dem Material des Bauteils, dem Filtrationsgerät und der Filtermembran kompatibel ist.
Mit der Spülmethode werden Partikel von Bauteilen für eine technische Sauberkeitsprüfung extrahiert. Die Bilder zeigen Beispiele eines Ultraschallbads (links) und einer Spülung einer Komponente in einem Extraktionsschrank (rechts).
Nach der Extraktion wird die Spülflüssigkeit gefiltert, sodass sich die Partikel auf einer Filtermembran ablagern können. Die Filtermembran muss für die kommende Analyse getrocknet werden. Die Spülflüssigkeit oder das Öl kann in einem Trockenschrank, einem Trockenofen oder mit speziellen Geräten getrockent werden.
Ein Filter wird für eine Sauberkeitsprüfung getrocknet.
Manchmal ist der nächste Schritt das Wiegen der getrockneten Filtermembran auf einer Analysenwaage mit integrierter Schutzhalterung. Ein Gewichtsvergleich mit und ohne Verunreinigungen ergibt eine erste allgemeine Abschätzung der Verunreinigung an den ausgewählten Teilen. Diese Gravimetriedaten sind jedoch fakultativ und geben keine Auskunft über Größe, Form und andere Eigenschaften der Partikel.
Eine Filtermembran auf einer Waage mit integrierter Schutzhalterung beim Wiegen.
Weitere Analysen mit einem mikroskopischen System liefern detaillierte Informationen über die Anzahl Partikel, die Partikelgrößenverteilung und die Partikeleigenschaften für Standards der technischen Sauberkeitsprüfung. Der Prüfer befestigt für eine visuelle Analyse die Filtermembran auf der Probenhalterung und montiert dann die Halterung auf den Objekttisch des Mikroskops zur Bilderfassung und -analyse.
Eine Filtermembran ist auf einer Probenhalterung montiert.
Für die visuelle Analyse empfehlen wir die Verwendung eines Mikroskopsystems mit Automatisierung und geführten Arbeitsabläufen, damit Bediener mit und ohne Erfahrung zuverlässige Daten aus den Bildern ziehen können. Erfahren Sie mehr über die intuitiven Prüffunktionen in unserem Blogartikel: 7 Systemfunktionen, die Prüfern ohne Erfahrung die Prüfung für technische Sauberkeit erleichtern.
Arten von Filtermembranen, die für die Spülmethode verwendet werden
Filtermembranen gibt es in verschiedenen Durchmessern. Die Standardprobe für das OLYMPUS CIX100 System für technische Sauberkeit ist eine Filtermembran mit einem Durchmesser von 47 mm. Spezielle Probenhalterungen sind auch für Membranen mit einem Durchmesser von 47 mm, 25 mm und 55 mm erhältlich.
Die Software des Systems enthält jetzt Voreinstellungen für den Prüfbereich, die auf verschiedenen Membrangrößen zugeschnitten sind, um die Größe des Scans mit einem Mausklick automatisch anzupassen. Die Software enthält auch vordefinierte Parameter für jeden Probentyp, sodass auch unerfahrene Bediener problemlos Ergebnisse ermitteln können.
Die Größe der verwendeten Filtermembran hängt von der Anwendung und des Industriebereichs ab:
- Filtermembranen mit einem Durchmesser von 47 mm werden häufig in der Luft- und Raumfahrt, der Automobil- und der Erdölindustrie eingesetzt. Dies ist der Standardfilterdurchmesser, der in den meisten Fällen verwendet wird.
- Membranen mit einem Durchmesser von 25 mm werden manchmal für die Erdölanalyse verwendet.
- Filtermembranen mit einem Durchmesser von 55 mm werden für die Maschinenwartung und in der Produktion mit hohem Partikelaufkommen eingesetzt.
Runde Probenhalterung mit weißem und schwarzem Hintergrund für Filtermembran mit einem Durchmesser von 25 mm (links), 47 mm (mittig) und 55 mm (rechts).
Neben den verschiedenen Durchmessern sind unsere speziellen Probenhalterungen mit schwarzem und weißem Hintergrund erhältlich, um so für verschiedene Anwendungen eingesetzt zu werden. Hier sind einige Möglichkeiten, wie der schwarze und weiße Hintergrund verwendet werden kann:
Schwarzer Hintergrund: Wenn zum Abspülen von Partikeln eine aggressive Chemikalie verwendet wird, können Rückstände der Spülflüssigkeit auf der Filtermembran zurückbleiben. Die Probenhalterung mit schwarzem Hintergrund besteht überwiegend aus eloxiertem Aluminium und ist damit gegenüber chemischen Stoffe weitgehend inert (d. h. es reagiert nicht chemisch). Dies ist beispielsweise bei der Untersuchung von Erdöl von Vorteil, da Erdöl oft mit gereinigtem Petroleum verdünnt wird, um es auf Zellulosemembranen besser filtern zu können. Lösungsmittelrückstände auf den Filtermembranen könnten den weißen Hintergrund der Probenhalterung zerstören.
Weißer Hintergrund: Ein weißer Hintergrund bietet einen Vorteil bei der Verwendung von Netzfiltern. Zur Beschleunigung des Filtervorgangs werden häufig Netzfilter eingesetzt, da die Spülflüssigkeit viel schneller durch die Filtermembran abfließen kann. Bei der Untersuchung eines Netzfilters kann mit dem Mikroskop durch das Sieb auf die Probenhalterung geschaut werden. Auf einem schwarzen Hintergrund würden schwarze Punkte durch die Poren hindurch erscheinen und als Partikel fehlinterpretiert werden. Aus diesem Grund wird bei der Untersuchung von Netzfiltern eine Probenhalterung mit weißem Hintergrund empfohlen.
Bilder von Filtermembranen auf weißem Hintergrund. Die Netzfiltermembran (rechts) hat eine große Porengröße und die Zellulose-Filtermembran (links) lässt den Filterhintergrund nicht durchscheinen.
Es folgen andere Probenahmetechniken für Sauberkeitsprüfungen
Bleiben Sie gespannt auf weitere Blogartikel zu Probenahmetechniken für Prüfungen der technischen Sauberkeit. Im nächsten Blogartikel werden wir uns mit der direkten Flüssigkeitsfiltration befassen. Für weitere hilfreiche Blogartikel zum Thema Sauberkeitsanalyse abonnieren Sie unseren InSight Blog. Weitere Einzelheiten über den Standard-Workflow erfahren Sie in unserer Broschüre zu den Grundlagen der Sauberkeitprüfung.
Ähnliche Artikel
Probenahmetechniken für Prüfungen der technischen Sauberkeit
Die Bilder einer Prüfung der technischen Sauberkeit von Bauteilen ist mehr wert als tausend Worte
