COME SI FA LA PROVA DI CONTAMINAZIONE SU COMPONENTISTICA AUTOMOTIVE

La prova di contaminazione su componentistica automotive è la prova che permette di  determinare la quantità e la qualità del particolato presente sulla superficie dei componenti motore e dei circuiti oleodinamici.

prova di contaminazione

Gli OEM (Original Equipment Manufacturers) del settore automobilistico continuano a sviluppare standard di pulizia dei componenti, e impongono ai loro fornitori di soddisfare o superare i requisiti di pulizia delle superfici.

Se stai leggendo questo articolo forse anche a te hanno richiesto di certificare la pulizia dei tuoi prodotti.

I test di pulizia vengono chiamati nei modi più diversi: prova di contaminazione, cleanliness testing, prova di pulizia, analisi del particolato, verifica del livello di contaminazione.

In qualunque modo chiami questo test, voglio darti qualche dritta su come si fa la prova di contaminazione.

Gli standard degli OEM e delle case costruttrici di automobili, determinano livelli di pulizia che sono regolarmente valutati e definiti secondo le esigenze specifiche dei requisiti di assemblaggio finale.

Ogni produttore continua a sviluppare le proprie normative di riferimento per la prova di pulizia tecnica sulla base della criticità dei sistemi e spesso le specifiche tecniche sono diverse.

Nonostante queste differenze, ci sono delle modalità di analisi standard, e delle metodologie su come interpretare i risultati del test di contaminazione e tecniche impiegate per valutare i livelli di pulizia superficiale che sono comuni ai vari capitolati tecnici specifici.

Infatti tutti gli standard tecnici sviluppati dai vari produttori si ispirano alle seguenti norme internazionali:

  • UNI ISO 4405 Oleoidraulica – Contaminazione dei fluidi – Determinazione della contaminazione da particelle con il metodo gravimetrico. (Hydraulic fluid power – Fluid contamination- Determination of particulate contamination by the gravimetric method).
  • UNI ISO 4406 Oleoidraulica – Fluidi – Metodo di codificazione del livello di contaminazione da particelle solide. (Hydraulic fluid power — Fluids — Method for coding the level of contamination by solid particles).
  • UNI ISO 4407 Oleoidraulica – Contaminazione dei fluidi – Determinazione della contaminazione da particelle solide con il metodo del conteggio utilizzando un microscopio ottico. (Hydraulic fluid power – Fluid contamination – Determination of particulate contamination by the counting method using an optical microscope).

Le norme sopracitate riguardano 3 aspetti generali su come viene effettuata la prova di pulizia dei componenti:

1) prelievo e isolamento dei residui superficiali

2) peso e misurazione dei residui superficiali

3) caratterizzazione dei residui superficiali.

La necessità di valutare il grado di contaminazione dei particolari deriva dal fatto che le particelle solide possono causare gravi danni se si disperdono all’interno dei circuiti motore e di quelli oleodinamici.

E’ quindi richiesto di prelevare dei campioni dalla produzione e di consegnarli al laboratorio nelle medesime condizioni di pulizia e di imballo in cui vengono normalmente consegnate ai clienti. In questo modo si può determinare lo stato di pulizia dei campioni.

I tecnici di laboratorio, prenderanno in carico i campioni e avranno cura di non contaminarne la superficie, al fine di fornire una valutazione del grado di pulizia esattamente uguale a quello che il campione ha nelle condizioni standard durante l’assemblaggio.

Molti clienti mi chiedono se prima di fornire al laboratorio i campioni per i test di pulizia li devono lavare. La mia risposta è no, nel senso che i campioni devono essere forniti esattamente come vengono forniti ai propri clienti: stesso lavaggio, stessa manipolazione, stesso imballo.

Perché lo scopo della prova di contaminazione è vedere quanto sono sporchi i campioni quando vengono montati in vettura.

1) prelievo e isolamento dei residui superficiali

Il primo passo per qualsiasi valutazione della pulizia è di isolare i residui superficiali del  componente. I diversi standard specificano le modalità previste per isolare i residui.  Generalmente è richiesto il lavaggio della superficie del campione con un particolare fluido detergente. Si tratta spesso di solventi organici o fluidi acquosi con tensioattivi.

I metodi di lavaggio generalmente sono:

a) immersione

b) lavaggio ad ultrasuoni

c) lavaggio a pressione.

I liquidi di lavaggio vengono raccolti e filtrati su filtri Millipore, che a seconda della norma, possono avere porosità differenti. I diversi standard richiedono infatti di determinare la presenza di particelle di una certa dimensione nominale misurata in micron, quindi i filtri avranno una porosità che permette di isolare dal fluido di lavaggio i residui richiesti dalla norma.

I filtri Millipore vengono essiccati e preparati per la fase successiva del processo di valutazione.

2) peso e misurazione dei residui superficiali

Il filtro essiccato viene poi pesato su una bilancia digitale e sottratta la tara, viene determinato per via gravimetrica il primo requisito. I capitolati tecnici più semplici richiedono che il peso del particolato per una certa superficie, sia inferiore ad un certo valore.

La misura della superficie del campione deve essere fornita al laboratorio insieme a tutte le informazioni relative alle richieste e alle norme di riferimento, perché il peso è sempre riferito alla superficie esposta al lavaggio e i tecnici di laboratorio devono fare i calcoli per ottenere il peso in milligrammi per 1000 centimetri quadrati, come solitamente è espresso il requisito del peso del contaminante.

Altri capitolati richiedono invece un’analisi più particolareggiata, quindi  il filtro può essere valutato al microscopio per eseguire la misurazione delle particelle e ottenere così la dimensione massima.

Qui, i software per il conteggio automatico delle particelle e l’uso di microscopi ad assi motorizzati, permette di classificare il residuo ad esempio secondo la norma ISO 4406. La classe di contaminazione secondo questa normativa è data da 3 numeri che indicano il numero di particelle per 100 ml con dimensioni maggiori di 4, 6 e 14 µm rispettivamente.

3) caratterizzazione dei residui superficiali.

Alcune specifiche di pulizia possono richiedere un’ulteriore caratterizzazione del residuo, che possono includere caratterizzazioni delle particelle di grandi dimensioni, particelle totali superiori a una certa dimensione, totale di particelle “dure” o di corindone maggiori di una certa dimensione, o la composizione delle particelle maggiori di una certa dimensione.

A seconda della complessità della specifica, diverse tecniche sono chiamate per la caratterizzazione, automatiche o manuali, la maggior parte richiederà osservazione microscopica, dimensionamento e caratterizzazione morfologica che richiederà anche competenze analitiche nelle caratterizzazioni. La caratterizzazione della composizione delle particelle e delle inclusioni può essere eseguita utilizzando il più sofisticato SEM (Scanning Electron Microscopy) e EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy).

Il SEM EDS permette di fare un’analisi della composizione chimica della particella e determinarne così la natura.

I livelli di pulizia richiesti sono diversi a seconda della norma di riferimento, del tipo e dell’uso del componente e possono variare nel tempo.

Le specifiche degli OEM cambiano molto spesso, e si adattano ai sempre più elevati standard e performance richiesti dalle case automobilistiche.

Questa è la ragione per cui chi si attrezza internamente per eseguire prove di pulizia, spesso si trova nella condizione dopo poco tempo di doversi rivolgere al laboratorio conto terzi per la prova di pulizia. E di buttare via tutte le attrezzature acquistate perché non servono più.

Mi è capitato spesso di avere clienti che si erano attrezzati con un sistema di lavaggio e filtraggio e con una bilancia analitica perché il requisito era la semplice determinazione gravimetrica del particolato.

Questi clienti dopo poco scoprivano di dover fornire anche la misura delle particelle e il numero, requisito per il quale è necessario un sofisticato microscopio ad assi motorizzati con software dedicato al conteggio e alla misurazione delle particelle.

Alcuni poi, avrebbero dovuto addirittura comprarsi un SEM EDS per riuscire a farsi internamente tutte le prove richieste e assumere un esperto tecnico di laboratorio, con spese di alcune centinaia di migliaia di euro.

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By | 2018-04-23T14:21:11+00:00 marzo 5th, 2017|Prove di contaminazione e pulizia|0 Commenti

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