История создания
Чтобы полностью понять стандарт твердых загрязняющих веществ ISO 4406, нужно знать историю его создания. Удивительно, но этот стандарт был разработан не ISO, а организацией National Aerospace Standards (NAS). В 1960-х годах NAS попыталась навести порядок в хаосе подсчетов частиц в авиационных гидравлических жидкостях. Результатом стало создание NAS 1638.
Первая версия этого стандарта использовала оптический микроскоп для измерения твердых частиц. Все частицы в пределах 1 миллилитра масла были бы классифицированы по пяти диапазонам размеров: 5-15 микрон, 15-25 микрон, 25-50 микрон, 50-100 микрон и более 100 микрон. Для классификации чистоты масла использовалась таблица с диапазоном от 00 до 12, основанная на количестве частиц в каждом диапазоне размеров. Чем меньше число, тем чище масло. До этого времени система кодирования для количественной оценки чистоты масла не была установлена. Этот метод хорошо работал и был широко принят промышленностью в 1970-х и 1980-х годах.
С появлением усовершенствованных фильтров для улавливания частиц, изобретением автоматических счетчиков частиц (и современной технологии мониторинга жидкостей на основе Интернета вещей ) и разработкой стандарта ISO 9000 в 80-х и 90-х годах Общество инженеров автомобильной промышленности (SAE), Ассоциация аэрокосмической промышленности Америки (AIA) и другие предприняли несколько попыток создания отраслевых стандартов уровней чистоты.
Улучшения в фильтрах частиц изменили чашу весов естественного распределения. Фильтры стали более эффективными в удалении более крупных частиц, что сделало более крупные диапазоны размеров менее репрезентативными для распределения частиц в масле. С этим изменением в естественном распределении частиц ISO решила, что больше нет необходимости сообщать о концентрации этих более крупных диапазонов частиц.
ISO 4406:87
Признавая важность чистоты гидравлического масла, недостатки NAS 1638 и недостатки других организаций по стандартизации, ISO стремилась создать стандарт, который бы более точно отражал концентрацию частиц. Организация также стремилась сделать свою классификацию или код более понятными, одновременно расширяя стандарт на все смазочные жидкости, чтобы был один принятый стандарт для всех отраслей промышленности.
Процесс начался с сокращения количества категорий с пяти до двух с дополнительной третьей. Также было решено использовать шкалу, которая будет подсчитывать частицы определенных размеров и больше, отходя от подхода диапазона. Выбранными репрезентативными размерами частиц были 2, 5 и 15 микрон, причем категория в 2 микрона была необязательной. В отличие от NAS 1638, который классифицировал все количества частиц для различных классификаций одним числом, ISO 4406 представлял каждый размер индивидуально. Код ISO 4406 всегда отображается с размерами в микронах, перечисленными от наименьшего к наибольшему.
Вторая крупная модификация включала в себя полное изменение шкалы. Так родилось то, что позже стало известно как таблица серий Ренара. Классификации охватывали диапазон от 0,9 до 30, причем каждая удваивалась от самого низкого до самого высокого приемлемого значения. Этот подход был призван сделать каждый шаг более значимым и эффективным. Он также позволял использовать простой метод выражения очень малых и больших количеств частиц с помощью одного значения.
Например, код чистоты может быть примерно 18/14. Это будет означать, что было где-то между 1301 и 2500 частицами размером более 5 микрон и от 81 до 160 частиц размером более 15 микрон. Позднее ISO отказалась от кода 0,9 и начала диаграмму с 1, когда было определено, что получение этого уровня чистоты было крайне маловероятным и, следовательно, нецелесообразно включать его в диаграмму.
ISO 4406:99
В 1990-х годах промышленность стремилась соответствовать стандарту ISO 9000. В это время было обнаружено, что текущий метод калибровки автоматических счетчиков частиц (APC) не соответствовал требованиям стандарта ISO 9000. Ранее все счетчики частиц калибровались в соответствии с ISO 4402 с использованием мелкодисперсной тестовой пыли воздухоочистителя (ACFTD). В процессе соответствия стандарту ISO 9000 было установлено, что этот калибровочный материал невозможно отследить. Точное количество и размер частиц в ACFTD были неизвестны, что приводило к неточным калибровкам. Компания, производившая калибровочную жидкость ACFTD, также объявила, что больше не будет производить эту жидкость. Это привело к появлению ISO 11171, в котором используется средняя тестовая пыль ISO (ISO MTD) Национального института стандартов и технологий (NIST). NIST использует сканирующий электронный микроскоп (SEM) для точного измерения количества и размера частиц размером до 1 микрона.
Помимо отсутствия контроля над калибровочным материалом, также было обнаружено, что сообщаемые размеры частиц не были одинаковыми. В зависимости от типа APC, используемого лабораторией, возникали несоответствия при измерении частиц одного и того же размера. То, что было 5-микронной частицей в оптическом APC (откалиброванном по ISO 4402), было 6-микронной частицей с использованием SEM. Это привело к необходимости новой калибровочной среды и стандарта, таким образом, к созданию ISO 11171 для калибровки и ISO 4406:99 для отчетности. ISO было представлено для принятия важного решения: должны ли быть два стандарта, основанные на типе счетчика частиц и методе калибровки, или текущий стандарт должен быть скорректирован так, чтобы он был совместим как с методами калибровки, так и с типами счетчиков частиц? Было решено, что два стандарта создадут путаницу, поэтому была принята альтернатива разработки совместимого стандарта.С последующим повышением точности микроскопических технологий ISO поняла, что отчетность о частицах размером менее 5 микрон становится более надежной. Таким образом, третий размер микрона был добавлен в качестве опции к коду чистоты.
Что это всё значит
ISO пришла к выводу, что концентрация более мелких частиц вызывает большее беспокойство, чем более крупных. Организация определила, что частицы размером 4, 6 и 14 микрон дают наилучшее представление о частицах, наиболее близких к толщине пленки смазочного материала. Эти размеры частиц наносят наибольший ущерб движущимся поверхностям и, следовательно, должны тщательно контролироваться.
Также следует учитывать метод калибровки автоматического счетчика частиц, особенно если он не может отличить пузырьки от частиц . Это редко будет представлено в отчете по анализу масла, поэтому нужно использовать оборудование проверенных производителей. Например в нашем каталоге есть счетчики частиц компании Pamas (Германия), приборы которой по сути являются мировым стандартом в оценке качества чистоты жидкостей (масла, топливо, фарцевтические субстанции и т.д.). Приборы компании Pamas калибруются в соотвествии с последним стандартом калибровки ISO 11171, кроме этого есть огромное количество других калибровок например ГОСТ 17216.
Пример и расшифровка значений
Допустим, у нас есть результат теста, который показывает уровень чистоты 17/13/9. О чем это нам говорит, конкретно?
Ну, это не говорит нам «точно» ничего. Это дает нам две категории для описания чистоты жидкости. Это дает информацию о размере и количестве частиц в системе.
Первое число представляет собой диапазон частиц размером 4 мкм (микрометра) или больше в 1 см3 (1 мл) жидкости образца, но не точное число этих частиц. Первое число никогда не будет меньше второго числа, а второе число никогда не будет меньше третьего числа , поскольку каждое число включает частицы в следующей группе.
Второе число представляет диапазон частиц размером 6 мкм и более.
Третья цифра представляет диапазон частиц размером 14 мкм и более.
Диапазоны количества частиц
 |
В результате 17 / 13 / 9 у нас есть количество частиц, включая все размеры 4 мкм и больше, представленное как число 17. Это означает, что у нас есть максимальное количество частиц 4 мкм и больше, которое находится в диапазоне между 640 и 1300 в образце объемом 1 мл. В таблице показаны кодовые номера и их значение. Цвет номера соответствует выделенной строке в таблице. Продолжая, количество частиц размером 6 мкм и более имеет число 13, поэтому количество частиц размером 6 мкм и больше находится где-то между 40 и 80. Количество частиц размером 14 мкм и более представлено числом 9, поэтому количество частиц размером 14 мкм и больше находится где-то 2,5 и 5. Здесь нам нужно быть осторожными. Разница между 17 / 13 / 9 и 18 / 13 / 9 может означать до 1200 дополнительных частиц или всего лишь 1 дополнительную частицу. Вот почему важно проводить отбор проб время от времени. |
Рекомендуемый уровень чистоты при различных давлениях
| Теперь, когда у нас есть способ описания уровня загрязнения, как мы определяем, каким должен быть уровень? Различные компоненты имеют разную толерантность к загрязнению. Система с шестеренчатым насосом, тарельчатым клапаны и цилиндры не потребуют такой же чистоты, как система с поршневыми насосами, сервоклапанами и поршневыми двигателями. Были проведены исследования для определения уровня чистоты, необходимого для различных компонентов Fluid Power. В результате была составлена таблица (см. ниже), которая помогает нам узнать, насколько чистой должна быть конкретная система. |
 |
Несколько слов о стандарте SAE AS4059F
Хотя стандарты ISO 4406:87 и 4406:99 получили широкое признание, значительная часть отраслей и стран по-прежнему используют SAE AS4059. Со временем в этот стандарт было внесено несколько изменений. Последняя редакция этого стандарта вышла в сентябре 2013 года и называется SAE AS4059F. В отчетах по этому стандарту используется та же таблица, что и в показанном стандарте NAS 1638.
В последней редакции добавлены дополнительные методы отчетности, включающие возможность сообщать об указанном совокупном размере частиц вместо одного кода, представляющего чистоту масла. Вы сможете определить, относится ли код к совокупному размеру частиц, по букве-суффиксу после класса. Буква будет между AE и скажет вам, какую категорию совокупного размера частиц представляет код. Например, класс 6B будет указывать, сколько частиц больше 5 микрон (оптический микроскоп) или 6 микрон (большинство APC).
Однако будьте осторожны, поскольку пересмотр AS4059 может привести к другим классам чистоты, чем те, которые были получены в предыдущих версиях, когда класс был указан без какого-либо буквенного суффикса размера, а в некоторых случаях, когда класс был указан с суффиксом. Классы чистоты без суффикса из предыдущих версий AS4059 основаны на частицах размером более 6 микрон, тогда как классы из этой редакции основаны на количестве частиц в каждом из диапазонов размеров, за исключением самого маленького, 4 микрон.
AS4059 теперь позволяет определять пределы загрязнения различными способами:
Идентично NAS 1638 — например, AS4059 Class 8 совпадает с NAS 1638 Class 8. Размер подсчитываемых частиц варьируется в зависимости от того, используется ли оптический микроскоп или APC с блокировкой света.
Накопительное количество сверх указанного размера — Примеры: AS4059 Класс 8A, AS4059 Класс 8B
Дифференциальные подсчеты для разных размеров - Примеры: AS4059 Класс 8B-D или Класс 8A-D
Различные классы для совокупного количества частиц, превышающих определенный диапазон размеров. Примером может служить 7B/6C/5D или 7B/4C.
Не существует правильного или неправильного стандарта чистоты, который можно использовать при настройке программы смазки. Важно то, что вы следуете стандарту и используете его правильно.
Стандарт ГОСТ 17216:2001
Этот стандарт основан на дифференциальном методе определения и играет важную роль. С помощью него определется чистота различных гидравлических жидкостей и масел, а также чистота топлива.
 |
Для удобства пользователей приведем таблицу соотвествия стандартов ISO4406 - ГОСТ17216 - NAS1638
