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工業製品に使用される液体の清浄度の表し方 忘れたらアカン ものづくり

工業製品に使用される液体の清浄度の表し方

■はじめに
本項は、工業製品に使用される液体(潤滑油、油圧作動油、燃料油等)の清浄度合を数値的にあらわし、評価する規格について示します。


■汚染の基礎
液体の清浄度として、本項では固体の汚染物質について考えます。
液体中に含まれる固体汚染物質は、大きさや形状、材質、含有量等、様々なものが有ります。どのような汚染物質が有害かは、その液体を使用している機器の主に隙間の大きさによりますが、例えば、油圧システムでは、機器に最も悪い影響を与える汚染物質のサイズは、6~14μmといわれています。これば、人の裸眼では確認できない大きさです。

この他、清浄度合を評価するもののして、水分含有率などが有ります。

■清浄度の評価方法
(1)ISO4406-1999
ISO4406-1999は、作動液100mlに含まれる固体粒子をカウントすることにより、液体中の汚染物質の分布状況を表すものです。実際のカウント数を使用すると、表示する数値の範囲が大きくなるので、実際は2の対数を使用した番号コードに変換して、汚染の程度を表します。

このコードは、油圧システムの摩耗や損傷に影響を与える代表的な粒子径でくくって示されます。ISO4406-1999の場合は、4µm(c)、6µm(c)、14µm(c)の3つのくくりで考えます。それぞれ、4µm(c)以上の粒子数、6µm(c)以上の粒子数、14µm(c)以上の粒子数のカウント値に基づいてコードが計算されます。

ここで、µm(c)の(c)の意味は、粒子径の大きさのカウントの仕方を示しています。この場合は、粒子の投影面積を、等価円に換算したときの、等価円の直径を粒子の大きさとしたものです。

例えば、4µm(c)を超える粒子の数が700,000カウントの場合は、下の表からISO20のコードが対応します。同様に、6µm(c)を超える粒子の数が140,000カウントの場合は、ISO18、14µm(c)を超える粒子が7,000カウントの場合は、ISO13が対応します。
この場合の、作動液の清浄度は、ISO20/18/13と表されます。

色々な液圧を利用した機器/システムが供する汚染レベルを、このISOコード番号で示すと、下表のようになります。

ISO4406.png


(2)ISOコード(燃料汚染度評価)
ISO4406-1999は、液圧システム以外にも燃料の汚染度の評価にも使用されます。但し、粒子のカウントが1mlあたりになることです。従って、元のカウント数は、液圧システムの作動液の清浄度評価の場合の概ね100分の1になります。

ISO燃料コード


(3)NAS1638-1963

NAS等級と一般に言われているもので、日本では近年まで液圧システムの清浄度評価に使用されてきました。大元は米国で航空宇宙コンポーネントの清浄度評価の基準として決められたものです。一時期は、世界中で最も広く使われた規格です。

数値は、ISO4406と同様に2の対数を使用して、実際の粒子カウント数を等級(class)に変換します。NAS等級は、あらかじめ5種類の粒径サイズの範囲を決めて、その範囲にある粒子数をそれぞれカウントして、最も等級が大きくなったものをNAS等級として示します。

NAS等級の場合の粒子径は粒子の投影形状の最大長さを粒子の大きさとしています。


NAS1638.png

(3)SAE A4059 rev E テーブル
粒子サイズのカウントは6種類の粒子径を下限値として粒子数をカウントします。ISO4406と同様に2の対数を使用して、実際の粒子カウント数をサイズコードに変換します。

SAE_AS4059.png


(4)GOST 17216-2001
GOST基準は、ロシア政府により導入された標準化技術委員会TK184G 「 Ensuring Industrial Cleanliness 」によって開発されたものです。
計測および認証の標準化政府間委員会( 2001 年 5 月 24 日付プロトコル. No.19 )によって採択されました。

GOST 17216


(5)NAV AIR 1-1A-17
飛行機の油圧システムに使用される作動液に対するアメリカ合衆国海軍規格です。 Aviation Hydraulics Manual (1989) .の表 2-1 Navy Standard for Particulate Cleanliness .に定義されています。

NAV_AIR.png


■ISO/NAS/SAEコードの比較

ISO_NAS比較


■MTDとACFTD
これらは、粒子のカウントの際に、粒径をどのように評価するかを定めたものです。
MTD:ISO11171(校正または光学顕微鏡カウント-投影面積等価直径に基づく粒径)
ACFTD:ISO4402(校正または光学顕微鏡カウント-最長寸法に基づく粒径)
で、粒径の取り方に差異が有ります。具体的には下の図を参照してください。

清浄度寸法



引用元: Parker Hnnifin Corporation 汚染基準についての資料 2011






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