ASTM 試驗篩的快速檢測

趙路路，李風(fēng)雷，張新全，崔穎

(西安航空發(fā)動機(集團)有限公司 計量中心，陜西 西安710021)

0 引言

外貿(mào)試驗篩主要用與固體顆粒篩分、流體過濾以及裝飾、防塵、骨架支撐等。外貿(mào)試驗篩的檢驗要求必須符合美標ASTM E11，而美標ASTM E11 方法與我們的傳統(tǒng)方法有很大差異，其主要是用統(tǒng)計學(xué)的方法進行檢測。ASTM E11 標準中根據(jù)試驗篩的不同置信概率對三個等級的試驗篩進行標準偏差的檢測。由于ASTM E11 標準沒有相應(yīng)的檢測規(guī)范。許多人都不甚了解，對檢測方法和后續(xù)處理比較模糊，有必要詳細介紹一下采用美標ASTM E11 標準驗收的試驗篩的檢測及數(shù)據(jù)處理。

1 技術(shù)要求

1.1 試驗篩的基本定義

試驗篩參數(shù)的基本定義見圖1。

圖1 試驗篩參數(shù)定義圖

編織中，網(wǎng)上所有的縱向金屬絲，稱為經(jīng)絲;網(wǎng)上所有的橫向金屬絲稱為緯絲。ω 為網(wǎng)孔尺寸，在投影平面中間位置測量的兩個相鄰經(jīng)絲或緯絲之間的距離;d 為金屬絲編織網(wǎng)上金屬絲的直徑。ASTM － E11標準規(guī)定的主要技術(shù)要求有4 項:平均網(wǎng)孔的極限偏差(Y)，單一網(wǎng)孔的最大允許偏差(X)，網(wǎng)孔的標準偏差(s)和金屬絲直徑(d)。

1.2 網(wǎng)孔尺寸偏差和標準偏差

1)平均網(wǎng)孔尺寸不應(yīng)超過極限偏差±Y:

其中，Y 和ω 單位為μm。

2)單一網(wǎng)孔不應(yīng)超過最大允許偏差X:

其中，X 的單位為μm。

3)實驗標準偏差

式中:ωi為第i 次測量的網(wǎng)孔尺寸值。

4)金屬絲直徑

試驗篩的金屬絲直徑應(yīng)符合標準ASTM E11 的規(guī)定范圍(最大與最小直徑之間)，應(yīng)認識到金屬絲的機械變形會發(fā)生在編織期間，所以編織后測得的直徑可能會不同于金屬絲公稱直徑。

2 檢測方法

試驗篩篩網(wǎng)的每一孔口應(yīng)具有相同的檢驗概率，對于具有15 個或更少開口的試驗篩，測量全部完整孔口(參見圖2)。對于具有15 個以上孔口的篩布或試驗篩，如用工具顯微鏡測量應(yīng)將米字線中心壓在被測網(wǎng)孔經(jīng)向或緯向方向上的網(wǎng)孔邊緣中心部位進行測量。對于網(wǎng)孔數(shù)量較多的試驗篩網(wǎng)應(yīng)分別在交叉方向(參見圖3)和對角線方向(參見圖4)進行抽檢測量，每個方向上至少測量10 個網(wǎng)孔。

圖2 測量完整的試驗網(wǎng)孔

圖3 交叉方向的抽檢舉例圖

圖4 對角線方向的抽檢舉例

3 試驗篩檢測舉例

將金屬絲編織網(wǎng)置于萬能工具顯微鏡上，用光學(xué)投影法快速檢測。以篩框為8 in (203.2 mm)，網(wǎng)孔基本尺寸為2 mm 的檢驗等級篩為例，說明具體的檢測處理過程。

3.1 外觀檢測

將金屬絲編織網(wǎng)在萬能工具顯微鏡上安置好，用橡皮泥將金屬絲編織固定后，在目鏡下快速拖動導(dǎo)軌，在鏡頭下觀測其外觀是否存在有如跳線、破洞、裂口等編織缺陷。如存在，則按表面缺陷處理。

3.2 網(wǎng)孔檢測

3.2.1 標準規(guī)定的偏差值

將網(wǎng)孔基本尺寸ω =2 mm 代入公式(1)和(2)中，分別計算出平均網(wǎng)孔的極限偏差(Y)和單一網(wǎng)孔的最大允許偏差(X)，可得Y =0.065 mm，X =0.23 mm。根據(jù)ASTM E11 的要求，該等級試驗篩的實驗標準偏差最大值為smax=0.068 mm (可查詢標準中表1)，金屬絲直徑公稱值d 為0.9 mm。

3.2.2 網(wǎng)孔檢測及計算

根據(jù)標準中規(guī)定，應(yīng)按照平行于緯向和經(jīng)向兩個方向分別沿篩布中心線確定平均孔口(如圖3 和圖4)。

該方法是指利用所檢測長度除以孔距的數(shù)目，得出平均孔距，從平均孔距中減去金屬絲直徑得出網(wǎng)孔平均尺寸。在下列公式中Li代表第i 次孔距測量值;ωi為第i 次測量所得的網(wǎng)孔尺寸;N 為孔距數(shù)目;n 為測量次數(shù)。

如:所測長度上孔距的數(shù)目N=10，被測孔列的長度L=28.800 mm，金屬絲d=0.900 mm。因而，網(wǎng)孔尺寸ω=L/N－d=28.800/10－0.900=1.980 (mm)。

在排除缺陷的情況下，大尺寸一般測量四次即可。我們在萬能工具顯微鏡下檢測得以下數(shù)據(jù)，并計算實際網(wǎng)孔尺寸:

在整個試驗篩網(wǎng)中，找出單一網(wǎng)孔的最大值ωmax=2.208mm，計算出金屬絲直徑平均值為

如果單獨測量金屬絲直徑，而并非與孔口尺寸同時測量，在每個方向上至少測量10 個金屬絲直徑。

3.2.3 等級篩的標準偏差

由公式(4)可得檢驗等級篩網(wǎng)孔的算術(shù)平均值

由公式(3)可得檢驗等級篩的標準偏差

標準偏差s =0.031 mm 應(yīng)與美標ASTM E11 中表1 第10 列的該等級試驗篩標準偏差最大值smax=0.068 mm 進行比較。由于標準偏差s =0.031 mm ＜smax=0.068 mm，則可認為檢驗篩合格。

4 檢測結(jié)果總結(jié)

由此可計算出網(wǎng)孔基本尺寸為2 mm 的試驗篩，所允許的極限偏差值:

1)試驗篩標準允許的單一網(wǎng)孔尺寸的最大極限值為

整個檢驗試驗篩網(wǎng)中，單一網(wǎng)孔的最大值ωmax=2.208 mm ＜2.23 mm。

2)試驗篩網(wǎng)孔尺寸平均值的允許極限偏差值為

3)試驗篩網(wǎng)孔最大標準偏差為smax=0.068 mm

整個檢驗試驗篩網(wǎng)孔的標準偏差s =0.031 mm ＜0.068 mm;在允許范圍內(nèi)。

4)金屬絲直徑范圍為0.77 mm≤d≤1.04 mm

整個檢驗試驗篩網(wǎng)金屬絲平均直徑d =0.907 mm在此范圍內(nèi)。

通過上述檢測與比較，可判定該檢驗等級試驗篩符合美標ASTM E11 標準的技術(shù)要求。

5 結(jié)論

本文與校準規(guī)范JJF1175 －2007 均適用于尺寸為0.020 ～125 mm 的金屬絲試驗篩，但兩者在技術(shù)指標要求上有一定程度的差異，除了兩者均在試驗篩平均網(wǎng)孔的極限偏差(Y)，單一網(wǎng)孔的最大允許偏差(X)和金屬絲直徑(d)上做出要求外。在ASTM E11 中要求會更加嚴格，它同時要求檢測試驗篩的標準偏差S，該值用以衡量數(shù)據(jù)值偏離平均網(wǎng)孔尺寸的程度，度量數(shù)據(jù)分布的分散程度。標準偏差越小，這些值偏離平均值就越少，該值應(yīng)在要求范圍內(nèi)。因此，可以說在ASTM 中對試驗篩的檢測要求更加嚴格，在檢測ASTM試驗篩時應(yīng)更加仔細與謹慎。

本文除了說明ASTM 與試驗篩校準規(guī)范JJF1175 －2007 的區(qū)別外，也介紹了一種簡單快速檢測試驗篩的方法。與以往單孔逐一檢測相比該檢測方法的主要特點是簡便、快捷，沒有繁瑣的計算過程，大大提高了檢測效率和準確度，在實際檢測過程中效果較好，具有一定的實用價值。

［1］ASTM Designation E11. Standard Specification for Woven Wire Test Sieve Cloth and Test Sieves ［S］.2009.

［2］國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫局.JJF 1175 －2007 試驗篩校準規(guī)范［S］. 北京:中國計量出版社，2007.

［3］國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫局.GB/T 6003.1 －1997 金屬絲編織網(wǎng)試驗篩［S］. 北京:中國標準出版社，1997.

［4］唐雪梅，王健. 工業(yè)用金屬絲編織網(wǎng)的快速檢測［J］. 計量技術(shù)，2003 (1):26 －27.