ASTM 試驗篩的快速檢測

趙路路，李風雷，張新全，崔穎

(西安航空發動機(集團)有限公司 計量中心，陜西 西安710021)

0 引言

外貿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 方法與我們的傳統方法有很大差異，其主要是用統計學的方法進行檢測。ASTM E11 標準中根據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 標準沒有相應的檢測規范。許多人都不甚了解，對檢測方法和后續處理比較模糊，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據處理。

1 技術要求

1.1 試驗篩的基本定義

試驗篩參數的基本定義見圖1。

圖1 試驗篩參數定義圖

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

1.2 網孔尺寸偏差和標準偏差

1)平均網孔尺寸不應超過極限偏差±Y:

其中，Y 和ω 單位為μm。

2)單一網孔不應超過最大允許偏差X:

其中，X 的單位為μm。

3)實驗標準偏差

式中:ωi為第i 次測量的網孔尺寸值。

4)金屬絲直徑

試驗篩的金屬絲直徑應符合標準ASTM E11 的規定范圍(最大與最小直徑之間)，應認識到金屬絲的機械變形會發生在編織期間，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

試驗篩篩網的每一孔口應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將米字線中心壓在被測網孔經向或緯向方向上的網孔邊緣中心部位進行測量。對于網孔數量較多的試驗篩網應分別在交叉方向(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 個網孔。

圖2 測量完整的試驗網孔

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

將金屬絲編織網置于萬能工具顯微鏡上，用光學投影法快速檢測。以篩框為8 in (203.2 mm)，網孔基本尺寸為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 網孔檢測

3.2.1 標準規定的偏差值

將網孔基本尺寸ω =2 mm 代入公式(1)和(2)中，分別計算出平均網孔的極限偏差(Y)和單一網孔的最大允許偏差(X)，可得Y =0.065 mm，X =0.23 mm。根據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 網孔檢測及計算

根據標準中規定，應按照平行于緯向和經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目，得出平均孔距，從平均孔距中減去金屬絲直徑得出網孔平均尺寸。在下列公式中Li代表第i 次孔距測量值;ωi為第i 次測量所得的網孔尺寸;N 為孔距數目;n 為測量次數。

如:所測長度上孔距的數目N=10，被測孔列的長度L=28.800 mm，金屬絲d=0.900 mm。因而，網孔尺寸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據，并計算實際網孔尺寸:

在整個試驗篩網中，找出單一網孔的最大值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)可得檢驗等級篩網孔的算術平均值

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 檢測結果總結

由此可計算出網孔基本尺寸為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孔尺寸的最大極限值為

整個檢驗試驗篩網中，單一網孔的最大值ωmax=2.208 mm ＜2.23 mm。

2)試驗篩網孔尺寸平均值的允許極限偏差值為

3)試驗篩網孔最大標準偏差為smax=0.068 mm

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

4)金屬絲直徑范圍為0.77 mm≤d≤1.04 mm

整個檢驗試驗篩網金屬絲平均直徑d =0.907 mm在此范圍內。

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 標準的技術要求。

5 結論

本文與校準規范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孔的極限偏差(Y)，單一網孔的最大允許偏差(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，該值用以衡量數據值偏離平均網孔尺寸的程度，度量數據分布的分散程度。標準偏差越小，這些值偏離平均值就越少，該值應在要求范圍內。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試驗篩時應更加仔細與謹慎。

本文除了說明ASTM 與試驗篩校準規范JJF1175 －2007 的區別外，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］國家質量監督檢驗檢疫局.JJF 1175 －2007 試驗篩校準規范［S］. 北京:中國計量出版社，2007.

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

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