量塊的不合格因素分析和維護保養的探討

顧巧迎，陳 武

（寧波市計量測試研究院，浙江 寧波 315000）

量塊作為長度計量的載體源自于19世紀末，雖然經歷了100多年的發展，但相較于其他復雜計量器具，它依然為單值量具。在計量溯源體系中，量塊作為重要的一環，是長度類計量器具最重要的量值傳遞者。

量塊雖然屬于穩定性高的實物計量器具，但其對使用環境和維護保養的要求也很高[2]。在量塊的使用過程中，如果存在不規范的操作和不良的保存環境，極易造成量塊的失準。量塊的失準，輕則對企業造成經濟損失，重則對計量機構的溯源體系產生影響，為檢定校準工作的開展帶來阻礙[4]。而在日常檢定過程中，經常會遇到數據超差的量塊，追溯其原因，大部分是因為使用者本身缺乏量塊的維護保養知識。

1 量塊檢定數據分析

為更好地分析產生量塊失準的原因，將本院2014年～2018年的四等、五等量塊檢定數量進行了統計（2018年至10月份），如圖1所示。隨著工業水平的發展，量塊的使用需求正在逐年攀升，年均增長量約在6%左右。從本院量塊檢定的大數據來看，近5年中，四等、五等量塊的年平均檢定量為998組（2018年按月均值計算年總數）。

而從圖2中，也可以看到，因量塊不合格而退檢的數量也在逐年提升。

進一步分析可知，退檢數量的比例由2014年的2.7%，升高到2018年的3.8%；從統計數據來看，近5年量塊的檢定不合格率在3.3%左右。2014年開始，對所有因不合格而退檢的量塊進行了記錄，截止到2018年10月，共記錄有效數據159組，匯總數據見表1。由數據分析可知，造成量塊檢定不合格的因素基本集中在量塊的使用和保存上，主要表現為銹蝕、劃痕、碰傷和磁化，其中表面劃痕的比例高達67%。

圖1 2014年～2018年量塊檢定數量統計Fig.1 Statistics on the quantity of mass block verification in 2014～2018

表1 2014年～2018年量塊不合格因素統計Table 1 Statistics of unqualified factors of gauge blocks from 2014 to 2018

2 量塊的維護保養

2.1 量塊的使用和保存環境

對于量塊的使用，應強調環境的要求：首先，是溫度的要求。根據JJG 146-2011量塊檢定規程7.1.1要求，量塊使用的標準條件為溫度20℃，使用溫度應在10℃～30℃范圍內，異常溫度（高溫、低溫）都會不同程度地造成量塊偏差甚至報廢。

其次，是濕度要求。根據多年的量塊檢定使用經驗，量塊最適宜保存的濕度條件應＜55%RH。而在使用時量塊長時間暴露在濕度＞80 %RH的環境下時，極易出現表面生銹的現象[1]。

2.2 量塊測量面劃痕的防護

依據表1的統計數據可知，60%以上的不合格因素集中在量塊的劃痕上。由于量塊的使用特性，在量塊的使用過程中，不規范的操作極容易使其表面產生劃痕，導致量塊的超差。因此，需加強防護：

1）環境的清潔

具體表現在使用環節中的周圍環境應無塵埃，防止量塊在研合或是與平板、平晶接觸時因塵埃的存在，導致表面的摩擦對其測量面造成劃痕。

2）工作臺面的清潔

圖2 2014年～2018年量塊退檢數量統計Fig.2 Statistics of the number of rejected blocks from 2014 to 2018

一般在量塊使用時，所觸碰到的臺面可能會存在毛刺、凸起的銹蝕塊、尖銳的磕碰處等，量塊測量面接觸前應仔細檢查臺面的情況，如有異常，必須將臺面打磨清潔，光潔平整后方可使用。

3）量塊的存放

存放時不宜與尖銳物放在一起，量塊測量面與堅硬的尖銳物觸碰后，基本無法修復。

2.3 量塊表面銹蝕的防護

20%以上的不合格量塊是因為表面不同程度的生銹，量塊測量面的銹蝕，會對其精度產生較大的影響，嚴重的情況下量塊因此而報廢，所以量塊的防銹是件不可忽視的工作。

1）量塊的涂油

量塊的涂油工作應分為兩部分進行，首先是在使用結束后的涂油，油的種類應選擇航空汽油或無水酒精，采用干凈的軟布對量塊表面進行擦拭，主要目的是為了去除使用過程中沾染的塵埃、碎屑、油污等；第二是長時間不用的量塊，應涂抹防凡士林并在干燥的環境下保存（最好放置在干燥箱內），同時由于長時間的放置，油也極有可能變質腐化，定期清洗換油，一般每年進行1～2次。

2）量塊的使用

人體皮膚會分泌汗液或油脂，如果直接接觸量塊，精度會受到較大的影響，同時也在一定程度上會使量塊測量面產生銹蝕，使用時忌用手直接觸摸，必須戴上手套。同時在使用過程中，應注意盡量不要講話聊天，防止唾沫沾到量塊面上產生銹蝕。

3）量塊的研合

兩個或兩個以上量塊組合使用時，不宜用力過大，否則易使量塊產生變形[2]。在使用完畢后，應及時拆開，長時間的研合容易使得量塊測量面生銹。

2.4 測量面碰傷的防護

碰傷對于量塊來說是比較嚴重的問題，約占不合格數量的1/10，仔細探究出現該問題的原因，主要是下述4點：

1）量塊的擺放

看似簡單的擺放工序，其實非常講究，如果不按照操作規范來擺放，輕則產生劃痕，重則就會造成磕碰。所以在量塊擺放時，應整齊平整地按照格子的大小擺放，切記不能隨意亂擺，同時也應注意測量面的位置，保護測量面不受到外力的擠壓、磨損。

2）量塊的取放

取放大量塊（＞10mm）時，應采用大鑷子或在竹夾子上套上膠皮管，以增加與量塊間的摩擦力，并做好防護措施，防止量塊因不慎滑落而磕損。

3）盒子的移動

移動盒子時，應小心謹慎、輕拿輕放、保持平穩，防止量塊滑動，使其表面相互碰撞。量塊劇烈碰撞不但會嚴重損傷測量面，還會使量塊內部應力改變而產生變形。

4）磁化的防護

在檢定過程中，偶爾會有磁化的量塊出現，2014年～2018年共出現過4組量塊磁化，出現的概率不高，但結果是致命的。磁化的量塊不易清洗和研合，同時會吸附含鐵的粉末和鐵屑，最終使測量面產生劃痕，所以應避免量塊磁化的出現。

預防量塊的磁化，量塊必須放置在遠離磁場的位置，同時在使用量塊前，應確保所處的工作環境或測量的儀器設備無磁性。

3 結語

以上分析可知，量塊的準確度與其維護保養有著非常大的關聯，規范的操作能有效延長量塊的使用壽命，所以采取有效的維護保養措施是量塊使用的重要步驟，也是相關使用者應重視的工作。