用滲透法檢測塑料燃油箱阻隔（gé）性能

GAS PERMEATION METHOD TESTS PERMEABILITY PROPERTY OF AUTO PLASTIC FUEL CASE

WANG Yuan-ming

(JINAN LANGUANG M&E TECHNOLOGY CO.,LTD., JINAN SHANDONG,CHINA,250031)

Abstract： It introduces the principle, method, characteristics of testing automotive plastic fuel case permeability property through gas permeation method, and analyze the test data.

   Keywords：Automotive plastic fuel case, permeability, gas permeation method, testing

一、前言

    隨（suí）著塑料燃油箱越來越多地被（bèi）推廣應用，對其各項性能的（de）檢測也提出了（le）更高要（yào）求，尤其是其阻隔（gé）性能的檢測更迫切地需要一種（zhǒng）方便、準確的實驗方法（fǎ）。目前國（guó）外發（fā）達（dá）國家用氣體滲透方法對燃油（yóu）箱的檢測已經起（qǐ）步，相對於傳統方法，氣體滲透（tòu）測試方法以（yǐ）其各方麵的優越性能代表了該項檢測發展的（de）方向（xiàng）。本文（wén）在實驗（yàn）的基礎上，對用氣體滲透方法檢測塑料燃油箱的阻隔性能進行了（le）深入（rù）探討，希望能給讀者提供有益的幫（bāng）助。

二、氣體滲透法的檢（jiǎn）測（cè）原理及方法（fǎ）

    通過檢測單位（wèi）時間內滲入塑料燃油箱（xiāng）內的氧氣體（tǐ）積，來衡量塑（sù）料燃油箱阻隔性能（néng）的方法叫（jiào）氣體滲透法。

    目前國內對該項檢測方法（fǎ）還沒有相應的標準，而ASTM F1307則詳細規定了用滲透（tòu）法對塑料容器進行阻隔性能試驗的測試方法，該標準比較適合對塑（sù）料燃油箱進行氣（qì）體滲透性檢測，依據該（gāi）標準，我們采用（yòng）了下圖所示的結構對燃油箱進行（háng）檢測。

    在待測（cè）塑料燃油箱上安（ān）裝三根不鏽鋼管，其（qí）中一根接高純（chún）氮氣，另外兩根排氣不鏽鋼管均安裝閥門。具體（tǐ）試驗方法為：首先開啟排空閥，關閉信號閥（fá），通過氮氣（qì）不鏽鋼管向燃（rán）油箱內大流量吹掃（200ml/min）高純氮氣約40小時，稍開信號閥，讓氮氣流流經氧氣（qì）傳感器，對由燃（rán）油箱（xiāng）內排出的氣體進行氧濃度檢測，當監測到（dào）的氣體氧濃度低到某一（yī）數值（zhí），且在幾個小（xiǎo）時（shí）內沒有（yǒu）進一（yī）步變化時，說明（míng）滲入油箱內的氧分子和被氮（dàn）氣帶走的氧分子數量相等，認為燃油（yóu）箱內氧分子濃（nóng）度吹到了最低。把氮氣進（jìn）氣氣流調至10ml/min，關（guān）閉排空閥。此後（hòu）滲（shèn）入油（yóu）箱內的氧（yǎng）分子將遠遠多於被氮氣帶（dài）走的數量，箱內氧（yǎng）氣濃（nóng）度會（huì）逐漸上升，直至達到（dào）新（xīn）的平衡。此時的氧氣傳感器所監測到的氧（yǎng）氣濃度將會達到一個較高值P。根據氮氣流量、濃度P即可（kě）推算出單位時間內（nèi）、一個塑（sù）料燃油箱的透（tòu）氧量，單位為ml/ pkg·day。

三（sān）、氣體滲透法檢測的特點（diǎn）

    用氣體滲透方法進行塑料燃油（yóu）箱的檢測可以大大縮短試驗時間，一次試驗周期從排空到氧濃度P達（dá）到動平衡，僅需3～7天（傳統方（fāng）法（fǎ）約需56天）。

    空氣（qì）中的（de）氧分子向燃油箱內的整個滲透過程可由電腦監（jiān）測、記錄，最後得（dé）到的測試結果不僅僅是一（yī）個透氣（qì）數據（jù），而是有許多數據的過程量（liàng）。

    設備的精度可以做到0.01ml/ pkg·day，折（shé）合成質量為0.014mg/ pkg·day，比傳統方法的測試精度提高了上萬倍。

    上麵介紹的測（cè）試方法是燃油（yóu）箱在空氣中進行氧滲（shèn）透試驗，而不是在氧氣中，這樣（yàng）做節省了（le）為燃油箱體提（tí）供（gòng）氧（yǎng）氣環（huán）境的密封袋，及供氧（yǎng）設備（bèi）、管道、閥門，但會使測試結果的精度降低5倍。鑒於上麵提到的該實驗方法有足夠高的精度，故（gù）現在試（shì）驗時一般在空氣中進行，同時也為以後更高的檢測要求預留了發展空間。

四、試驗結果（guǒ）分析

我們用上麵介紹的試驗方法對一組燃油箱分別進行了滲透實（shí）驗，實驗（yàn）數據見下表（biǎo）：

表中“透氧量”的單位表示單個燃油箱一天的氧氣透過體（tǐ）積，體積（jī）計量是在標準大（dà）氣壓下的實驗室環境（jìng）中；

    我們通過試驗得出了大致的燃油（yóu）箱透氧量和燃油（yóu）泄露（lù）量的（de）對應關係，通過這一關係，計算出了上表中的“對應燃油泄漏量”。

上表中，試驗時間明顯地隨著燃油箱（xiāng）的阻隔性能增加而增加，是因為阻（zǔ）隔性能（néng）越好的油箱氧（yǎng）分子達到平衡的時間將越長。

五、結束語

    塑料燃油箱的應用將（jiāng）會越來越廣泛，人們也一直在探索更加理想的材料和更完美的（de）加工（gōng）方法。不斷地把新技術、新方法應用於塑料燃油箱的檢測（cè），提高檢測的效率和（hé）精度，更好（hǎo）地為生產和（hé）科研服務，將會是我們不斷奮鬥的目標。

參考（kǎo）文（wén）獻：

周達飛（fēi）.汽車用塑料——塑料在汽車中（zhōng）的應用北京（jīng）：化學工業出版社

李尹熙.汽車用非（fēi）金屬材料  北京：北京理工大學出版社

ASTM D3985 Standard Test Method for Oxygen Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Coulometric Sensor

ASTM F1307 Standard Test Method for Oxygen Transmission Rate Through Dry Packages Using a Coulometric Sensor

JIS K 7126 塑料薄膜及薄（báo）片的氣體滲透率試驗方法（fǎ）