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(jīng)歷了100多年的發(fā)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(huán),是長度類計量器具最重要的量值傳遞者。
量塊雖然屬于穩(wěn)定性高的實物計量器具,但其對使用環(huán)境和維護保養(yǎng)的要求也很高[2]。在量塊的使用過程中,如果存在不規(guī)范的操作和不良的保存環(huán)境,極易造成量塊的失準。量塊的失準,輕則對企業(yè)造成經(jīng)濟損失,重則對計量機構的溯源體系產(chǎn)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(jīng)常會遇到數(shù)據(jù)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(yǎng)知識。
為更好地分析產(chǎn)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(shù)量進行了統(tǒng)計(2018年至10月份),如圖1所示。隨著工業(yè)水平的發(fā)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(shù)據(jù)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(shù))。
而從圖2中,也可以看到,因量塊不合格而退檢的數(shù)量也在逐年提升。
進一步分析可知,退檢數(shù)量的比例由2014年的2.7%,升高到2018年的3.8%;從統(tǒng)計數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)159組,匯總數(shù)據(jù)見表1。由數(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)量統(tǒng)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(tǒng)計Table 1 Statistics of unqualified factors of gauge blocks from 2014 to 2018
對于量塊的使用,應強調(diào)環(huán)境的要求:首先,是溫度的要求。根據(jù)JJG 146-2011量塊檢定規(guī)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(nèi),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(jù)多年的量塊檢定使用經(jīng)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(huán)境下時,極易出現(xiàn)表面生銹的現(xiàn)象[1]。
依據(jù)表1的統(tǒng)計數(shù)據(jù)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(guī)范的操作極容易使其表面產(chǎn)生劃痕,導致量塊的超差。因此,需加強防護:
1)環(huán)境的清潔
具體表現(xiàn)在使用環(huán)節(jié)中的周圍環(huán)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(shù)量統(tǒng)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。
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(chǎn)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(huán)境下保存(最好放置在干燥箱內(nèi)),同時由于長時間的放置,油也極有可能變質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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。
碰傷對于量塊來說是比較嚴重的問題,約占不合格數(shù)量的1/10,仔細探究出現(xiàn)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(guī)范來擺放,輕則產(chǎn)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(wěn),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(nèi)部應力改變而產(chǎn)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(xiàn),2014年~2018年共出現(xiàn)過4組量塊磁化,出現(xiàn)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(chǎn)生劃痕,所以應避免量塊磁化的出現(xiàn)。
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(huán)境或測量的儀器設備無磁性。
以上分析可知,量塊的準確度與其維護保養(yǎng)有著非常大的關聯(lián),規(guī)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(yǎng)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。