Mit Hilfe der Restschmutzanalyse können Menge und Qualität derjenigen Stoffe (= des „Restschmutzes“) ermittelt werden, die der Oberfläche eines oder mehrerer Bauteile anhaften und mit dem vorgeschriebenen Lösungsmittel und der vorgeschriebenen Ablösetechnik abgelöst werden können.
Der Restschmutz kann u.a. aus folgenden Komponenten bestehen:
- anorganische nichtmetallische Partikel (z.B. Strahlgut, Staubpartikel, etc.)
- anorganische metallische Partikel (z.B. Stanzflitter, Metallspänchen, etc.)
- organische Partikel (z.B. Fasern, Lackpartikel, etc.)
- organische nichtpartikuläre Stoffe (z.B. Stanzöle, Schmierfette, etc.)
Die häufigste Aufgabenstellung besteht in der Ermittlung der partikelförmigen Restschmutzmenge und der Bestimmung der maximalen Größe der Partikel. Dazu wird die Oberfläche der zu prüfenden Bauteile mit einem Lösungsmittel abgespritzt oder im Ultraschallbad gereinigt, das Lösungsmittel mit dem Restschmutz filtriert und die Menge an Restschmutzpartikeln durch Wägung des getrockneten Filters bestimmt. Die Filtermembran wird anschließend lichtmikroskopisch hinsichtlich der Partikelgrößen ausgewertet.
Reinigt man eine Oberfläche mit einem Lösungsmittel und lässt das Lösungsmittel aus dem Auffanggefäß vollständig verdunsten, so kann man durch Wiegen des Auffanggefäßes vor und nach der Restschmutzanalyse annähernd die gesamte, zuvor auf dem Bauteil anhaftende Restschmutzmenge bestimmen.
Der Blindwert beschreibt den Restschmutzwert der durch den Prüfvorgang selbst erzeugten Restschmutzmenge, die durch die Laborumgebung während der Prüfung eingetragen wird, bzw. beispielsweise an Filtern, Handschuhen und Laborgefäßen anhaftete.
Die Aufnahme einer Abklingkurve dient zur Qualifizierung des gewählten Reinigungsvorganges und zeigt an, ob mit den gewählten Prüfparametern wie Lösungsmittelmenge, Reinigungsdauer, Spritzdruck, Ultraschallleistung usw. eine nahezu vollständige Reinigung der Bauteiloberflächen erzielt werden kann oder nicht. Die Abklingkurve wird durch wiederholtes Reinigen desselben Bauteils aufgenommen. Nach spätestens der 6. Reinigung muss die Restschmutzmenge unter 10% der anfänglichen Restschmutzmenge gefallen sein.
Eine Auftrennung in partikulären und nichtpartikulären Restschmutz kann vorgenommen werden, wenn das Lösungsmittel über einen Ultrafilter geleitet wird. Der Filter und auch der nach dem Verdunsten verbleibende Rückstand im Auffanggefäß kann dann gravimetrisch ausgewertet werden.
In einigen Fällen ist es notwendig, die Größe und Anzahl der auf dem Filterpapier verbleibenden Restschmutzpartikel zu ermitteln. Dies erfolgt mit Hilfe eines automatisch oder semi-automatisch arbeitenden Mikroskopes. Als Ergebnis erhält man die Ausdehnung des größten Restschmutzpartikels oder die klassifizierte Größenverteilung der Partikel.
Durch klassifizierende Auswertung der Größe der von der Oberfläche eines Bauteiles abgelösten Partikel erhält man die CCC-Angabe für das Bauteil bzw. kann diesen Wert mit den Vorgaben in der Bauteilzeichnung vergleichen. Die CCC-Angabe eines Bauteils gibt an, wie viele Partikel welcher Größe pro Klasse maximal auf einem Bauteil vorliegen dürfen.
Beispielsweise kann die Anforderung gem. Zeichnung wie folgt lauten:
Das “A” weist auf eine flächenbezogene Angabe hin, z.B. auf 1000 cm² Probenoberfläche. Alternativ kann dort auch ein „N“ stehen. In diesem Fall würde die Angabe pro Bauteil gültig sein, unabhängig von der Größe des Bauteils. Der Inhalt dieser Angabe ist wie folgt zu lesen: Auf 1000 cm² Probenoberfläche dürfen maximal 8000-16000 Partikel der Größenklassen D bis E vorliegen, d.h. mit Größen zwischen 25 µm und 100 µm. Zusätzlich dürfen sich auf der Oberfläche 500 – 1000 Partikel im Größenbereich zwischen 100 und 600 µm, sowie maximal 6 Partikel in der Größe 600 bis 1000 µm befinden. Partikel größer als 1000 µm dürfen ist Restschmutz überhaupt nicht enthalten sein.
Die auf dem Filter verbliebenen anorganischen Partikel können mit Hilfe REM/EDX oder REM/WDX bzgl. ihrer chemischen Zusammensetzung analysiert werden.
Die auf dem Filter verbliebenen organischen Partikel können mit Hilfe von Infrarotspektroskopie bzgl. der stofflichen Zuordnung analysiert werden.
Die nach der Filtration im Filtrat verbleibenden nichtpartikulären organischen Stoffe können ebenfalls mit Hilfe der Infrarotspektroskopie oder der Gaschromatographie analysiert werden.
Wir führen Restschmutzanalysen u.a. nach folgenden Normen durch:
VDA Band Nr. 19
Prüfung der technischen Sauberkeit - Partikelverunreinigung funktionsrelevanter
Automobilteile
DBL 6515
Liefervorschrift: Bestimmung der Technischen Sauberkeit von Bauteilen
DBL 6516
Liefervorschrift: Festlegung von Restschmutzgrenzwerten
DIN ISO 16232
Straßenfahrzeuge – Sauberkeit von Komponenten für Fluidsysteme
PV 3345
Automatikgetriebe und periphere Baugruppen: Prüfung auf Restschmutz
PV 3370
Automatikgetriebe, Schaltgetriebe mit besonderen Anforderungen: Prüfung auf
Restschmutz bzw. Innenraumsauberkeit
PV-DWC-ZSB-0001.2
Prüfvorschrift: Sauberkeit von Doppelkupplungsteilen
S 252001-1
Standard-Sauberkeitsklassen für Produkte und Zukaufteile der Schaeffler
Gruppe
S 252001-2
Sauberkeit von Schaeffler-Erzeugnissen und Zukaufteilen: Partikelgrößenklassen für Bauteile mit erhöhter Sauberkeitsanforderung
S 252012-4
Vorgehensweise zur Sauberkeitsprüfung von CRS-Standardprodukten
(Einzelteile und Komponenten von hydraulischen Kupplungselementen)
TETS 0008 Rev. 1
Cleanliness Specification: Oil Pumps and Lubrication System Components
TRW 62 045 004
Kontamination von Komponenten und Baugruppen hydraulischer Systeme:
Bestimmung und Klassifikation
ZF 0000 701 604
Sauberkeit von Getriebeteilen
ZF 5008-1
Sauberkeit von ZF-Produkten