用滲透法檢（jiǎn）測塑料燃油箱阻隔性能

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

    隨著塑料燃油箱（xiāng）越來越多地被推廣應用，對其各項性能的檢測也提出了更高要求，尤其是其（qí）阻隔性能的檢（jiǎn）測更迫切（qiē）地需要一種方便、準確的實驗方法。目前國外發達國家用氣體滲透方法對燃油箱（xiāng）的檢測（cè）已經起步，相對於傳統方法，氣體滲透測試方法以其（qí）各方麵的優越性能代（dài）表了（le）該項檢測發展的方向。本（běn）文在實驗的基（jī）礎（chǔ）上，對用氣體滲透方法檢測塑料燃油箱的阻隔性能進行了深入探討，希望能（néng）給讀者提供有益的幫助。

二、氣體滲透法的檢測原理及方法

    通過檢測單位時間（jiān）內滲入塑料燃油箱內的（de）氧氣體積，來衡量塑料燃油箱阻隔性能的方（fāng）法叫氣體滲透法。

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

    在待測塑料燃油（yóu）箱上安裝三根不鏽鋼管，其中一根接高純氮氣，另外兩（liǎng）根排氣不鏽鋼管（guǎn）均安裝閥門。具體試驗方法為：首先開啟排空閥，關閉信號閥，通過氮氣不鏽鋼管向燃油箱內大流量吹掃（200ml/min）高純（chún）氮氣約40小時，稍開信號閥，讓（ràng）氮氣流（liú）流經氧氣傳感器，對由燃油箱內排出的氣體進行氧濃度檢測，當監測到的氣體氧濃度低到某一數值，且在幾個小時（shí）內沒有進一步變化時，說明滲入（rù）油箱內的氧分子和被氮氣帶走的氧分子數量相等，認為燃油箱內氧分子濃（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。此後滲入油箱內的氧分子將遠遠多於（yú）被氮氣帶走的數量，箱內氧氣濃度會逐漸上升，直（zhí）至達到新的平衡。此時的氧氣傳感器所監測到的氧（yǎng）氣（qì）濃度將會達到一個較高（gāo）值P。根據氮氣流（liú）量、濃度P即可推（tuī）算出（chū）單位時間內、一個塑料燃油箱的透氧量，單位（wèi）為ml/ pkg·day。

三、氣體滲透法檢測的特點

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

    空氣（qì）中的氧分子（zǐ）向燃油箱內的整個滲透過程可由電腦監測、記錄，最後得到的測試結果不僅僅是一個透氣數據，而是有許（xǔ）多數據的過程量。

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

    上麵介紹的測試方法是燃油箱在空氣中進行氧滲透試驗，而不（bú）是在氧氣中，這樣做節省了為燃油箱體提供氧氣環境的密（mì）封袋，及供氧設（shè）備、管道、閥門，但會使測試結果的（de）精（jīng）度降低（dī）5倍。鑒於上麵提到的該（gāi）實驗方法有足（zú）夠（gòu）高的精度，故現在（zài）試（shì）驗（yàn）時一般在空氣（qì）中進行，同時也為（wéi）以後（hòu）更高的檢測要求預留了發展空間。

四、試驗結果分（fèn）析

我們用上麵介紹的試驗方法對一組燃油箱（xiāng）分（fèn）別進行（háng）了滲透實（shí）驗，實驗數據見下表：

表中“透氧量（liàng）”的單（dān）位表示單個燃油箱一天（tiān）的氧氣透過體積（jī），體積計量是在標準大氣壓下的實驗室（shì）環境中（zhōng）；

    我們（men）通過試驗得出了大致（zhì）的燃油箱透氧量和燃油泄露量的對（duì）應關係，通過這一關係，計算出了上表中的“對應燃油泄漏量（liàng）”。

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

五、結束語

    塑料（liào）燃油箱的應用將會越來（lái）越廣泛，人（rén）們也一直在探索更加（jiā）理想的材料和更完美的加工方法。不（bú）斷地把新（xīn）技術、新方（fāng）法（fǎ）應用於塑料燃油箱的檢測，提高檢測的效率（lǜ）和精度，更好地為生（shēng）產和科研服務，將（jiāng）會是我們不斷奮鬥的（de）目標。

參考文獻：

周（zhōu）達飛.汽車（chē）用塑料——塑料在汽車中的應用北（běi）京：化學工業出版社

李（lǐ）尹熙.汽車（chē）用非金屬材料  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 塑料薄膜及薄片的氣體滲透率試驗方法