摘要: 介紹了檢測汽車塑料燃油箱阻隔性能的幾種方法：整體燃油箱減重法、塑料薄片氣體滲透法、整體燃油箱氣體滲透法，并對各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較分析。
關(guān)鍵詞：汽車塑料燃油箱,阻隔性能,整體燃油箱減重法,塑料薄片氣體滲透法,整體燃油箱氣體滲透法

 

1、問題的提出

    由于塑料燃油箱相對鋼板燃油箱在安全性、耐腐蝕、使用壽命及加工工藝等方面的強(qiáng)大優(yōu)勢，目前塑料燃油箱正越來越多地被應(yīng)用在汽車上。與鋼板燃油箱相比它有許多*性，但其阻隔性能卻明顯地劣于鋼板燃油箱。要想獲得高阻隔性能的塑料燃油箱，必須對不同材料、不同加工工藝生產(chǎn)出的產(chǎn)品分別進(jìn)行燃油滲透試驗(yàn)，比較其性能指標(biāo)，為不斷推出更好的材料和更理想的加工方法提供依據(jù)。本文將介紹塑料燃油箱阻隔性能檢測的幾種方法，希望能給讀者提供有益幫助。

2、用減重法對汽車塑料燃油箱進(jìn)行阻隔性能的檢測

    西歐、日本等國家部分廠商按 ECE標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定對塑料燃油箱進(jìn)行減重法滲透試驗(yàn)。試驗(yàn)方法為：在燃油箱內(nèi)注入50％含芳香烴的燃油，稱量油箱和燃油的總質(zhì)量M 0，在40℃的環(huán)境中放置56天后，再稱量此時(shí)油箱和燃油的總質(zhì)量M 1，zui后得出燃油每天的平均滲漏量△M：

△M=（M 0 - M 1）/56

    ECE標(biāo)準(zhǔn)要求△M不應(yīng)超過20g/24 小時(shí)。北美、美國按 SHED標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，方法和ECE基本一致，但要求△M值不超過2 g/24 小時(shí)。

    以上兩種減重法的檢測標(biāo)準(zhǔn)，對科研和生產(chǎn)起到了很好的指導(dǎo)作用，該試驗(yàn)方法的zui大優(yōu)點(diǎn)是zui大限度地模擬了燃油箱的正常使用狀態(tài)。但是該標(biāo)準(zhǔn)存在以下幾個難點(diǎn)：

    •  測試周期長。每次試驗(yàn)需要 56天之久。

    •  稱量困難。燃油箱自重與半箱燃油的質(zhì)量總計(jì)約為 40 kg，也就是說，該試驗(yàn)需要一臺量程為50 kg，精度至少為1g的稱量器具。

3、用氣體滲透方法對塑料燃油箱的塑料薄片進(jìn)行阻隔性能檢測

    ASTM D3985規(guī)定了用等壓法對塑料薄片進(jìn)行氧氣透過率試驗(yàn)，試驗(yàn)方法為（見下圖）：在塑料燃油箱上取一直徑約100毫米的塑料薄片，夾持在試驗(yàn)腔內(nèi)，讓高純氧氣在薄片的一測流動，高純氮?dú)庠诒∑牧硪粶y流動，氧分子穿過薄片擴(kuò)散到另一側(cè)的氮?dú)庵?，被流動的氮?dú)鈹y帶至傳感器，傳感器測量到氧氣的濃度，從而可推算出單位面積、單位時(shí)間下塑料薄片的氧滲透量，單位為 ml/m²·day。通過計(jì)算整個塑料燃油箱的表面積，而計(jì)算出單個燃油箱的氧滲透量。

    該試驗(yàn)方法優(yōu)點(diǎn)是時(shí)間短，一次試驗(yàn)周期約為3～7天；操作方便，僅取一塊薄片，且整個滲透過程由電腦監(jiān)測、記錄；試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，一般透氧設(shè)備的分辨率都在0.01 ml/m²·day，折合成質(zhì)量僅為 0.014mg/m²·day。缺點(diǎn)是在取樣時(shí)，要把燃料箱破壞，并且測量得出的結(jié)果是試樣薄片的滲透量，整個箱體各處的塑料薄片厚薄不一、結(jié)構(gòu)不同，由此對整個箱體進(jìn)行推算，難免存在誤差；另外燃油箱上還有加油孔、通氣孔、接傳感器孔等開口，如果密封不嚴(yán)，也會形成滲漏，用該檢測方法則無法考慮這一類的滲漏。

4、用氣體滲透方法對塑料燃油箱整體進(jìn)行阻隔性能檢測

    ASTM F1307規(guī)定了用等壓法對塑料容器進(jìn)行阻隔性能試驗(yàn)的測試方法，按這個標(biāo)準(zhǔn)，可以對塑料燃油箱整體進(jìn)行阻隔性能檢測，該標(biāo)準(zhǔn)給出的試驗(yàn)方法如下圖所示：用一不銹鋼管向燃油箱里輸入高純氮?dú)?，用一高阻隔的塑料袋把燃油箱密封起來，向塑料袋?nèi)輸入氧氣，并保持塑料袋內(nèi)有一定壓力，防止空氣侵入，燃油箱外的氧氣會穿透燃油箱進(jìn)入其內(nèi)，箱內(nèi)的氧氣分子被氮?dú)鈹y帶出油箱，進(jìn)入氧氣傳感器，從而感應(yīng)出氧氣的滲透量。也可以不用外部的高阻隔塑料袋，而讓油箱直接沐浴在含20.9％氧氣的空氣中，這樣得出的結(jié)果比前者小得多，但成比例關(guān)系。

    該試驗(yàn)方法除了擁有塑料薄片試驗(yàn)的所有優(yōu)點(diǎn)外，還象減重法一樣為整體測試，模擬燃油箱的正常使用情況，更包括了箱體上各種開孔的密封因素，試驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

    目前在日本、美國等國家已經(jīng)開始按照 ASTM D3985和ASTM F1307標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，取得了比較理想的效果。

4、結(jié)束語

    塑料燃油箱的應(yīng)用將會越來越廣泛，人們也一直探索更加理想的材料和更的加工方法，選擇準(zhǔn)確迅速的檢測方法，為科研和生產(chǎn)提供依據(jù)，將會是我們不斷努力的方向。