济南兰光机电技术有限公司   聂合作

摘要: 介绍了检测汽车塑料燃油箱阻隔性能的几种方法：整体燃油箱减重法、塑料薄片气体渗透法、整体燃油箱气体渗透法，并对各种方法的优缺点进行了比较分析。
关键词：汽车塑料燃油箱,阻隔性能,整体燃油箱减重法,塑料薄片气体渗透法,整体燃油箱气体渗透法

 

1、问题的提出

    由于塑料燃油箱相对钢板燃油箱在安全性、耐腐蚀、使用寿命及加工工艺等方面的强大优势，目前塑料燃油箱正越来越多地被应用在汽车上。与钢板燃油箱相比它有许多优越性，但其阻隔性能却明显地劣于钢板燃油箱。要想获得高阻隔性能的塑料燃油箱，必须对不同材料、不同加工工艺生产出的产品分别进行燃油渗透试验，比较其性能指标，为不断推出更好的材料和更理想的加工方法提供依据。本文将介绍塑料燃油箱阻隔性能检测的几种方法，希望能给读者提供有益帮助。

2、用减重法对汽车塑料燃油箱进行阻隔性能的检测

    西欧、日本等国家部分厂商按 ECE标准的规定对塑料燃油箱进行减重法渗透试验。试验方法为：在燃油箱内注入50％含芳香烃的燃油，称量油箱和燃油的总质量M 0，在40℃的环境中放置56天后，再称量此时油箱和燃油的总质量M 1，*后得出燃油每天的平均渗漏量△M：

△M=（M 0 - M 1）/56

    ECE标准要求△M不应超过20g/24 小时。北美、美国按 SHED标准进行测试，方法和ECE基本一致，但要求△M值不超过2 g/24 小时。

    以上两种减重法的检测标准，对科研和生产起到了很好的指导作用，该试验方法的优点是限度地模拟了燃油箱的正常使用状态。但是该标准存在以下几个难点：

    •  测试周期长。每次试验需要 56天之久。

    •  称量困难。燃油箱自重与半箱燃油的质量总计约为 40 kg，也就是说，该试验需要一台量程为50 kg，精度至少为1g的称量器具。

3、用气体渗透方法对塑料燃油箱的塑料薄片进行阻隔性能检测

    ASTM D3985规定了用等压法对塑料薄片进行氧气透过率试验，试验方法为（见下图）：在塑料燃油箱上取一直径约100毫米的塑料薄片，夹持在试验腔内，让高纯氧气在薄片的一测流动，高纯氮气在薄片的另一测流动，氧分子穿过薄片扩散到另一侧的氮气中，被流动的氮气携带至传感器，传感器测量到氧气的浓度，从而可推算出单位面积、单位时间下塑料薄片的氧渗透量，单位为 ml/m²·day。通过计算整个塑料燃油箱的表面积，而计算出单个燃油箱的氧渗透量。

    该试验方法优点是时间短，一次试验周期约为3～7天；操作方便，仅取一块薄片，且整个渗透过程由电脑监测、记录；试验数据准确，一般透氧设备的分辨率都在0.01 ml/m²·day，折合成质量仅为 0.014mg/m²·day。缺点是在取样时，要把燃料箱破坏，并且测量得出的结果是试样薄片的渗透量，整个箱体各处的塑料薄片厚薄不一、结构不同，由此对整个箱体进行推算，难免存在误差；另外燃油箱上还有加油孔、通气孔、接传感器孔等开口，如果密封不严，也会形成渗漏，用该检测方法则无法考虑这一类的渗漏。

4、用气体渗透方法对塑料燃油箱整体进行阻隔性能检测

    ASTM F1307规定了用等压法对塑料容器进行阻隔性能试验的测试方法，按这个标准，可以对塑料燃油箱整体进行阻隔性能检测，该标准给出的试验方法如下图所示：用一不锈钢管向燃油箱里输入高纯氮气，用一高阻隔的塑料袋把燃油箱密封起来，向塑料袋内输入氧气，并保持塑料袋内有一定压力，防止空气侵入，燃油箱外的氧气会穿透燃油箱进入其内，箱内的氧气分子被氮气携带出油箱，进入氧气传感器，从而感应出氧气的渗透量。也可以不用外部的高阻隔塑料袋，而让油箱直接沐浴在含20.9％氧气的空气中，这样得出的结果比前者小得多，但成比例关系。

    该试验方法除了拥有塑料薄片试验的所有优点外，还象减重法一样为整体测试，模拟燃油箱的正常使用情况，更包括了箱体上各种开孔的密封因素，试验结果更加准确。

    目前在日本、美国等国家已经开始按照 ASTM D3985和ASTM F1307标准进行试验，取得了比较理想的效果。

4、结束语

    塑料燃油箱的应用将会越来越广泛，人们也一直探索更加理想的材料和更完美的加工方法，选择准确迅速的检测方法，为科研和生产提供依据，将会是我们不断努力的方向。