PERMEABILITY TEST OF AUTO PLASTIC FUEL CASE

WANG Yuan-ming

( JINAN LANGUANG M&E TECHNOLOGY CO.,LTD., JINAN SHANDONG,CHINA,250031 )

Abstract: The paper introduces some methods in testing the permeability of the auto plastic fuel case,including weight decreasing of whole fuel case, gas Permeability of plastic sheeting, and gas Permeability of whole fuel case, furthermore compares and analyzes the difference of these three testing methods.

Keywords: auto plastic fuel case, permeability, testing

1、問題的提出

    由於塑料燃油箱相對鋼板燃油（yóu）箱在安全性、耐腐蝕、使用壽命及加工工藝等方麵的強大優勢，目前塑（sù）料燃油箱正越來越多地被應用在汽車上。與鋼板（bǎn）燃油箱（xiāng）相比它有許多優越性，但其阻隔性能卻明（míng）顯地劣於鋼（gāng）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）出的產品分別進行燃油滲透試驗，比較其性能指標，為不斷推出更（gèng）好的（de）材料和更理想的加工方法提供依據（jù）。本文將（jiāng）介紹塑料燃油（yóu）箱阻隔性能檢測的幾種方法，希望能給讀者提供（gòng）有益幫（bāng）助。

2、用（yòng）減重法（fǎ）對汽車塑（sù）料燃油箱進行阻（zǔ）隔性能的檢測

    西歐、日本等國家部分廠商按 ECE標準的規定（dìng）對（duì）塑料燃油箱進行減重法（fǎ）滲透試驗。試驗方（fāng）法為：在燃油箱內（nèi）注入50％含芳香烴的燃（rán）油，稱量油箱和燃油（yóu）的總質（zhì）量M 0，在40℃的環境中（zhōng）放置56天後，再稱量此時油（yóu）箱和燃油的總質量（liàng）M 1，最後得出燃油每天的平均滲漏量△M：

△M=（M 0 - M 1）/56

    ECE標準要求△M不（bú）應超（chāo）過20g/24 小（xiǎo）時。北（běi）美、美國按 SHED標（biāo）準進行測試，方法和ECE基本（běn）一致，但要（yào）求△M值不超過2 g/24 小時。

    以上兩種減重法的檢測標準，對科研和（hé）生產起到了（le）很好的指導作用，該（gāi）試驗方法的（de）最大優點是最大限度（dù）地模擬了（le）燃油箱的正常使用狀態。但是該標準存在以下幾個難（nán）點：

    ?  測試周期長（zhǎng）。每次（cì）試驗需要 56天之久。

    ?  稱量困難。燃油箱自重與半箱燃油的質量總計約為 40 kg，也就是說，該試驗需要一台量程為50 kg，精度至（zhì）少為1g的稱量器（qì）具。

3、用（yòng）氣體滲透方（fāng）法對塑料燃油箱的塑料薄片進行阻（zǔ）隔性能檢測

    ASTM D3985規定了用等（děng）壓法對塑料薄片進行氧氣透過率試驗（yàn），試驗方法為（見下圖）：在塑料（liào）燃油箱（xiāng）上取一直徑約100毫米的塑料薄（báo）片，夾持（chí）在（zài）試驗腔內，讓（ràng）高純（chún）氧氣在薄片的一測流動，高純氮氣在薄片的另一測流動，氧分子穿過薄片擴散到另一側的氮（dàn）氣中，被流動的氮氣（qì）攜帶至傳感器，傳感器測量到氧氣的濃度（dù），從（cóng）而可推算出單位麵積、單（dān）位時（shí）間下塑料薄片的氧滲（shèn）透量，單位為 ml/m²·day。通過計算整個塑料燃油箱的表麵積，而計算（suàn）出單個燃油箱的氧滲透（tòu）量。

    該試驗方法優點是時間短，一次試驗周期約為3～7天；操作方（fāng）便，僅取一塊薄片，且（qiě）整個滲透過（guò）程由電腦監測、記錄；試驗（yàn）數據準確，一般透（tòu）氧設備的分（fèn）辨（biàn）率都在0.01 ml/m²·day，折合成質量僅為 0.014mg/m²·day。缺點是在取樣時，要把燃（rán）料箱破（pò）壞，並且測量得（dé）出的結果是試樣薄片（piàn）的滲（shèn）透量（liàng），整個箱體各處的塑料薄片厚薄不一、結構不同，由此對整個箱體進行推算，難免存在誤差；另外燃油箱上還（hái）有加油孔、通氣孔、接傳感器孔等開口，如果密封不嚴，也會（huì）形成（chéng）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（fǎ）對塑料燃油箱整體進行阻隔性能檢（jiǎn）測

    ASTM F1307規定了用等壓法（fǎ）對塑料容器進行阻隔（gé）性能試驗的測試方法，按（àn）這個標準，可以對塑（sù）料燃油箱整（zhěng）體進行阻隔性能檢測，該標準給出的試驗方法（fǎ）如下圖所示：用一不鏽鋼管向燃（rán）油箱裏輸入高純氮氣，用一高（gāo）阻隔的（de）塑料（liào）袋把燃（rán）油（yóu）箱密封起來，向塑料袋內輸入氧氣，並保持塑料袋內有一定壓力（lì），防止空氣侵入，燃（rán）油箱外的（de）氧氣會穿透燃油箱進入其內，箱內的（de）氧氣分子被氮氣攜帶出油箱，進入氧氣傳（chuán）感器，從而感應出氧氣的滲（shèn）透量。也可以不用外部的高阻隔塑料袋，而讓（ràng）油箱直（zhí）接沐浴在含20.9％氧氣的（de）空氣（qì）中，這樣得（dé）出的結果比前者小得多，但成比例關係。

    該（gāi）試驗方法（fǎ）除了擁（yōng）有塑料薄片試驗的所有優（yōu）點外（wài），還象減重法一樣為整體測試，模（mó）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，試驗結果更（gèng）加準確。

    目前在日本、美國等國家已經開（kāi）始按照（zhào） ASTM D3985和ASTM F1307標準進（jìn）行試（shì）驗（yàn），取得了比較理（lǐ）想的效果。

4、結束語

    塑料燃油箱的應用將會越來越廣泛，人們也（yě）一直探索（suǒ）更加理想的（de）材料和更完美的加（jiā）工方法，選擇準確（què）迅速（sù）的檢測方法，為科研和生產提供依（yī）據，將會是我們不斷努力的方（fāng）向。

參考文獻：

?  周達飛 .汽車用塑（sù）料——塑料在汽車中的應用 北京：化學工業出版社，2003

?  李尹熙 .汽車用非金屬材料（liào） 北京：北京理工大學出版社，1999

?  ASTM F3985 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（báo）膜（mó）及薄片（piàn）的氣體滲透率試驗方（fāng）法