清洁度分析在航空航天业中至关重要，因为微小的污染物（通常肉眼无法看到）会缩短系统的使用寿命、导致系统出现故障，甚至会导致系统失效。这对于涡轮机、燃料管线和燃料箱等对洁净程度要求很高（对污染有严格限制）的系统尤其重要。为了应对这些风险，对航空航天制造部件上的颗粒污染进行微观检测已成为质量控制的一个基本方面。
在此，我们将深入探讨航空航天业清洁度分析的标准和流程，重点介绍可简化检测工作流程并增强清洁度数据可信度的解决方案。
航空航天业技术清洁度标准
对产品性能和安全的潜在风险的认识促使业界制定了严格的技术清洁度标准，既有针对特定公司的标准，也有国际性标准。这些标准要求提供有关制造部件颗粒污染的性质和数量的详细信息。
为了实现这一目标，许多航空航天部件制造商求助于专门用于评估技术清洁度的显微镜系统。这些显微镜系统支持生产环境中的清洁度监测，有助于大幅减少生产停机时间以及材料和能源的浪费。
基于显微镜的技术清洁度检测系统示例。
如何评估航空航天部件的清洁度
清洁度分析过程通常从在生产线上随机抽取部件开始。然后对这些部件进行取样，即通过提取过程，收集部件表面上的颗粒，供分析之用。
简而言之，提取过程包括以下步骤：
- 清洗部件，使颗粒进入到冲洗液中
- 颗粒被过滤出来，并收集在薄膜上
- 待颗粒干燥后，对薄膜进行称重，以获得被检部件的污染程度
值得注意的是，称量薄膜所提供的信息有限。要了解颗粒污染的具体情况，如颗粒的类型和大小，需要使用光学显微镜进行分析。
这种分析的结果至关重要，因为会根据国际标准对颗粒进行分级。有关这些颗粒性质的详细报告已汇编成册，其中包括每类颗粒的形状、大小分布和污染程度。
收集有关金属颗粒和其他颗粒类型的信息
有关颗粒性质的信息对于区分纤维和非纤维颗粒以及金属和非金属颗粒也非常重要。识别金属颗粒在许多清洁度检测应用中至关重要，原因如下：
- 金属颗粒比非金属颗粒更硬，对被测部件的潜在危害更大
- 金属颗粒会对机械和电气性能产生巨大影响
例如，内燃机中的金属颗粒不会燃烧。随着时间的推移，金属颗粒会缩短部件的使用寿命。金属颗粒还会对锂离子电池的生产构成风险，因为金属材料具有高导电性。值得注意的是，在生产过程中引入的金属杂质会引起短路并导致电池故障。
如果显微镜分析的结果表明有任何级别的颗粒数量超过了规定的限值，则被测部件不会通过清洁度分析。
航空航天部件清洁度检测所使用的其他采样技术
对于不希望或不可能清洗掉颗粒的部件，航空航天业的检测人员可以使用其他采样方法。
1. 航空航天部件的胶带提拉取样
其中一个例子就是胶带提拉技术。根据ASTM E1216-11标准的详细规定，胶带提拉法是在部件表面贴上压敏胶带，再提拉胶带以收集污染物。在显微镜下对这些提取的颗粒进行分析，以获得有关污染程度的详细信息。将胶带（附有颗粒）安放在特殊的托架上，用显微镜对颗粒进行计数。
操作人员正在准备胶带提拉样品，以便在显微镜下进行清洁度分析。
然后，根据在检测区域中发现的颗粒数量推断出1000平方厘米区域的情况，获得可比值。因此，发现的颗粒数量也可用于计算清洁度或表面清洁度指数（SCI）。
计算表面清洁度指数（SCI）时，颗粒测量结果会根据颗粒大小进行加权，因为较大颗粒的破坏潜力远大于较小颗粒。每个粒度级别的颗粒数量乘以该加权因子，可得到每个粒度级别的SCI。然后将每个级别的SCI相加，可得出整个检测的SCI（如下面的屏幕截图所示）。
显微镜系统捕获的胶带提拉样品的清洁度分析结果，表明了表面清洁度指数。
2. 对洁净程度要求很高（对污染有严格限制）的航空航天部件进行采样
在另一个例子中，IEST-STD-CC1246E标准定义了指定和确定（对污染有严格限制的）航空航天部件表面清洁度的方法。这个标准也提到了1000 cm²部件表面。
该标准规定首先要将颗粒从物体表面冲洗下来，然后再过滤到薄膜上，以进行检测。然后标准中提到了也可以对使用胶带提拉法从表面上采集的颗粒，根据IEST-STD-CC1246E标准的分级进行识别。
可以结合使用各种提取方法，并呈现颗粒分析的结果。这样，技术清洁度检测就可以适应不同的质量规范和技术条件了。
航空航天部件清洁度检测的自动化
交钥匙自动化解决方案的采用，简化了航空航天部件的清洁度检测，同时提高了数据的可信度。例如，我们的CIX100检测系统可以简化从安放样品到生成专业、合规报告的整个流程。
图中的报告示例显示了根据ASTM E1216-11标准获得的胶带提拉样品的表面清洁度指数。
用户放好了样品后，CIX100系统就会使用引导式工作流程和自动化功能进行检测，加快了检测速度。这些功能有助于进行无需操作人员控制的测量，同时降低了样品污染的可能性。在一次扫描中，系统可以探测到小至2.5 µm的污染物，并区分金属颗粒、非金属颗粒和纤维。
软件还可根据样品类型（滤膜、胶带提拉样品或颗粒捕集器）优化检测区域和图像设置。软件还可根据所选标准生成结果并制作报告，使系统具有高度灵活性，可实现不同行业的不同检测目标。只需点击一下，即可生成专业报告。
在数据完整性和可追溯性至关重要的行业中，用户权限管理等功能非常关键。CIX100系统中的这些功能限制了某些用户访问关键参数，例如：
- 校准
- 检测配置和标准的修改
- 报告模板的定制
这些限制有助于提供更简单的工作流程，因此即使是新手操作员，也能根据适用标准进行可靠、可重复的清洁度检测。要了解如何进行从采样到制作报告的简化流程，欢迎随时联系我们的团队，要求演示。
