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箱在安全性、耐腐蝕、使用壽命及加工工藝等方面的強大優勢，目前塑料燃油箱正越來越多地被應用在汽車上。與鋼板燃油箱相比它有許多優越性，但其阻隔性能卻明顯地劣於鋼板燃油箱。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，為不斷推出更好的材料和更理想的加工方法提供依據。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行阻隔性能的檢測

    西歐、日本等國家部分廠商按 ECE標准的規定對塑料燃油箱進行減重法滲透試驗。試驗方法為：在燃油箱內注入50％含芳香烴的燃油，稱量油箱和燃油的總質量M 0，在40℃的環境中放置56天後，再稱量此時油箱和燃油的總質量M 1，最後得出燃油每天的平均滲漏量△M：

△M=（M 0 - M 1）/56

    ECE標准要求△M不應超過20g/24 小時。北美、美國按 SHED標准進行測試，方法和ECE基本一致，但要求△M值不超過2 g/24 小時。

    以上兩種減重法的檢測標准，對科研和生產起到了很好的指導作用，該試驗方法的最大優點是最大限度地模擬了燃油箱的正常使用狀態。但是該標准存在以下幾個難點：

    ?  測試周期長。每次試驗需要 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行阻隔性能檢測

    ASTM D3985規定了用等壓法對塑料薄片進行氧氣透過率試驗，試驗方法為（見下圖）：在塑料燃油箱上取一直徑約100毫米的塑料薄片，夾持在試驗腔內，讓高純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氣中，被流動的氮氣攜帶至傳感器，傳感器測量到氧氣的濃度，從而可推算出單位面積、單位時間下塑料薄片的氧滲透量，單位為 ml/m²·day。通過計算整個塑料燃油箱的表面積，而計算出單個燃油箱的氧滲透量。

    該試驗方法優點是時間短，一次試驗周期約為3～7天；操作方便，僅取一塊薄片，且整個滲透過程由電腦監測、記錄；試驗數據准確，一般透氧設備的分辨率都在0.01 ml/m²·day，折合成質量僅為 0.014mg/m²·day。缺點是在取樣時，要把燃料箱破壞，並且測量得出的結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；另外燃油箱上還有加油孔、通氣孔、接傳感器孔等開口，如果密封不嚴，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行阻隔性能檢測

    ASTM F1307規定了用等壓法對塑料容器進行阻隔性能試驗的測試方法，按這個標准，可以對塑料燃油箱整體進行阻隔性能檢測，該標准給出的試驗方法如下圖所示：用一不鏽鋼管向燃油箱裡輸入高純氮氣，用一高阻隔的塑料袋把燃油箱密封起來，向塑料袋內輸入氧氣，並保持塑料袋內有一定壓力，防止空氣侵入，燃油箱外的氧氣會穿透燃油箱進入其內，箱內的氧氣分子被氮氣攜帶出油箱，進入氧氣傳感器，從而感應出氧氣的滲透量。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，這樣得出的結果比前者小得多，但成比例關系。

    該試驗方法除了擁有塑料薄片試驗的所有優點外，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，試驗結果更加准確。

    目前在日本、美國等國家已經開始按照 ASTM D3985和ASTM F1307標准進行試驗，取得了比較理想的效果。

4、結束語

    塑料燃油箱的應用將會越來越廣泛，人們也一直探索更加理想的材料和更完美的加工方法，選擇准確迅速的檢測方法，為科研和生產提供依據，將會是我們不斷努力的方向。

參考文獻：

?  周達飛 .汽車用塑料——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 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 塑料薄膜及薄片的氣體滲透率試驗方法