量塊的不合格因素分析和維護(hù)保養(yǎng)的探討

顧巧迎，陳 武

（寧波市計(jì)量測試研究院，浙江 寧波 315000）

量塊作為長度計(jì)量的載體源自于19世紀(jì)末，雖然經(jīng)歷了100多年的發(fā)展，但相較于其他復(fù)雜計(jì)量器具，它依然為單值量具。在計(jì)量溯源體系中，量塊作為重要的一環(huán)，是長度類計(jì)量器具最重要的量值傳遞者。

量塊雖然屬于穩(wěn)定性高的實(shí)物計(jì)量器具，但其對使用環(huán)境和維護(hù)保養(yǎng)的要求也很高[2]。在量塊的使用過程中，如果存在不規(guī)范的操作和不良的保存環(huán)境，極易造成量塊的失準(zhǔn)。量塊的失準(zhǔn)，輕則對企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，重則對計(jì)量機(jī)構(gòu)的溯源體系產(chǎn)生影響，為檢定校準(zhǔn)工作的開展帶來阻礙[4]。而在日常檢定過程中，經(jīng)常會(huì)遇到數(shù)據(jù)超差的量塊，追溯其原因，大部分是因?yàn)槭褂谜弑旧砣狈α繅K的維護(hù)保養(yǎng)知識。

1 量塊檢定數(shù)據(jù)分析

為更好地分析產(chǎn)生量塊失準(zhǔn)的原因，將本院2014年～2018年的四等、五等量塊檢定數(shù)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)（2018年至10月份），如圖1所示。隨著工業(yè)水平的發(fā)展，量塊的使用需求正在逐年攀升，年均增長量約在6%左右。從本院量塊檢定的大數(shù)據(jù)來看，近5年中，四等、五等量塊的年平均檢定量為998組（2018年按月均值計(jì)算年總數(shù)）。

而從圖2中，也可以看到，因量塊不合格而退檢的數(shù)量也在逐年提升。

進(jìn)一步分析可知，退檢數(shù)量的比例由2014年的2.7%，升高到2018年的3.8%；從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，近5年量塊的檢定不合格率在3.3%左右。2014年開始，對所有因不合格而退檢的量塊進(jìn)行了記錄，截止到2018年10月，共記錄有效數(shù)據(jù)159組，匯總數(shù)據(jù)見表1。由數(shù)據(jù)分析可知，造成量塊檢定不合格的因素基本集中在量塊的使用和保存上，主要表現(xiàn)為銹蝕、劃痕、碰傷和磁化，其中表面劃痕的比例高達(dá)67%。

圖1 2014年～2018年量塊檢定數(shù)量統(tǒng)計(jì)Fig.1 Statistics on the quantity of mass block verification in 2014～2018

表1 2014年～2018年量塊不合格因素統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of unqualified factors of gauge blocks from 2014 to 2018

2 量塊的維護(hù)保養(yǎng)

2.1 量塊的使用和保存環(huán)境

對于量塊的使用，應(yīng)強(qiáng)調(diào)環(huán)境的要求：首先，是溫度的要求。根據(jù)JJG 146-2011量塊檢定規(guī)程7.1.1要求，量塊使用的標(biāo)準(zhǔn)條件為溫度20℃，使用溫度應(yīng)在10℃～30℃范圍內(nèi)，異常溫度（高溫、低溫）都會(huì)不同程度地造成量塊偏差甚至報(bào)廢。

其次，是濕度要求。根據(jù)多年的量塊檢定使用經(jīng)驗(yàn)，量塊最適宜保存的濕度條件應(yīng)＜55%RH。而在使用時(shí)量塊長時(shí)間暴露在濕度＞80 %RH的環(huán)境下時(shí)，極易出現(xiàn)表面生銹的現(xiàn)象[1]。

2.2 量塊測量面劃痕的防護(hù)

依據(jù)表1的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，60%以上的不合格因素集中在量塊的劃痕上。由于量塊的使用特性，在量塊的使用過程中，不規(guī)范的操作極容易使其表面產(chǎn)生劃痕，導(dǎo)致量塊的超差。因此，需加強(qiáng)防護(hù)：

1）環(huán)境的清潔

具體表現(xiàn)在使用環(huán)節(jié)中的周圍環(huán)境應(yīng)無塵埃，防止量塊在研合或是與平板、平晶接觸時(shí)因塵埃的存在，導(dǎo)致表面的摩擦對其測量面造成劃痕。

2）工作臺(tái)面的清潔

圖2 2014年～2018年量塊退檢數(shù)量統(tǒng)計(jì)Fig.2 Statistics of the number of rejected blocks from 2014 to 2018

一般在量塊使用時(shí)，所觸碰到的臺(tái)面可能會(huì)存在毛刺、凸起的銹蝕塊、尖銳的磕碰處等，量塊測量面接觸前應(yīng)仔細(xì)檢查臺(tái)面的情況，如有異常，必須將臺(tái)面打磨清潔，光潔平整后方可使用。

3）量塊的存放

存放時(shí)不宜與尖銳物放在一起，量塊測量面與堅(jiān)硬的尖銳物觸碰后，基本無法修復(fù)。

2.3 量塊表面銹蝕的防護(hù)

20%以上的不合格量塊是因?yàn)楸砻娌煌潭鹊纳P，量塊測量面的銹蝕，會(huì)對其精度產(chǎn)生較大的影響，嚴(yán)重的情況下量塊因此而報(bào)廢，所以量塊的防銹是件不可忽視的工作。

1）量塊的涂油

量塊的涂油工作應(yīng)分為兩部分進(jìn)行，首先是在使用結(jié)束后的涂油，油的種類應(yīng)選擇航空汽油或無水酒精，采用干凈的軟布對量塊表面進(jìn)行擦拭，主要目的是為了去除使用過程中沾染的塵埃、碎屑、油污等；第二是長時(shí)間不用的量塊，應(yīng)涂抹防凡士林并在干燥的環(huán)境下保存（最好放置在干燥箱內(nèi)），同時(shí)由于長時(shí)間的放置，油也極有可能變質(zhì)腐化，定期清洗換油，一般每年進(jìn)行1～2次。

2）量塊的使用

人體皮膚會(huì)分泌汗液或油脂，如果直接接觸量塊，精度會(huì)受到較大的影響，同時(shí)也在一定程度上會(huì)使量塊測量面產(chǎn)生銹蝕，使用時(shí)忌用手直接觸摸，必須戴上手套。同時(shí)在使用過程中，應(yīng)注意盡量不要講話聊天，防止唾沫沾到量塊面上產(chǎn)生銹蝕。

3）量塊的研合

兩個(gè)或兩個(gè)以上量塊組合使用時(shí)，不宜用力過大，否則易使量塊產(chǎn)生變形[2]。在使用完畢后，應(yīng)及時(shí)拆開，長時(shí)間的研合容易使得量塊測量面生銹。

2.4 測量面碰傷的防護(hù)

碰傷對于量塊來說是比較嚴(yán)重的問題，約占不合格數(shù)量的1/10，仔細(xì)探究出現(xiàn)該問題的原因，主要是下述4點(diǎn)：

1）量塊的擺放

看似簡單的擺放工序，其實(shí)非常講究，如果不按照操作規(guī)范來擺放，輕則產(chǎn)生劃痕，重則就會(huì)造成磕碰。所以在量塊擺放時(shí)，應(yīng)整齊平整地按照格子的大小擺放，切記不能隨意亂擺，同時(shí)也應(yīng)注意測量面的位置，保護(hù)測量面不受到外力的擠壓、磨損。

2）量塊的取放

取放大量塊（＞10mm）時(shí)，應(yīng)采用大鑷子或在竹夾子上套上膠皮管，以增加與量塊間的摩擦力，并做好防護(hù)措施，防止量塊因不慎滑落而磕損。

3）盒子的移動(dòng)

移動(dòng)盒子時(shí)，應(yīng)小心謹(jǐn)慎、輕拿輕放、保持平穩(wěn)，防止量塊滑動(dòng)，使其表面相互碰撞。量塊劇烈碰撞不但會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷測量面，還會(huì)使量塊內(nèi)部應(yīng)力改變而產(chǎn)生變形。

4）磁化的防護(hù)

在檢定過程中，偶爾會(huì)有磁化的量塊出現(xiàn)，2014年～2018年共出現(xiàn)過4組量塊磁化，出現(xiàn)的概率不高，但結(jié)果是致命的。磁化的量塊不易清洗和研合，同時(shí)會(huì)吸附含鐵的粉末和鐵屑，最終使測量面產(chǎn)生劃痕，所以應(yīng)避免量塊磁化的出現(xiàn)。

預(yù)防量塊的磁化，量塊必須放置在遠(yuǎn)離磁場的位置，同時(shí)在使用量塊前，應(yīng)確保所處的工作環(huán)境或測量的儀器設(shè)備無磁性。

3 結(jié)語

以上分析可知，量塊的準(zhǔn)確度與其維護(hù)保養(yǎng)有著非常大的關(guān)聯(lián)，規(guī)范的操作能有效延長量塊的使用壽命，所以采取有效的維護(hù)保養(yǎng)措施是量塊使用的重要步驟，也是相關(guān)使用者應(yīng)重視的工作。