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  • 28. Dezember 2011

    Messverfahren – die Abklingmessung

    Innerhalb der Sauberfertigung hat die vollständige Erfassung der Partikelfracht sauberkeitsrelevanter Bereiche höchste Priorität. Lässt sich technisch bedingt eine Kompletterhebung der Bauteilverschmutzung mittels direkter Untersuchungsmethodik nicht durchführen, so kommen indirekte Partikel-Extraktionsverfahren zum Einsatz, deren Eignung durch eine Abklingmessung verifiziert werden muss.

    Abklingmessung-Messtechnik

    Messtechnische Untersuchungen im Labor des Unternehmens CleanControlling (Foto: CleanControlling)

    Kernpunkt dieser Methode ist die Vorbereitung der entsprechenden Bauteile auf eine möglichst exakte Bestimmung der Partikelfracht. Dies geschieht mittels Extraktion der Partikel unter Zuhilfenahme von Flüssigkeiten. Partikel werden dabei von den betreffenden – oftmals schwer zugänglichen – Bereichen der Bauteile unter Zuhilfenahme speziell entwickelter Anwendungsverfahren abgereinigt. Damit wird erreicht, dass sich die Partikel in der jeweils angewandten Flüssigkeit ansammeln, um sie dann mit der Zielsetzung sicherer Ergebnisse zu analysieren zu können.

    Messverfahren – Sauberkeit der Bauteile ermitteln

    Bei dieser Analyse-Form wirkt sich das Ergebnis des Extraktionsvorgangs maßgeblich darauf aus, ob die Sauberkeit eines Bauteils auch tatsächlich mit hoher Sicherheitsrelevanz getroffen werden kann. Experten fordern hinsichtlich der Prozedur der Extraktionsverfahren zur Sauberkeitsprüfung genaue Beschreibungen, die Aussagen treffen lassen, wie vollständig die Partikel abgereinigt werden. Wie weiter oben bereits angesprochen wurde, bietet eine absolute Bestimmungsmöglichkeit durch Analyseverfahren wie beispielsweise Ultraschall, Gravimetrie und andere direkte Analyseverfahren in diesen Fällen keine verlässliche Aussagekraft der tatsächlich vorhandenen Partikelfracht. Um eine solche Beschreibung überhaupt treffen zu können, ist es daher notwendig, eine Abklingmessung durchzuführen.

    Abklingmessung – Mehrfachbeprobung führt zum Ziel

    Dabei wird durch eine mehrfach zu wiederholende Proben-Analyse der betroffenen Bauteile festgestellt, ob es zu einer jeweiligen Abnahme der Partikelfracht kommt. In der Folge lassen sich damit klare Aussagen darüber treffen, ob mit den getroffenen Maßnahmen ein geeignetes Extraktionsverfahren erzielt wurde. Entscheidend ist es dabei, dass durch die bei der Abklingmessung eingesetzten Flüssigkeiten die jeweiligen Bauteile nicht angegriffen werden. Anderenfalls kommt es möglicherweise zu einer Ablösung von Partikel an der Bauteil-Oberfläche mit der Konsequenz, dass sich sichere Ergebnisse in Hinblick auf ein Abklingen der Sauberkeitswerte nicht erschließen lassen.

    Messverfahren – Analyse im Spezial-Labor

    Die durch eine Ablingmessung in Erfahrung gebrachten Ergebnisse sind deshalb von so großer Bedeutung, da sie recht präzise und erfolgversprechend die weiteren Maßnahmen zur Reduktion der Verschmutzungsgrade einleiten können. Die dazu erforderlichen Abklingmessungen werden von zertifizierten Analyse-Laboratorien wie etwa dem Unternehmen CleanCotrolling in Emmingen-Liptingen in Baden-Württemberg durchgeführt. Dabei werden betroffene Bauteile direkt zu Beginn in einem ersten Schritt einer Qualifizierungs-Analyse unterzogen, damit die zu dem Zeitpunkt vorhandenen Verschmutzungsgrade feststellt werden.

    Abklingmessung – gelöste Partikelfracht ermitteln

    Wichtig ist hierbei, dass für die Prozedur eine ausreichende Menge gleicher Bauteile zur Verfügung steht. Die nun gewonnen Analysewerte lassen die Bestimmung von beispielsweise der einzusetzenden Spülmenge zu. Doch auch weitere Analyse-Parameter können durch dieses Messverfahren erschlossen werden. Ist dies geschehen, so folgen in regelmäßigen Abständen erneute Beprobungen der Prüfobjekte, die dann fundierte Vergleichsergebnisse liefern und exakt Auskunft über die bisher abgelöste Partikelfracht geben.

    Messverfahren – Routine-Beprobung ist das Ziel

    Wie häufig eine Abklingmessung durchgeführt wird, hängt ganz davon ab, inwieweit die gewünschten Kriterien des Abklingens schon erzielt wurden. Dies bedeutet auch, dass im Falle negativer Ergebnisse die Bedingungen zur Beprobung geändert werden müssen. Zeigt die Abklingmessung jedoch, dass die erwünschten Ziele erreicht wurden und damit das Verhältnis der gelösten Partikelfracht zur der bis dorthin abgelösten Partikelfracht unter zehn Prozent liegt, so kann die Abklingmessung als erfolgreich gewertet und abgeschlossen werden. Aus den bisher gewonnen Ergebnissen lässt sich dann in einem nächsten Prozess die jeweilige Prüfspezifikation ermitteln. Sie ist dazu geeignet, eine Prozedur für die Routine-Beprobung der Prüfobjekte auszuarbeiten und schließlich zur Anwendung zu bringen.

    Abklingmessung – Mengen bestimmen Beprobung

    Bei der professionellen Abklingmessung im speziellen Analyse-Labor werden etwa 500 bis 1000cm² Oberflächen der Bauteile einer Probe unterzogen. Die Menge generiert sich aus Erfahrungswerten, hängt allerdings auch vom Verschmutzungsgrad der jeweiligen Bauteile an. Experten, wie etwa Dipl.-Ing. (FH) Volker Burger von CleanControlling erläutern hierzu, dass in einigen Kundenspezifikationen alternativ auch eine Formel mit der Waagen-Genauigkeit und der zulässigen Restschmutzmasse verwendet wird. Dabei gilt die Formel: Waagegenauigkeit * Faktor 50 / zulässige Restschmutzmasse.

    Messverfahren – Vorgehensweise auf einen Blick

    • Festlegung der geeigneten Beprobungsbedingungen
    • Festlegung der Prüflosgröße
    • Blindwertermittlung der Prüfeinrichtung ohne Bauteil
    • Wiederholte Anwendung der Beprobung auf das Prüflos mittels der gewählten Parameter
    • Präzise Einhaltung der gewählten Einstellungen sowie vorgegebenen Mengen der Prüfflüssigkeit sowie der Prüfzeit während der Beprobung
    • Ermittlung des Sauberkeitswertes der anfallenden Analyseflüssigkeit
    • Berechnungsbasis: Sauberkeitswert der zuletzt erfolgten Beprobung geteilt durch die Summe der Sauberkeitswerte der insgesamt erfolgten Beprobungen
    • Bestimmung des Abklingkriteriums: Sofern das Verhältnis kleiner als zehn Prozent beträgt, wird die die Beprobung als vollständig gewertet
    • Sofern das Verhältnis größer als zehn Prozent beträgt, so müssen weitere Abklingmessungen folgen
    • Änderung der Beprobungsbedingungen, sofern sechs Beprobungen das Abklingkriterium nicht erzielt hat. Alle oben genannte Schritte sind dann erneut durchzuführen

    Abklingmessung – Forum Technische Sauberkeit

    Das Internet-Portal CleanControlling bietet ein Forum Technische Sauberkeit, das als Kommunikationsplattform dient und zum Austausch und Dialog anregt. Auch hier steht das Thema „Abklingmessung“ zur Diskussion. Fachleute, Neueinsteiger und Interessierte sind herzlich eingeladen, sich hier aktiv einzubringen und Erfahrungen auszutauschen. Fragen zu diesem Themenkomplex sind herzlich willkommen und werden so rasch wie möglich qualifiziert beantwortet.

     

    Verweise:

    Verweise:
    Korrelative Mikroskopie zur Partikel-Analytik
    Mikrotomographie zur Partikel-Analyse
    Partikel – Störgrößen bei Messverfahren
    Der „Illig“-Wert
    Gravimetrie – Wägen im Mikrogramm-Bereich
    Auf der Jagd mit Partikelfallen
    Verfahren zur Partikelmessung
    EDX-Analyse zur Partikel-Messung

    Literatur:
    VDA 19 Teil 2


    Verfasst von Ursula Pidun

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    Veröffentlicht in Technische Sauberkeit, Messtechnik

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