粒度測量與試驗篩標準化

對于顆粒狀及粉體狀固體物料，其粒度測量（或分檢）方法一般有兩種：篩分法與篩分以外的測量（或分檢）法。

篩分法，指用一個或多個試驗篩，通過分離混合顆粒進行固體物料粒度分析的方法。而篩分以外的測量（或分檢）法，則指用顯微鏡測定、沉積分析、光散射與衍射，以及圖象分析法等，對顆粒粒度進行測量的方法。

對化工產品，如肥料、化學礦、分子篩及催化劑等，其粒度測量方法多為篩分法。但近年來由于粉體工程技術所開發的超細粉狀無機化工產品，就要用篩分以外的測量方法來測量其粒度了。因此，在化工產品標準中，凡有粒度項目的，多用篩分法測定，故試驗篩的使用較為廣泛。現對國內外試驗篩標準情況作些介紹。

1 有關試驗篩的術語與定義

國標標準化組織第24技術委員會（ISO/TC24“篩、篩分及其它顆粒分檢方法”）制定了有關試驗篩的術語，主要有：

1. 顆粒：物料（不考慮其尺寸大小）的離散單元。

2. 篩面：具有形狀和尺寸相同、排列規則的篩孔的面。

3. 篩：篩分用的由安裝在篩框上的篩面構成的器具。

4. 試驗篩：符合試驗篩標準規定，用做分析待篩物料顆粒大小的篩。

5. 篩框：支撐篩面和限制被篩物料擴散的鋼性框架。

6. 篩孔尺寸：規定一個開孔的尺寸。

7. 金屬絲編織網：金屬絲相互交錯形成篩孔的篩面。

8. 穿孔板：具有大小相同對稱排列的篩孔的板所構成的篩面。

9. 篩分：按顆粒尺寸，用一個或多個篩分離混合顆粒的過程。

10. 篩分試驗：用一個或多個試驗篩的篩分。

(更多試驗篩術語及定義，請至公眾號：顆粒表征與分檢：知識— 試驗篩與篩分試驗 術語和定義)

2 試驗篩及其標準

1試驗篩種類

試驗篩分為以下3類：

（1）金屬絲編織網試驗篩；

（2）金屬穿孔板試驗篩；

（3）電成型薄板試驗篩。此種試驗篩適合于微細顆粒材料的篩分試驗。

此外，隨著科學技術的發展，非金屬篩面試驗篩正在開發研究中，如絲綢篩面、橡膠篩面的試驗篩等。

在化工產品粒度分析中，經常使用的是前兩類試驗篩，即：金屬絲編織網試驗篩和金屬穿孔板試驗篩。

2試驗篩篩孔系列

前已敘述，篩是由安裝在篩框上的篩面所構成的，而篩孔則是篩面的一個重要參數。在粒度測量中，一般均以篩孔尺寸表示顆粒的大小，所以篩孔尺寸是試驗篩的核心。由于粒度測量的精度在很大程度上取決于篩孔的尺寸精度，因此對篩孔尺寸偏差的要求，也是極為重要的。

ISO 565—1983《試驗篩金屬絲編織網、篩板和電成型薄板公稱網孔尺寸》標準根據網產品的類型，規定了篩孔尺寸系列。這一標準是lSO/TC24依據ISO/TC19“優先數系技術委員會”提出的標準制定的。

眾所周知，優先數系（Rr）的基本系列是R5、R10、R20和R40等的系列；而優先數的派生系列，則是從基本系列Rr中，每p項取值導出的系列，以Rr/p表示。如R40/3系列，就是在R40系列中，從某一項開始，每后數3項取一項。假如從1開始，就可得出：1.18，1.40，1.70，2.00??這樣的數列。

ISO 565—1983確定了篩孔主要尺寸系列為R20/3，補充尺寸系列為R20和R40/3。各系列中依次尺寸的公比為：R20/3—1.40，R40/3—1.19，R2 0—1.12。

ISO 565規定：“建議盡可能采用主要尺寸系列，假如要求更密的系列，應只能從一個補充系列R20或 R 40/3中選取，而不允許從兩個系列中選取。

從資料看，各國一般選用R20系列或R40/ 3系列。如德國、法國、加拿大等國選用R20系列，美國、英國，澳大利亞和日本等國則選用R40/3系列。

我國國家標準GB6003—85《試驗篩》，系參照國際標準制訂的，并列了R20系列和R40/3系列。

3GB 6003-85《試驗篩》內容簡介

GB 6003-85《試驗篩》適用于金屬絲編織網試驗篩和金屬穿孔板試驗篩。

該標準采用了國際標準所規定的標記方法，即篩孔尺寸1mm和1mm以上時，用毫米（mm）表示，1 mm以下用微米（μm）表示。

對金屬絲編織網篩面，該標準規定了篩孔基本尺寸、篩孔尺寸偏差（極限偏差、平均尺寸偏差、中間偏差）和金屬絲直徑（基本尺寸、極限偏差）。

對金屬穿孔板篩面，標準規定了篩孔基本尺寸、篩孔尺寸偏差、最佳孔距、最佳板厚及允許選擇范圍。

該標準對試驗篩的型式與尺寸也作出規定（包括篩框規格與尺寸）。

標準中規定了試驗篩標記方法，如：

篩框規格為Φ200×50mm、篩孔基本尺寸為1.40mm的金屬絲編織網試驗篩，其標記為：

Φ200×50/1.40 GB6003—85；

篩框規格為Φ200×50mm、篩孔基本尺寸為20.0mm的方孔和圓孔的穿孔板試驗篩，分別標記為：

Φ200× 50/20.2—方孔 GB 6003—85

Φ200 × 50/20.0—圓孔GB 6003—85

該標準還規定了試驗篩的檢驗方法，包括篩孔尺寸的檢驗方法。

3 在編寫粒度測量方法標準時應注意的幾個問題

1關于篩孔系列的選取

我國的試驗篩標準GB6003中，并列了R20系列和R40/3系列。據該標準主要起草人解釋，這一點雖然不大符合ISO565的規定，但卻是符合我國國情的，只要各部門對篩孔系列的選取作出統一規定，從一個補充系列中選取，也是合理、可行的。

為了在化工產品標準中統一篩孔系列，化工部科技局標準處于1986年規定選用R40/3系列，并已發文通知有關的標準化歸口單位。因此，在制定化工產品粒度分析方法標準時，應選用R40/3篩孔系列。不應該有時從R40/3系列中選取，有時又從R20系列中選取。

2關于顆粒大小的表示

在粒度測量中，顆粒大小是用篩孔尺寸表示的。因此，正確表示篩孔尺寸是很關鍵的。

在GB 6003—85《試驗篩》標準制訂之前，我國無試驗篩標準，各部門使用的試驗篩均沿用國外的舊篩制。這些舊篩制，與新標準試驗篩級的表示方法有很大差別，如，有以篩孔孔經表示的，有以篩號No表示的，還有以網目（mesh）表示的。近年來，國外均摒棄了舊篩制，改為以篩孔的實際孔徑作為試驗篩篩級名稱，這與國際標準規定是一致的。國內由于習慣勢力，至今仍有以目或篩號（No）表示顆粒大小的，極不合理。以目（mesh）或篩號（No）來表示顆粒大小，會造成粒度測量結果無統一的尺度，致使其無法比較。如，若以目表示結果，同為3.35mm的顆粒，按英國篩制可表示為5目，但美國泰勒（Tyler）篩制則為6目。如果報出的測量結果為5目，可以認為其顆粒為3.35mm，也可認為是4 mm（泰勒篩舊制5目為4mm）。再如，同為63μm的顆粒，若以篩號表示，可以為No230（ASTM制），也可以為100號（DIN制）。由此可見，舊篩制無法正確表示顆粒的大小，因此以篩孔尺寸表示顆粒大小，能給使用者以直觀的概念，是合理的。

我們應該按照GB6003的規定，用毫米或微米表示的篩孔尺寸來表示顆粒的大小。

今后，化工標準的有關條款中應寫明：使用GB 6003—85中R40/3系列試驗篩，并寫明篩孔尺寸。

為便于廣大讀者了解我國及一些國家試驗篩標準，現將我國試驗篩標準及美國、英國、德國、日本等發達國家試驗篩標準所規定的篩孔尺寸列一對照表，并盡可能將新舊制一并列出。

作者：鄭淳之