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高效过滤器检漏方法之计数扫描法

点击次数:284  发布时间:2017-02-06

1. 《洁净室施工及验收规范》(jgj71-90)中规定,被检高效过滤器必须已检测过风量,并 设计风速 80%-120%之间运行,对于被检高效过滤器上风侧的颗粒浓度对受控粒径对于≥0.5μm 粒子 的 浓 度 , 必 须 ≥3.5×104pc/l , 对 受 控 粒 径 ≥0.1μm的 粒 子 浓 度 , 必 须≥3.5×106-3.5×107pc/l。使用*小采样量>1l/min 的粒子计数器扫描法,对高效过滤器安装接缝和主断面进行扫描检测,检测点应距被测表面 20-30mm,测头以 5-20mm/s 的速度移动,对被检过滤器整个断面、封胶头和安装框架处进行扫描。


2. 在《洁净室施工及验收规范》中规定,由高效过滤器下风侧泄漏浓度换算成的穿透率来衡量是否合格,其合格标准如下。

对于高效过滤器:

k’=1-η k=c2/c1 k’表示高效过滤器的额定透过率; η表示高效过滤器的额定效率; k 表示高效过滤器的实际泄漏率; c1 表示上风侧含尘浓度; c2 表示高效过滤器下风侧含尘浓度。 规范规定,高效过滤器的实际泄漏率不得大于额定透过率的 2 倍,即 k≤2 k’。


3. 实际存在的问题

高效过滤器一般都在系统风量和各风口风量调整平衡后进行,根据规范要求各风口风量与设计的风量偏差小于 15%,这满足被检风口在接近设计风速下进行的条件。所以当风量平衡好后要及时进行高效过滤器泄漏的检测工作。

在工程上,对于大于 100 级的净化系统一般采用的粒子计数器的*小粒径通道为 0.3μm。所以,被检高效过滤器在上风侧的微粒浓度受控粒径为≥0.5μm,其浓度必须≥3.5×104pc/l,而一般大气尘的浓度为 5.3×104-2.5×105pc/l,这到了粒子计数器的读数上限范围。

在许多净化系统中,进入循环空调箱的新风经过过滤器的处理,浓度远远小于大气尘浓度,和回风混和后的浓度会更低。因此,在安装好的净化空调系统中引入大气,是值得慎重思考的问题。为了保证被检空气过滤器上游粒子浓度要求,而不破坏系统风量的平衡,在上游引入均匀浓度的人工气溶胶是理想的手段。引入的气溶胶浓度到底需要多少,这其实跟安装的高效过滤器的效率和粒子计数器的分辨率有关。粒子计数器*小位是个位,*小数为零。测试仪器一般都会有死区,如果要求的下游浓度小于10 颗为合格,这些数据是否有效,按照统计学的原理是很难保证的。

现在,国内大多以美国 dop 试验对 0.3μm 粒子的过滤效率作为高效过滤器的分类。所以采用计数扫描法检漏时,被测粒径应≥0.3μm,这对上游浓度的要求更好。按高效过滤器的效率 99.97%,下游浓度保证三个有效数字以内,则要求上游空气中粒径≥0.3μm 的微粒浓度至少约为 6×104pc/l。如果采用效率 99.99%效率的高效过滤器,上游≥0.3μm 的微粒浓度约为 2×105pc/l,这时上游≥0.5μm 的粒子浓度,远远≥3.5×104pc/l。所以,采用大气作为尘源已经不能满足测试要求。


4. 大流量的粒子计数器更适合用来检测高效过滤器的安装泄漏,空气采样量越大,测试结果就越具有代表性,准确度也就越高。规范要求的采样量是 1l/min,而我们多使用的采样量是 0.1cfm(2.83l/min),以此满足测试仪器的要求,但这样会影响到检漏的工作效率。以 610×610 高效过滤器为例,使用移动采样头在高效过滤器下侧采样时,采样速度 20mm/s,矩形 100×11.33 采样器至少需要 244 秒;圆形采样器的采样速度更慢,检漏扫描所用的时间更长。而 iso14644-3 《metrology and test methods》计算扫描速率和可接受观测计数法的计算法则对一般工程技术人员来说又比较难掌握,所以,今后国家在制定这方面的规范时,对不同级别的高效过滤器,建议采用合适的采样速率和可接受观测计数,方便工程测试人员实际操作。


5. dop 粒子扫描正压检漏法 检测人员必须注意规范中要求的采样时间、上游粒子浓度等参数在实际应用中的可操作性。在参与某一制药厂净化车间高效过滤器的检漏时,结合日本 jis-b-9927、美国 fedstd-209d 标准,采用laskin dop 粒子发生器产生大量稳定的符合要求的微粒子,以造成上游≥0.3μm 粒子浓度大于或等于1×105pc/l。在过滤器上游通过压缩空气(冷发生)将 dop 微粒均匀喷射在系统内,由于浓度一般大于1×105pc/l,超出检测仪器测量范围,所以在检测仪器前串联粒子浓度稀释器,使被测浓度在检测仪器测量范围。对出厂效率为 99.97%的高效过滤器检漏时,实测所得透过率应低于 0.06%,即实测所得颗粒浓度小于 0.06%c1(c1 为上游浓度)。粒子发生器在过滤器上游所发出的粒子浓度≥0.3μm 时为3.3×106pc/2.83l,对于不同风量系统,换算成下游极限浓度,如某一设计风量为 15000m3/h 净化空调系统下游极限浓度 1960pc/2.83l。待粒子发生器所发生气溶胶浓度稳定后,用粒子计数器对安装好的高效过滤器进行检漏试验。粒子计数器必须同时对高效过滤器外框和内表面分别进行两次扫描,过滤器上游也必须对风管中的气溶胶浓度进行两次采样测试,采样和扫面的周期必须相等,起止时间尽量要一致。


以规格为 610×610 高效过滤器为例,建议采用采样周期为一分钟,速率为 50mm/s。检漏前用高约500mm 的围挡放在高效过滤器的四周,可以防止高效过滤器外框以外的气流形成涡流,影响扫描测试的结果。过滤器的泄漏主要原因是外框密封圈的密封效果不好,或者滤料不够平整严密。实际应用中安装泄漏主要来自于外框,外框密封条的质量与泄漏有很大关系。因此,工程上检漏时会在高效过滤器得四周加放围挡,减小风口围挡下部出口面积时,围挡内形成一定正压,如果高效过滤器安装泄漏,粒子会通过围挡往外泄漏。这时粒子计数器可按 50mm/s 左右的速度在高效过滤器下 25mm 处扫描 1 分钟,即可判断过滤器是否泄漏,这就是“正压检漏法”。对于具有大量的高效过滤器风口的净化车间来说,高效正压检漏法的测试效果与传统的内外框扫描法相当,但效率提高了一倍。以一个有 60 个610×610mm 高效过滤器风口的净化空调系统为例,采用传统的方法扫描至少一般要两个小时,而采用正压检漏法*快只要一个小时,节省了一半以上的时间。