如何來確定濾芯的結構完整性指標？（二）

分類：產品知識
作者：1
來源：利菲爾特
發布時間：2023-12-02
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如何來確定濾芯的結構完整性指標？（二）

【概要描述】結構完整性試驗臺是采用非破壞的方式測試試驗材料孔徑和精度的儀器，可根據采集的第一冒泡點及群泡點直接換算出濾材、濾芯的冒泡孔隙直徑和過濾精度，并根據需要可對試驗數據存儲、查詢與打印。

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2、結構完整性不達標的危害性

我們過濾材料本質很好，在濾芯制作過程將濾材壓破或制作不完整，則會大大影響原有的過濾精度。濾芯造成通油旁路未經濾層，其后果是有效過濾比β值下降。

濾芯有效過濾比可用下式計算：

βe——濾芯有效過濾比；

β——濾芯無旁路泄漏的過濾比；

α——旁路流量比（旁路流量與濾芯總流量比）

從上式看出，α=0時，是無旁路泄漏情況βe＝β。就是說完整度好的濾芯之有效過渡比與原濾材相同。也可以說與原設計試驗驗證結果一致。而有破損有旁路的濾芯之過濾比總要比原濾比小。過濾比小，則過濾精度達不到設計要求。即α值越大濾芯有效β值越小。圖中描繪了濾芯泄漏量對系統污染度的影響度。圖中β5過濾比告訴我們：當濾芯“完整度”好時（α=0）β5過濾比可以達到1000；當“完整度”很差時，β5濾后顆粒數由理想清潔度的900個加上破損處通過的100000個，下游污染度要大大升高。圖中顯示β5的濾芯下游5微米顆粒控制能力，晚期是初期數量的100倍。（Nd由900升至100900），濾芯整體過濾比由1000降為9.9108

圖3濾芯旁路后過濾比變化圖

通過上圖我們可以看出濾芯旁路點的顆粒控制量對濾芯的過濾性能有決定性的影響，而和這個值直接對應的指標就是該旁路點的最大孔徑值。

濾清器的設計人員通過對濾清器的冒泡壓力值測定，然后把這個測試結果和該濾芯的顆粒測試法多次通過試驗進行關聯，就可以得到一個比較科學的濾芯完整度冒泡指標，從而以簡便的方法來控制濾清器的質量。在制藥領域的濾清器制造也是利用該方法，把高精度濾芯的冒泡壓力值和細菌挑戰試驗的指標相關聯，來判定該濾芯的合格指標。

實際在測量完整性試驗時，通過第一冒泡時的壓力值來判定的，在沒有制造缺陷的情況下，此值只和濾芯（材）材料的孔徑有關。由此看出，第一冒泡點的壓力也是判定濾芯（材）的完整度的一個基礎。

3、如何來確定合理的結構完整性指標

3.1確定影響濾清器的結構完整性的因素

影響濾清器的結構完整性的有如下幾個因素：1 濾材在加工后本身的結構是否有損傷低于要求值。2 濾層的粘接合縫工藝是否合格。3 濾清器的濾層和端蓋粘接處是否有缺陷。4 濾層的選擇是否可以滿足過濾器精度的需要。

前3個因素其實都是在濾芯生產過程中生產工藝和質量水平的技術指標。它們的技術要求是由第4個指標濾材的技術指標來決定的。即由于前三項技術指標未達標造成的漏洞不能影響濾材的基本性能。反映到具體性能指標就是濾材加工、合縫連接、端蓋連接造成的最大孔徑值不能大于正常狀態主濾層的最大孔徑值。

因此影響濾清器結構完整性因素最關鍵的指標是濾材的最大孔徑值是否合乎要求。那么這個值我們該如何來確定。

首先要確定控制系統污染度濾清器所選用主過濾濾材的最大孔徑。濾清器的品種很多，有些品種濾芯的過濾層只有一層，那么主濾材也就指的是它，但是有些高精度濾清器分多層，主濾材就分為納污層和過濾層，主濾層就應該是過濾層的濾材。從這個概念我們知道了流程應該是這樣的：1選定濾清器的主濾材。2測出該濾材的過濾精度值。3利用冒泡試驗法測出對應的初始冒泡點壓力值。4選定這個值后利用后續試驗(如粒子計數法效率試驗)來對這個數據進行實際驗證。

3.2確定過濾濾材的過濾精度值

方法是粒子計數法效率試驗來證實其真實的過濾精度確實符合要求。這個階段是濾芯研發過程中最關鍵的步驟，因為在此之前濾材廠商提供的技術指標是否本濾芯的實際性能要認真反復的進行驗證，如果是新品研發濾材上游廠商根本沒有提供任何有用的資料，那么所有的數據都要靠試驗反復積累，從中選材進行對比分析然后找出最能符合技術指標的方案。

3.3驗證合格的濾芯設計中主濾材的技術指標

濾芯設計的主濾材指的是過濾精度最高的一層材料，主要負責對最細小顆粒的最終攔截}，然后利用冒泡孔徑測試方法對其孔徑進行測試。得到的對應冒泡值基本上可以看做是濾芯結構完整性的合理數值。

注意，這里得到的數值結果應該是壓力值即pa，這個指標實際對應的是這個濾芯的最大孔徑，而通過上面的介紹我們也知道這個值不能對主濾材的過濾性能產生危害。

我們來舉例說明：

某系統中壓管路過濾器對精度的要求為10μm時β值為100。該產品設計定型后主濾材為國外某品牌的一個型號，資料顯示該型號特性為梯度復合濾材，標稱過濾精度推薦值為8-12μm，此粒徑尺寸對應的β值為100左右。

設計人員利用冒泡試驗方法對該型號濾材成批產品中抽了5個樣品進行了測試，參照標準計算方法為ISO4003 。