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高效過濾器檢測和檢漏的區(qū)別

高效過濾器檢測方法之DOP計(jì)數(shù)掃描法

高效過濾器是空氣凈化技術(shù)的核心，它的安裝是否合格直接關(guān)系到潔凈空間能否達(dá)到要求的潔凈級別。高效過濾器安裝后泄漏檢測的方法有計(jì)數(shù)掃描法、光度計(jì)掃描法、變風(fēng)量檢漏法、發(fā)煙檢漏法等[1]，我國的相關(guān)規(guī)范建議使用粒子計(jì)數(shù)器法。

粒子計(jì)數(shù)掃描法

《潔凈室施工及驗(yàn)收規(guī)范》（JGJ71-90）中規(guī)定，被檢高效空氣過濾器必須已檢測過風(fēng)量，并在設(shè)計(jì)風(fēng)速80%～120%之間運(yùn)行，對于被檢高效過濾器上風(fēng)側(cè)的顆粒濃度對受控粒徑對于≥0.5μm粒子的濃度，必須≥3.5×104pc/L，對受控粒徑≥0.1μm的粒子濃度，必須≥3.5×106～3.5×107pc/L。

使用最小采樣量＞1L/min的粒子計(jì)數(shù)器掃描法，對高效過濾器安裝接縫和主斷面進(jìn)行掃描檢測，檢測點(diǎn)應(yīng)距被測表面20～30mm，測頭以5～20mm/s的速度移動(dòng)，對被檢過濾器整個(gè)斷面、封膠頭和安裝框架處進(jìn)行掃描。

在《潔凈室施工及驗(yàn)收規(guī)范》中規(guī)定，由高效過濾器下風(fēng)側(cè)泄漏濃度換算成的穿透率來衡量是否合格，其合格標(biāo)準(zhǔn)如下。

對于高效空氣過濾器：公式中K表示出廠時(shí)檢測合格的透過率；K′表示泄漏濃度換算成的透過率；c1表示上風(fēng)側(cè)含塵濃度；c2表示高效過濾器下風(fēng)側(cè)含塵濃度。

高效過濾器的安裝泄漏的要求，穿透率的限值為“2K”。

實(shí)際存在的問題

高效過濾器一般都在系統(tǒng)風(fēng)量和各風(fēng)口風(fēng)量調(diào)整平衡后進(jìn)行，根據(jù)規(guī)范要求各風(fēng)口風(fēng)量與設(shè)計(jì)的風(fēng)量偏差小于15％[2]，這滿足被檢風(fēng)口在接近設(shè)計(jì)風(fēng)速下進(jìn)行的條件。所以當(dāng)風(fēng)量平衡好后要及時(shí)進(jìn)行高效過濾器泄漏的檢測工作。在工程上，對于大于五級（100級）的凈化系統(tǒng)一般采用的粒子計(jì)數(shù)器的最小粒徑通道為0.3μm。所以，被檢高效過濾器在上風(fēng)側(cè)的微粒濃度受控粒徑為≥0.5μm，其濃度必須≥3.5×104pc/L，而一般大氣塵的濃度為5.3×104～2.5×105pc/L[3]，這到了粒子計(jì)數(shù)器的讀數(shù)上限范圍。

在許多凈化系統(tǒng)中，進(jìn)入循環(huán)空調(diào)箱的新風(fēng)經(jīng)過過濾器的處理，濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于大氣塵濃度，和回風(fēng)混和后的濃度會(huì)更低。因此，在安裝好的凈化空調(diào)系統(tǒng)中引入大氣，是值得慎重思考的問題。為了保證被檢空氣過濾器上游粒子濃度要求，而不破壞系統(tǒng)風(fēng)量的平衡，在上游引入均勻濃度的人工氣溶膠是理想的手段。引入的氣溶膠濃度到底需要多少，這其實(shí)跟安裝的高效過濾器的效率和粒子計(jì)數(shù)器的分辨率有關(guān)。粒子計(jì)數(shù)器最小位是個(gè)位，最小數(shù)為零。測試儀器一般都會(huì)有死區(qū)，如果要求的下游濃度小于10顆為合格，這些數(shù)據(jù)是否有效，按照統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理是很難保證的。

現(xiàn)在，國內(nèi)大多以美國DOP試驗(yàn)對0.3μm粒子的過濾效率作為高效過濾器的分類。所以采用計(jì)數(shù)掃描法檢漏時(shí)，被測粒徑應(yīng)≥0.3μm，這對上游濃度的要求更好。按高效過濾器的效率99.97％，采用公式（1）計(jì)算，下游濃度保證三個(gè)有效數(shù)字以內(nèi)，則要求上游空氣中粒徑≥0.3μm的微粒濃度至少約為6×104pc/L。如果采用效率99.99%效率的高效過濾器，上游≥0.3μm的微粒濃度約為2×105pc/L，這時(shí)上游≥0.5μm的粒子濃度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)≥3.5×104pc/L。所以，采用大氣作為塵源已經(jīng)不能滿足測試要求。

大流量的粒子計(jì)數(shù)器更適合用來檢測高效過濾器的安裝泄漏，空氣采樣量越大，測試結(jié)果就越具有代表性，準(zhǔn)確度也就越高。規(guī)范要求的采樣量是1L/min，而我們多使用的采樣量是0.1cfm（2.83L/min），以此滿足測試儀器的要求，但這樣會(huì)影響到檢漏的工作效率。以610×610高效過濾器為例，使用移動(dòng)采樣頭在高效過濾器下側(cè)采樣時(shí)，采樣速度20mm/s,矩形100×11.33采樣器[4]至少需要244秒；圓形采樣器的采樣速度更慢，檢漏掃描所用的時(shí)間更長。而ISO14644-3《Metrology and test methods》計(jì)算掃描速率和可接受觀測計(jì)數(shù)法的計(jì)算法則對一般工程技術(shù)人員來說又比較難掌握，所以，今后國家在制定這方面的規(guī)范時(shí)，對不同級別的高效過濾器，建議采用合適的采樣速率和可接受觀測計(jì)數(shù)，方便工程測試人員實(shí)際操作。

DOP粒子掃描正壓檢漏法

檢測人員必須注意規(guī)范中要求的采樣時(shí)間、上游粒子濃度等參數(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的可操作性。作者在參與某一制藥廠凈化車間高效過濾器的檢漏時(shí)，結(jié)合日本JIS-B-9927、美國FEDSTD-209D標(biāo)準(zhǔn)，采用Laskin DOP粒子發(fā)生器產(chǎn)生大量穩(wěn)定的符合要求的微粒子，以造成上游≥0.3μm粒子濃度大于或等于1×105pc/L。在過濾器上游通過壓縮空氣（冷發(fā)生）將DOP微粒均勻噴射在系統(tǒng)內(nèi)[4]，由于濃度一般大于1×105pc/L，超出檢測儀器測量范圍，所以在檢測儀器前串聯(lián)粒子濃度稀釋器，使被測濃度在檢測儀器測量范圍。粒子發(fā)生系統(tǒng)及其上游濃度測定系統(tǒng)見圖1，采用冷發(fā)生氣溶膠裝置主要因?yàn)槟芊€(wěn)定快速的發(fā)生大量氣溶膠。

對出廠效率為99.97%的高效過濾器檢漏時(shí)，實(shí)測所得透過率應(yīng)低于0.06％，即實(shí)測所得顆粒濃度小于0.06%N0（N0為上游濃度）。粒子發(fā)生器在過濾器上游所發(fā)出的粒子濃度≥0.3μm時(shí)為3.3×106pc/2.83L，對于不同風(fēng)量系統(tǒng)，換算成下游極限濃度，如某一設(shè)計(jì)風(fēng)量為15000m3/h凈化空調(diào)系統(tǒng)下游極限濃度1960pc/2.83L。待粒子發(fā)生器所發(fā)生氣溶膠濃度穩(wěn)定后，用粒子計(jì)數(shù)器對安裝好的高效過濾器進(jìn)行檢漏試驗(yàn)。粒子計(jì)數(shù)器必須同時(shí)對高效過濾器外框和內(nèi)表面分別進(jìn)行兩次掃描，過濾器上游也必須對風(fēng)管中的氣溶膠濃度進(jìn)行兩次采樣測試，采樣和掃面的周期必須相等，起止時(shí)間盡量要一致。以規(guī)格為610×610高效過濾器為例，建議采用采樣周期為一分鐘，速率為50mm/s。

檢漏前用高約500mm的圍擋放在高效過濾器的四周，可以防止高效過濾器外框以外的氣流形成渦流，影響掃描測試的結(jié)果。過濾器的泄漏主要原因是外框密封圈的密封效果不好，或者濾料不夠平整嚴(yán)密。實(shí)際應(yīng)用中安裝泄漏主要來自于外框，外框密封條的質(zhì)量與泄漏有很大關(guān)系。因此，工程上檢漏時(shí)會(huì)在高效過濾器得四周加放圍擋，減小風(fēng)口圍擋下部出口面積時(shí)，圍擋內(nèi)形成一定正壓，如果高效過濾器安裝泄漏，粒子會(huì)通過圍擋往外泄漏。這時(shí)粒子計(jì)數(shù)器可按50mm/s左右的速度在高效過濾器下25mm處掃描1分鐘，即可判斷過濾器是否泄漏，這就是“正壓檢漏法”。

對于具有大量的高效過濾器風(fēng)口的無塵車間來說，高效正壓檢漏法的測試效果與傳統(tǒng)的內(nèi)外框掃描法相當(dāng)，但效率提高了一倍。以一個(gè)有60個(gè)610×610mm高效過濾器風(fēng)口的凈化空調(diào)系統(tǒng)為例，采用傳統(tǒng)的方法掃描至少一般要兩個(gè)小時(shí)，而采用正壓檢漏法最快只要一個(gè)小時(shí)，節(jié)省了一半以上的時(shí)間。

結(jié)論

使用計(jì)數(shù)器掃描法檢測高效過濾器安裝是否泄漏時(shí)，正壓檢漏法能夠提高檢測效率，但正壓檢漏不能判斷出何處泄漏。測試中，若發(fā)現(xiàn)下游濃度超過或接近下游的極限濃度，對高效過濾器的安裝接縫和主斷面進(jìn)行緩慢掃描，可以找出泄漏具體位置?？傊?，采用正壓檢漏法先從整體把握高效過濾器安裝的效果，再從局部尋找過濾器泄漏的原因，這對裝有大量高效過濾器的潔凈廠房檢漏是十分有意義的。

佰倫高效過濾器部分客戶案例：貴州茅臺(tái)，旺旺集團(tuán)，三九藥業(yè)，京東方電子，三星電子等。

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