過濾器和濾材的DNA
當你使用固液分離或者液液分離過濾器來服務于挑剔的工況以確保質量和重復性的時候。是否能夠有效地過濾掉可能損壞設備的雜質顆粒或者是否從燃油里去除水分以延長系統服務時間是非常重要的,不恰當的過濾器器設計和濾材的選擇將可能導致災難性的失效。
過濾器有特定的“DNA”這個概念或許聽起來比較奇怪,但正如脫氧核糖核酸(“DNA”)定義了人體的特性,過濾器也存在著可以定義其最終性能表現的“DNA”。過濾器被用作分離各種不同種類的顆粒和液體。對于過濾器來說,其效果和效率可在最終為應用于真實工況而進行生產改進前,在實驗室內進行測試。例如,絕大部分過濾器和濾材有一個可測得的“臨界點”壓力值,這個點就是當捕獲的雜質被釋放到下游的那點。正確的測試可以找到樣品的“臨界點”。這些逃離出來的雜質可腐蝕或破壞下游的引擎,可能將碎屑帶到食品或飲料里,或卡住機械系統零部件。即便在下游雜質增加到破壞臨界點之前,由于壓力的改變或其他外部環境的原因,還是會導致系統被損壞。每個過濾器都有自己的屬性,檢查這些屬性你需要考慮多種不同的測試來定義一個過濾器的“DNA”。
檢測一個過濾器的“DNA”遠不止簡單的初始效率,名義孔徑流量或泡點測試技術。當然這些是個良好的開始,“DNA”測試包括更全面的測試,前面提到的幾個項目只是過濾器性能的一小部分細節。要想更多地了解一款過濾器,最基本的是要知道它在什么情況下表現,在什么情況下表現最差。“DNA”測試使用國際標準作為測試依據以保證試驗結果的可重復性并允許與其他過濾器及其應用進行逐個比較。
一個過濾器的“DNA”依據其應用過程由多種不同的測試結果組成。
可幫助構成過濾器DNA的測試包括:
l濾芯爆破或塌陷點測試
l原始壓差測試
l全壽命過濾效率測試
l納污能力測試
l孔隙率測試
l浸潤性和接觸角測試
l氣泡點及完整性測試
l粗糙度測試
l名義孔隙流測試
l水分離效率測試
依據這些測試結果,過濾器的特性將逐漸明朗。
起作用的因素:
濾芯爆破或塌陷點 (ASTM D3786, ISO 4020, ISO 2941, SAE J80)
過濾器是通過去除液壓動力系統中的液體里的不可溶解雜質來維持液體的清潔度的。濾芯是執行實際過濾過程的多孔裝置。
過濾器濾芯維持特定液體清潔度水平的能力取決于其性能和結構完整性,以及其抵抗非穩定環境的能力(例如:冷啟動和壓力突降)。過濾器濾芯抵抗爆破或塌陷性能就是是抵御這種影響的能力。
爆破或塌陷點試驗使用一個設備連續或間歇性地往測試系統內注入試驗液(有時可“分批注入”)。被注入的液體含有不超過被測過濾器濾芯納污量5%的雜質,間隔時間至少2分鐘,與此同時保持指定的試驗流量和溫度。被用于堵塞作用的雜質濃度應該足夠低以便壓力測量設備可以偵測到結構性的失效。
過濾器的流量和壓差是作為對雜質加入(按時或按量)直到被測過濾器濾芯的壓差(過濾器總成的壓差減去殼體的壓差)達到或超過指定的爆破或塌陷壓差,或者直到過濾器濾芯失效時必須要測試的工程參數。
過濾器濾芯塌陷或爆破壓力按以下要求進行驗證:
a) 按照ISO 2942進行測試,沒有出現濾芯結構性失效,濾材或密封件也沒有失效;
b) 在被測過濾器達到指定的爆破/塌陷壓力前,隨著雜質的加入,壓差曲線沒有出現突然下降。
原始壓差
這個試驗是測量當系統正常工作的時候,過濾器兩端的壓差。這個試驗沒有給出太多關于過濾器長時間性能的信息,只是一個標準的測試,這對于設計整個系統是有用處的。原始壓差試驗是其他試驗和應用的一個基礎。
全壽命過濾效率
全壽命過濾效率試驗可以告訴你被測過濾器在一個特定的時間段里去除雜質的能力。該試驗通常是通過連續向流體里加入一定量的雜質并在下游通過顆粒計數器檢測有多少雜質通過被測過濾器來完成的。
孔隙率
孔隙率測試可以告訴你在濾材上有多少個孔。該測試可以告訴你單片濾材上有多少可通過的面積。這是一個所有過濾器都適用的標準測試。
浸潤性
過濾器的浸潤性測試檢測的是過濾器與液體之間的相互作用。浸潤性是過濾器濾材降低所接觸的液體的表面張力的能力。這個信息可以讓用戶更容易理解過濾器與液體相互作用時產生的壓差。
國際標準定義了可接受的用于液力系統的濾芯氣泡點試驗。這個測試即可用來驗證濾芯的完整性(檢查氣泡的逃逸)也可通過氣泡點來檢測出孔徑所在的位置。氣泡點出現時的壓力與孔徑有關,因此這個測試起到了定義濾芯是否可以進行后續使用或接受測試的作用。
這個測試在可控的實驗室環境下進行以確保試驗正確。這個測試如果不是由經過認可的實驗室進行,意義不大,因為這個試驗標準定義了在試驗過程中要做很多的檢查及平衡。逃逸出來的氣泡通過管子或閥來收集。
粗糙度
過濾器濾材表面粗糙度的測試是用于檢測液體如何經過濾材表面。粗糙度可以告訴你更多關于表面摩擦力如何改變壓差以及過濾效率會因為過濾器捕捉粒子的能力而改變。
透氣度
透氣度測試檢測的是液體通過過濾器的能力。該測試檢測液體通過過濾器的程度以及在恒定的環境下在多長的時間能夠通過過濾器。
水分離效率測試(ISO 16332,SAE J 1488)
現代燃油噴射系統,不論是乘用車還是重型商用車亦或是非公路應用,都需要過濾器對于燃油中所有不可溶解的雜質具有高效穩定的分離效率以確保更長的服務時間。除了固體雜質,不可溶解的水,乳化狀態或者游離狀態,都會降低燃油系統的壽命。合適的燃油過濾器,需擁有高水平的油水分離效率,這對于保證系統的長壽命是非常有必要的,尤其是使用生化柴油的燃油系統。
影響不可溶水的分離效率的因素包括:
?燃油質量,燃油內的各種添加劑的對其質量有著很大的影響;
?真實的燃油/水的乳化狀況;
?系統的流量;
?過濾器濾材的種類;
?過濾器殼體本身的尺寸和設計;
不同的燃油和添加劑可能被用于過濾器的測試。為了保證實驗室之間的數據具備可比性,試驗方法中涉及到的各種不同的參數都應被考慮到,以減少對試驗結果的影響。使用最合適的測量傳感器才能測得的水滴顆粒尺寸。在IFTS新起草的ISO標準里,使用了孔板來生成穩定的水滴顆粒尺寸。
結論
上面只總結了少數一些測試項目,實際上還有更多的測試項目可以為你提供過濾器和濾材的基本信息。針對過濾器不同的應用領域,也會有不同的測試方法。了解過濾器“DNA”的概念能夠幫助你確定針對特定應用選擇過濾器。比如這可以幫助一個不知道通過過濾器測試了解使用環境的客戶確定可能的目標應用。
依據標準進行的過濾器的性能檢測檢測具備良好的再現性,可用來在任何地方進行比對來評估過濾器的真實性能。