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液压过滤器“过滤精度标称”四十年之演变

绝对过滤精度5微米”。这是上世纪七十年代美国军用标准MIL-8815c中的一句用词。

“5微米”正是对液压过滤器主要特性的“标称”。“标称”也是显示过滤产品本身的价值和卖点。更是用户对过滤产品主要性能期求及选项的目标。可是“过滤精度标称”的方法和含义是随着液压技术的兴起和进步而不断变化的。也就是说其精度值之含义一个时期一种解释。从业内外专业人员交流中发现,面对现代标称法的过滤精度值时,有人却用七、八十年的标称含义去理解,甚至用六十年代的标称含义去理解。许多人不了解“过滤精度标称”的含义四十年来是在不断演变。

    1  标称含义的理解五花八门

前面提到的“绝对过滤精度5微米”中的“5微米”是指什么?今天我们讨论这一话题时,有人说是指过滤材料孔隙尺寸;有人说是挡住灰尘颗粒的尺寸;有人说是5微米过滤效率百分之百,众说纷纭,不一而足。而若谈测试方法,更是五花八门。至今尚有人把过滤精度5微米的捡测方法说成是过滤后的液压油在显微镜下观察不得有大于5微米的硬质颗粒。这当然是错误的,这是上世纪七十年代的概念。

现代液压过滤器“过滤精度5微米”之定义是:携带标准试验颗粒群的一定容积液压油,通过被试验的滤芯(或滤材)时,滤前x尺寸颗粒数与滤后x尺寸颗粒数之比。比值(β)大于75者,过滤精度标称定为x。“过滤精度5微米”可写做:滤前5微米颗粒数/滤后5微米颗粒数=β5≥75。其中75是厂家自己定的指标。其实它意为效率98.7%。也有厂家定β值为20、10等等。美国PALL公司把自己的过滤器β值定为200……。这一点后面我要评论。β值和效率关系见下表。

表1                    过滤比(β)与过滤效率

过滤比值(β)                                 过滤效率 %

1                                         0

50

10 90

20 95

50 98

75 98.7

100 99

200                                        99.5

1000 99.9

2000 99.95

       10000                                        99.99

   … …                                        … …

注:过滤效率(η)=1-1/β。

液压过滤器过滤精度标称之所以如此不清晰,是和每一时期对过滤机理理解、过滤精度定义、测定方法以及液压技术发展变化分不开的,我们先用表2粗略分一下。

表2                不同年代过滤精度标称形式与含义

年代

标称形式

  含义及测试方法标准

对技术发展意义

存 在 问 题

60年代

目即滤网网眼尺寸。英国R.R公司规定滤器精度为“305网眼×49标准线规”且延续至八十年代。

以滤网之“目”间接表达被过滤油液清洁度,亦是对过滤质量的控制方法。

认为大于网孔的颗粒就通不过。忽略了过滤机理还有“吸附”作用。

孔径

以编织网(包括斜纹网)内接圆尺寸和滤纸等多孔材料之孔径表示过滤精度。

以孔径测试并标称亦能控制滤材精细度。

不能表达过滤器实际滤油清洁度。

名义过滤度

以颗粒重量百分比达98%时颗粒尺寸的效率定为名义过滤度。

以被过滤油液实际清洁度评定过滤器是标称方法的进步。

测试重复性较差

70年代

绝对过滤度

以专用玻璃微珠为试验介质通过被试过滤器。在滤后油液中测最大颗粒尺寸是该过滤器绝对过滤精度。

对军用飞机液压系统清洁度控制和过滤器质量控制起到里程碑作用。

测试方法具偶然性,不保证过滤器实际使用中仍有大于标称精度值的硬质颗粒逃到滤后。

冒泡法标称绝对过滤度

以冒泡试验法测得微压值换算得孔径尺寸标称为绝对过滤度。例如称:225mm/H2O(冒泡压力)。与60年代孔经标称法相同,只是多了“绝对过滤度.”一词。

可以代替玻璃微珠试验法评定过滤器。使“绝对过滤度”标称法得以延续。

标称精度对金属丝网过滤器可能贴近。误解“过滤”是单纯网孔拦截。深层过滤器用此法评定和标称就不太合理。

过滤度(过滤效率)

以F-9玻璃微珠或AC试验灰为测定介质,污染液通过被试过滤器截留效率达95%以上为界定。此方法和玻璃微珠试验法的最大颗粒通过度相结合使用,同为美国军用标准MIL-8815D-1976

前者标称了绝对过滤度是控制大颗粒,本测定法是控制小颗粒数量,它对液压系统的污染磨损危害的控制是一大进步。

不能给予标称。此试验法在MIL8815D中它是配合“绝对过滤度”使用。

80年代

过滤比标称

将试验粉尘混入试验液使其通过被试过滤器,在滤前滤后测出某尺寸颗粒数量,滤前数比滤后数的比值表该尺寸颗粒被滤除效率。其比值与过滤精度成正比。1981年ISO4572标准颁发,按标准可测出过滤比β。

能确切地反映过滤器分离全粒径固体颗粒群的能力。克服了玻璃微珠法只反映最大颗粒控制能力而忽略了其它各尺寸颗粒控制能力。

必须具备昂贵的颗粒计数仪和较复杂的试验台。此间也横生出“单次通过试验”法。没有统一的标准注明“单次”法与“多次”法的区别。

β10=10模式

β10=平均值和β10=最小值

在log-log2坐标图上绘制一条β10的过滤曲线,形成该过滤器模式,曲线任一点的颗粒尺寸都与β值有关。

比较全面地评价和标出过滤器对不同尺寸颗粒的分离特性,此乃前所没有。

用户对过滤器的选择必须向制造商索取β10=10的曲线图。而且该曲线必须是用ISO4572标准测定出的,然而标准的普及有难度。

βx=20是名义过滤度

过滤比究竟定多大值?有厂家定10、20有的定为2,也有厂家以βx=20为名义过滤度,以βx=75定为绝对过滤度。

标称离不开“绝对”“名义”两词,于是对其含义混同于玻璃球测试法。

比值确定无标准加上口头表述不全面,标称只讲几微米,造成多数人难以理解。

90年代

βx=75是绝对过滤精度。(x为精度数值,单位:μm)

九十年代初美国PALL公司大量采用“3μ绝对值高压过滤器!”一词。在产品包装上直接标称“β3=75”。“名义过滤度”一词在宣传上销失。

名义过滤度”一词逐渐销声匿迹,“名义”“绝对”两词的讨论(甚至是争论)也逐渐减少。

只要具备颗粒计数器和多次通过试验台,过滤比值就可得到,但不同试验室测同一产品其结果不同。而多家测出结果却五花八门。

β=2

  =20

  =75

  =100

  =200

强调βx=200的多点标称法。

PALL公司在90年代总是标新立异地创造新标称形式,而且总是得到认可。在试验过程将β 的多个值与对应颗粒尺寸记录并绘制曲线,过滤比值升到200时,再以多点不同比值示出。

多点比值使用户明白过滤器对不同尺寸颗粒的分离能力。而以高比值200示出则表示他们的过滤产品特别是在过滤材料选用上的独到之处。

在国际上液压过滤器精度标称上的混乱局面可从PALL公司的标称方法中窥一斑而知全貌。

β=3000

比值无限增高只能加重混乱局面。

进入新世纪

βx (c) 的新标称方式

ISO决定变试验粉末“AC”为“MTD”而连锁反映是自动颗粒计数器校准方法和过滤器性能评定方法标准的必须修订,造成新方法测定β值要比老方法β值大,而标称时必须带 (c ) 。“AC”的停产促成ISO迅速反应做出对策是对国际过滤行业的贡献。(c)的作用是让用户知道制造商是使用新方法校准自动颗粒计数器和新方法评定过滤器;

对于ISO4572“过滤器性能评定方法”标准在国际间(特别是我国)原本就不普及,这次改为ISO16889,而且修改幅度大就更难普及。对(c)的理解也要费些周折。

βx ( c )  =2,10,75,100,200和1000以内。

这是ISO16889:1999和GB/T18853-2002《…评定滤芯过滤性能的多次通过法》做出的规定。评定滤芯过滤性能的报告形式标准也限定格式栏最高β值为1000。

液压过滤器精度标称终于有了统一标准。利用自动颗粒计数器对通过被试滤材前后的空气中颗粒数统计测定过滤比率。

美国唐纳森公司测定法

11

2.5微米和10微米过滤率

%

对于烟粉尘控制的空气过滤材料,应考核对该两个尺寸颗粒控制能力,其条件是:1、粉尘添加量;2、入口粉尘浓度;3、过滤速率;4、常温;5、粉尘平均直径0.91μm(74.91%小于2.5μm)。

引进美国EPA公司有关FEMA实验标准参照制订。同时也要引进“100个循环标准”和ETV试验项目,它被欧洲确认为是空气滤材过滤效率和压差捡测的标准试验法。

12

相  容  性

(注释)

借鉴国外标准的抗酸抗碱抗盐抗水试验方法

美国军用标准MIL-F-13785A並编写新测试方法

13

挺    度

pa

在规定的滤材面积上折高40mm在无护网状态下以规定流速的气流和压差测面300角度吹拂折波无变形。

可能要讨论研究制订,目前尚无可借鉴标准,只能参考空滤器标准(滤芯塌陷)。

14

厚    度

mm

用专用千分尺测量,把检测工具确定为标准规格。(接触圆直径)接触压力0.056MPa

滤材常规检测项目。

15

清 洁 度

个/cm2

用清洁气流收集滤材吸附的灰尘

检测脱落灰尘颗粒数量

注释:滤材对酸碱盐及水的相容性有不同要求,在制订检测方法时分别对待。

附表2                通油滤材主要指标的确立及测试方法

序号

指标

单位

测试方法简介

借鉴标准和资料依据

1

过滤精度

μm

规定标准试片面积:釆用“单次通过法”:规定标准压差下测定β值:

满足滤芯要求的指标。属新建标准。

2

污物容量

mg/cm2

方法同上。测定的是视在污物容量。

同上

3

厚    度

mm

建立标准接触面积的专用千分尺,並且是在0.056Mpa(8psi)压力下的测量值。

借鉴外国标准如LYDALL公司标准。

4

透 气 度

L/sec.m2

在125pa压差下测定流量

测试标准面积100cm2

LYDALL标准

5

孔    经

μm

国际通用的测试法,试液为异丙醇。

ISO4003标准

6

DOP穿透率

%

颗粒直径0.3μm  流速5.3cm/sec的穿透率。

LYDALL公司标准

7

纤维脱落

mg

1m2面积的清洁滤材经打折、振动后脱落的纤维重量。

据油滤器SAE标准

8

弗雷泽透气量

L/sec

根据弗雷泽透气法测试规范

据意大利BOSS公司标准

9

耐流动疲劳特性

次数

根据液压过滤器试验标准

ISO3724

10

相容性

%(孔径增大率)

浸泡工作液800C(或1350C)72小时,冷却后进行“耐折强度试验。”

根据滤芯工艺要求和质量要求。

11

加网顶破强度

孔径μm增大率%

φ40试片上加—层橡胶板(厚1mm)下加80目护网在0.2MPa气压2分钟后的孔径增大率。

根据滤芯工艺要求和质量要求。

12

无网顶破强度

同上

不加防护网其余同上。

同上

13

吸水性

%

无水纯净油压差与100ppm含水油压差增长率。

根据滤芯阻力变化与滤材吸水有关,新制定本方法。

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2. 里程碑式的标称

70年代的美国军用标准MIL-8815开创了法理标称的新时代。即液压过滤器过滤精度标称能让使用者看到标称后,既能理解其滤后流体清洁状况,又明确其试验评定的操作方法。

日期:2010/5/25 阅读:3545次
 
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