В этой статье будет обсуждаться, как понять настоящий контроль размера пор и тестирование точки пузырька.
При закупке и применении порошковых спеченных фильтрующих элементов одной из наиболее распространенных, но упускаемых из виду проблем является:
Номинальная мощность ≠ фактическая точность фильтрации.
Многие пользователи сообщают, что даже несмотря на то, что они купили фильтр из спеченной нержавеющей стали толщиной 5 мкм, видимые частицы все равно появляются на выходе или падение давления намного выше, чем ожидалось. Хуже того, важнейшие процессы страдают от не-несоответствия продукции, засорения оборудования или даже простоев.
В чем проблема? Ответ часто кроется в двух концепциях:абсолютный рейтингитестирование точки пузырька.
Почему «5 мкм» на практике становится «20 мкм»?
Многие производители отмечают «5 мкм» какноминальный рейтинг.
Номинальный рейтинг определен нечетко -, обычно это означает, что средства массовой информации могут захватыватьбольшинство(например, 90–98%) частиц данного размера, но не всех.
Что действительно определяет производительность фильтрации, так этоабсолютный рейтинг, обычно определяемый как диаметр частицы, которая сохраняется приКПД больше или равен 99,9%.
Порошковые спеченные фильтры изготавливаются путем прессования и высокотемпературного спекания металлических порошков (например, 316L, Ti). Их пористая структура состоит из3D нерегулярные извилистые каналы. Плохой контроль спекания может привести к:
●Широкое распределение размеров порошка → наличие мелких и крупных пор.
●Неправильная температура или время спекания → локальное пере-спекание или недостаточное-спекание.
●Не-неравномерная плотность уплотнения → неравномерное распределение пористости.
Результат: фильтр с маркировкой 5 мкм на самом деле может иметь максимальный размер пор до 20 мкм.
| Тип | Стандарт определения | Эффективность удержания | Репрезентативный метод испытаний | Фактическое значение при маркировке 5 мкм |
| Номинальный рейтинг | Неясно (зависит от производителя) | 90–98% | Нет единого стандарта | 10–20 μm |
| Абсолютный рейтинг | Строгий (больше или равен 99,9%) | Больше или равно 99,9% | Bubble Point / Вызов бактериям |
5–7 μm |
Типичные различия между номинальными и абсолютными рейтингами
Как точно определить истинный размер пор? - Тест точки пузырька
Самый продуманный и интуитивно понятный не-неразрушающий метод в отрасли – этотест на точку пузырька.
Он основан накапиллярные явленияиУравнение Янга-Лапласа:
Где:
P=минимальное давление для проталкивания газа через наибольшую пору (давление точки пузырька)
= поверхностное натяжение испытательной жидкости
θ=угол контакта
D=максимальный диаметр пор
Процедура:
Полностью смочите фильтрующий элемент жидкостью с известным поверхностным натяжением. Постепенно увеличивайте давление газа. Запишите давление, когда появится первый устойчивый поток пузырьков.
Затем рассчитайтемаксимальный размер порчтобы определить, соответствует ли элемент абсолютному рейтинговому требованию.
Общие параметры тестовой жидкости (20 градусов)
| Тестовая жидкость | Поверхностное натяжение (мН/м) | Совместимые материалы | Характеристики |
| Изопропиловый спирт (IPA) | 21.7 | Нержавеющая сталь, Ti, Ni | Быстро сохнет, широко используется. |
| Перфторированная жидкость (например, FC-40) | 16–18 | Все металлические спеченные материалы | Без-остатков, низкая коррозия |
| DI вода + 0.1 % смачивающего агента | ~30 | Нержавеющая сталь | Безопасно, низкая стоимость |
Квалифицированный и неквалифицированный фильтр: сравнение данных
Измеренные данные о точке пузырька для двух фильтров из спеченной нержавеющей стали с абсолютным размером частиц 5 мкм-
| Параметр | Квалифицированный (Производитель А) | Неквалифицированный (Производитель B) |
| Заявленный рейтинг | 5 мкм (абсолютное) | 5 мкм (номинальное) |
| Давление точки пузырька (IPA) | 1 Больше или равно 4,5 кПа | 1,2 кПа |
| Рассчитанный максимальный размер пор | Меньше или равно 6,2 мкм | ≈21.8 μm |
| Фактическая эффективность удержания (частицы 5 мкм) | 99.95% | ~93% |
| Состояние частиц ниже по потоку | Проходить | Видимые загрязнения |
Примечание. Поверхностное натяжение IPA=21.7 мН/м, угол контакта принят равным 0 градусов.
Формула максимального размера пор: D=4 /P
Схематическое описание (можно построить вручную):
◆Рисунок 1: Кривая точки пузырька соответствующего фильтра - явная точка перегиба на кривой давления-расхода при ~4,5 кПа.
◆Рисунок 2: Кривая точки пузырька воздуха несоответствующего фильтра - начинается с давления 1,2 кПа, кривая постепенно повышается, указывая на высокую долю крупных пор.
Три практических предложения для отделов закупок и инженеров
Укажите определение рейтинга в вашем контракте
Требуйте от поставщика четко указать, является ли рейтинг номинальным или абсолютным, и согласовать значение точки приемлемости.
Запросить отчеты об испытаниях точки пузырька
Для каждой партии или отдельного фильтра должно быть указано измеренное давление точки пузырька, а не только заявленный размер пор.
Выполните быструю проверку-на сайте.
Wet the filter with IPA, slowly apply gas pressure, and observe the bubble point pressure. If it deviates >30% от заявления поставщика, используйте с осторожностью.
Заключение
Основная ценность фильтрующих элементов из спеченного порошка заключается встабильная, контролируемая структура пор.
«5 мкм» не означает 5 мкм -, если это не подтверждено испытанием на точку пузырька.
Как профессиональный производитель, мы не просто поставляем фильтрующие элементы; мы доставляемизмеримая и поддающаяся проверке точность фильтрации.
Если у вас возникли трудности с выбором фильтра или есть жалобы на качество, свяжитесь с нами для получения инструкций по тестированию точки пузырька или бесплатной услуги по оценке образцов.
