ФИЛЬТРЫ ДЛЯ СЖАТОГО ВОЗДУХА

Методы испытаний

Часть 1

Масла в виде аэрозолей

ISO 12500-1:2007
Filters for compressed air - Test methods - Part 1: Oil aerosols
(IDT)

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АНО «НИЦ КД») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 457 «Качество воздуха»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. № 853-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 12500-1:2007 «Фильтры для сжатого воздуха. Методы испытаний. Часть 1. Масла в виде аэрозолей» (ISO 12500-1:2007 «Filters for compressed air - Test methods - Part 1: Oil aerosols»).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Масла в виде аэрозолей являются типичными загрязнителями, обнаруживаемыми в потоках сжатого воздуха. Коалесцентные фильтры предназначены для удаления масел в виде аэрозолей из сжатого воздуха.

Наиболее важными техническими характеристиками фильтра являются эффективность удаления масел в виде аэрозолей из потока воздуха и величина перепада давления при прохождении через фильтр потока сжатого воздуха, когда фильтроэлемент насыщен маслом. В настоящем стандарте установлены способы сравнения характеристик различных фильтров.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Дата введения - 2010-12-01

1 Область применения

В настоящем стандарте установлен метод испытаний и описан испытательный стенд, необходимые для проведения испытаний коалесцентных фильтров, используемых в системах, где циркулирует сжатый воздух, для определения эффективности удаления ими масел в виде аэрозолей.

В настоящем стандарте приведен метод определения таких характеристик фильтра, как перепад давления и эффективность удаления масел в виде аэрозолей.

В соответствии с методом испытаний, установленным настоящим стандартом, характеристику коалесцентного фильтра выражают через массовую концентрацию масел в виде аэрозолей в миллиграммах на кубический метр, вычисленную по результатам, полученным при стандартных номинальных параметрах испытательного стенда.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ИСО 1219-1 Гидроприводы объемные, пневмоприводы и их компоненты. Графические обозначения и принципиальные схемы. Часть 1. Графические обозначения для общепринятого использования и применительно к обработке данных (ISO 1219-1, Fluid power systems and components - Graphic symbols and circuit diagrams - Part 1: Graphic symbols for conventional use and data-processing applications)

ИСО 2602 Статистическое представление результатов испытаний. Оценка среднего. Доверительный интервал (ISO 2602, Statistical interpretation of test results - Estimation of the mean - Confidence interval)

ИСО 2854 Статистическое представление данных. Методы оценки и проверки гипотез о средних значениях и дисперсиях (ISO 2854, Statistical interpretation of data - Techniques of estimation and tests relating to means and variances)

ИСО 3649:1980 Оборудование для очистки воздуха или других газов. Словарь (ISO 3649:1980, Cleaning equipment for air or other gases - Vocabulary)

ИСО 5598 Гидроприводы объемные, пневмоприводы и их компоненты. Словарь (ISO 5598, Fluid power systems and components - Vocabulary)

ИСО 7000 Графические символы, наносимые на оборудование. Перечень и сводная таблица (ISO 7000, Graphical symbols for use on equipment - Index and synopsis)

ИСО 7183 Сушилки, работающие на сжатом воздухе. Технические условия и методы испытаний (ISO 7183, Compressed-air dryers - Specifications and test methods)

ИСО 8573-1:2001 Сжатый воздух. Часть 1. Загрязнения и классы чистоты (ISO 8573-1:2001, Compressed air - Part 1: Contaminants and purity classes)

ИСО 8573-2 Сжатый воздух. Часть 2. Методы контроля содержания масел в виде аэрозолей (ISO 8573-2, Compressed air- Part 2: Test methods for oil aerosol content)

ИСО 14644-3:2005 Помещения чистые и связанные с ними контролируемые среды. Часть 3. Методы испытаний (ISO 14644-3:2005, Clean rooms and associated controlled environments - Part 3: Test methods)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 температура окружающей среды (ambient temperature): Температура воздуха, окружающего испытываемый фильтр.

3.2 коалесценция (coalescing): Процесс, в результате которого частицы жидкости во взвешенном состоянии сливаются друг с другом с образованием частиц большего объема.

[ИСО 3649:1980, определение 13]

3.3 загрязнитель (contaminant): Любое твердое вещество, жидкость или газ, отрицательно влияющее на систему.

3.4 фильтр (filter): Аппарат для разделения или удаления загрязнителей из сжатого воздуха или потока газа.

3.5 перепад давления, аэродинамическое сопротивление ∆р (pressure drop, differential pressure, ∆р): Разность значений полного давления сжатого воздуха до и после фильтра, измеренная в установленных условиях.

3.6 эквивалентный поток (equivalent flow velocity): Поток сжатого воздуха при давлении в испытательном стенде 700 кПа [7 бар (е)], при котором достигается скорость потока, равная скорости потока в устройстве, работающем при номинальных значениях давления и потока, отличных от этих значений в испытательном стенде.

3.7 пристеночное течение (wall flow): Часть потока сжатого воздуха, в которой загрязнение жидкостью уже не может существовать в виде аэрозоля.

4 Единицы измерения и символы

Рекомендуется использовать физические величины и их единицы измерения международной системы СИ [1]. Однако в соответствии с принятой практикой в области пневматики, допустимо использовать внесистемные единицы измерения, принятые ИСО.

1 бар =100000 Па

Примечание - В барах (е) выражают эффективное давление выше атмосферного,

1 л (литр) = 0,001 м³

Графические символы на рисунках - по ИСО 1219-1 и ИСО 7000.

5 Стандартные условия

Объем воздуха приводят к следующим стандартным условиям:

a) температура воздуха 20°С;

b) абсолютное давление воздуха 100 кПа [1 бар (а)];

c) относительное давление водяного пара 0.

6 Требования к испытаниям

6.1 Стандартные номинальные параметры

Стандартные номинальные параметры приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Стандартные номинальные параметры

6.2 Скорость потока сжатого воздуха на входе в испытательный стенд

Испытание по определению эффективности удаления масел в виде аэрозолей фильтром выполняют при расходе сжатого воздуха, который был указан изготовителем как максимальный номинальный расход при непрерывной работе для каждой конкретной модели фильтра.

Для поддержания турбулентного потока сжатого воздуха и сведения к минимуму осаждения аэрозолей минимальное число Рейнольдса для потока сжатого воздуха во входной трубке должно быть 4000.

Число Рейнольдса Re вычисляют по формуле

где D - внутренний диаметр трубки, м;

v - скорость потока, м/с;

ρ - плотность, мг/м³;

η - динамическая вязкость, Па•с.

Если фильтр состоит из нескольких фильтроэлементов, то испытание проводят на фильтре с фильтроэлементом при максимальном рекомендуемом расходе сжатого воздуха и полученные результаты используют в качестве представительных для фильтра, состоящего из нескольких таких фильтроэлементов.

6.3 Расход сжатого воздуха на входе в испытательный стенд

При испытании фильтров, для которых значение максимального номинального расхода относилось к давлению, отличному от 7 бар(е), эффективность удаления масел в виде аэрозолей может быть определена с использованием эквивалентной скорости потока сжатого воздуха при номинальном давлении, указанном изготовителем испытываемого фильтра.

Расход сжатого воздуха при испытании фильтров , м³/ч, в стандартных условиях, вычисляют по формуле

где  - номинальный расход сжатого воздуха при стандартных условиях, м³/ч;

р_е - абсолютное давление при испытании, бар (а);

р_n - абсолютное номинальное давление, бар (а);

k_T - коэффициент сжимаемости воздуха при номинальном давлении и 20°С.

7 Метод испытаний

7.1 Испытательный стенд

Схема испытательного стенда для определения эффективности удаления фильтром масел в виде аэрозолей приведена на рисунке 1.

1 - подача сжатого воздуха; 2 – регулятор давления; 3 – датчик температуры; 4 – датчик точки росы; 5 - шаровой полнопроходный кран; 6 - датчик давления; 7 - дифференциальный манометр; 8 - забор пробы; 9 - многооборотный клапан тонкой регулировки; 10 - расходомер; 11 - пневмоглушитель; 12 - датчик температуры окружающей среды; 13- генератор аэрозоля; 14^а) - трубка Пито; 15 - испытываемый фильтр

^а) Описание конструкции трубок Пито приведено в ИСО 7183.

Рисунок 1 - Схема испытательного стенда

7.2 Массовая концентрация контрольного аэрозоля при испытании

Устанавливают все параметры испытательного стенда на стандартные номинальные значения, приведенные в таблице 1. Генератор аэрозоля должен обеспечивать полидисперсное распределение частиц масляного аэрозоля по размерам в диапазоне от 0,15 до 0,4 мкм за единичный импульс. В диапазоне от 0,15 до 0,4 мкм генератор аэрозоля должен обеспечивать нормальное распределение среднего размера частиц, а также распыление аэрозолей и получение выходного сигнала, соответствующего значению массовой концентрации контрольного аэрозоля, указанной в таблице 1.

Необходимо тщательно следить за тем, чтобы концентрация масел в сжатом воздухе, поступающем на фильтр, представляла собой концентрацию масел в виде аэрозоля с размерами частиц в диапазоне, указанном выше, и, при необходимости, в системе генерирования аэрозолей должно быть предусмотрено устройство для предотвращения пристеночного течения в испытательном стенде.

7.3 Испытание

Испытывают, по крайней мере, три образца каждой модели фильтра. Испытание проводят три раза для одного и того же фильтроэлемента, а результаты усредняют.

7.4 Кондиционирование фильтроэлемента, подлежащего испытанию

Процесс коалесценции на фильтроэлементе должен прийти в состояние равновесия перед началом испытания. Допускается кондиционировать испытываемый фильтр при массовой концентрации контрольного аэрозоля, превышающей значение, приведенное в таблице 1; однако предпочтительнее установить действительные параметры испытательного стенда и дать процессу коалесценции на фильтроэлементе придти в равновесие, настроив генератор аэрозоля на заданное значение массовой концентрации контрольного аэрозоля. Если массовая концентрация контрольного аэрозоля превышает установленное значение, то это может привести к избыточной массовой концентрации контрольного аэрозоля на выходе из испытательного стенда и получению неправильных результатов при проведении испытания.

Считают, что равновесие достигнуто, когда жидкое масло начинает собираться на дне корпуса фильтра, в котором находится испытываемый фильтроэлемент, а скорость изменения перепада давления сжатого воздуха составляет менее 1% в час от измеренного перепада давления.

Перепад давления на испытываемом фильтре должен регистрироваться. При необходимости расход воздуха может быть отрегулирован.

7.5 Определение массовой концентрации масел в виде аэрозолей

Массовую концентрацию масел в виде аэрозолей определяют по ИСО 8573-2 или, в качестве альтернативы, с использованием подходящего фотометра аэрозолей, работающего на принципе рассеяния в белом свете, по ИСО 14644-3, приложение С, который обеспечивает отбор и анализ проб сжатого воздуха для рассматриваемой области ожидаемых массовых концентраций аэрозоля. Такой прибор должен быть предварительно откалиброван с использованием контрольного аэрозоля и должен обеспечивать отбор проб воздуха при давлении испытания. Следят за тем, чтобы метод отбора проб сжатого воздуха соответствовал требованиям, приведенным в ИСО 8573-2, т.е. к отбору проб в полном потоке или в изокинетических условиях.

7.6 Определение перепада давления на фильтре при прохождении влажного воздуха

Перепад давления на фильтре при прохождении влажного воздуха определяют при расходе, составляющем 100% номинального расхода, если состояние равновесия было достигнуто при работающем генераторе аэрозолей и параметрах, перечисленных в таблице 1.

8 Неопределенность

Примечание - Вычисление вероятной ошибки в соответствии с настоящим разделом не всегда обязательно.

Применение физических методов измерений не позволяет дать количественную оценку физической величине или определить истинное значение ошибки каждого отдельного измерения. Однако если условия измерений известны, можно оценить или вычислить характеристическое отклонение измеряемой величины от истинного значения таким образом, что можно с определенной степенью достоверности утверждать, что истинная ошибка не превышает указанного отклонения. Значение этого отклонения (обычно это 95%-ный доверительный интервал) представляет собой критерий точности для отдельного измерения.

Предполагается, что все систематические ошибки, которые могут иметь место при измерении отдельных величин и характеристик сжатого воздуха, могут быть скомпенсированы специальными действиями. Дополнительное предположение состоит в том, что доверительные интервалы, обусловленные ошибками при снятии или интеграции показаний, можно не определять, если число измерений достаточно большое.

Незначительные систематические ошибки, которые могут возникнуть, можно отнести к неточности измерений.

Классификации качества и доверительные интервалы часто используются для характеристики неопределенности отдельных измерений. За некоторыми исключениями (например, для электрических преобразователей), они могут использоваться только для классификации качества или ошибки.

Данные о неопределенности измерений отдельных величин и доверительных интервалов, характеризующих свойства газа, являются приблизительными и могут быть уменьшены за счет использования более совершенных приборов (см. ИСО 2602 и ИСО 2854).

9 Протокол испытаний

9.1 Форма записи

Параметры должны быть отнесены к стандартным условиям и, как минимум, включать данные, приведенные в таблице 1. В протокол включают результаты, полученные в условиях испытания.

9.2 Технические данные

Технические данные должны включать, по крайней мере, следующую информацию:

- заключение о том, что данные были получены в ходе испытаний, проведенных в соответствии с настоящим стандартом;

- номер модели корпуса фильтра;

- номер модели фильтроэлемента;

- среднее значение массовой концентрации на выходе и перепад давления;

- значение массовой концентрации контрольного аэрозоля на входе при испытании. Форма протокола испытаний приведена в приложении А.

Приложение А
(справочное)
Форма протокола испытаний

Таблица - Стандартные номинальные параметры и результаты измерений

Приложение ДА
(справочное)
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов ссылочным национальным стандартам Российской Федерации

Таблица ДА.1

Библиография

[1] ISO 1000          SI units and recommendations for the use of their multiples and of certain other units. (ИСO 1000, Единицы СИ и рекомендации по применению кратных дольных от них и некоторых других единиц)

[2] ISO 3448          Industrial liquid lubricants - ISO viscosity classification. (ИСО 3448, Материалы смазочные жидкие инструментальные. Классификация вязкости по ИСО)

[3] ISO 5782-1      Pneumatic fluid power - Compressed-air filters-Part 1: Main characteristics to be included in suppliers' literature and product marking requirements. (ИСО 5782-1, Приводы пневматические. Фильтры для сжатого воздуха. Часть 1. Основные характеристики, включаемые в документацию поставщика и требования к маркировке продукции)

[4] ISO 5782-2      Pneumatic fluid power-Compressed-air filters - Part 2: Test methods to determine the main characteristics to be included in supplier's literature. (ИСО 5782-2, Приводы пневматические. Фильтры для сжатого воздуха. Часть 2. Методы испытаний для определения основных характеристик, включаемых в документацию поставщика)

[5] HINDS, W. MACHER, J. and FIRST, M. W., Size Distribution of Aerosols Produced from Substitute Materials by the Laskin Cold DOP Aerosol Generator, Harvard School of Public Health, Boston, MA - Proceedings of the 16th DOE Nuclear Air Cleaning Conference

Ключевые слова: сжатый воздух, масла в виде аэрозолей, фильтр коалесцентный, эффективность, перепад давления, испытания