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滤芯完整性测试常用方法

来源: 天山 作者: 天山 发布时间:2015-11-27

       1.泡点检测法(bubble point test):当滤膜被润湿液体完全润湿后,液体受到表面张力的作用而保留于滤膜内。如果要想将液体挤出膜孔就需要外加压力将膜孔内的液体挤出,所需要的最小气体压力就是滤膜的泡点值压力。泡点检测法是应用最为广泛的一种完整性测试方法。

       泡点值计算公式:

P=4×K×ϒ×Cosθ/D


       其中; P为滤膜两侧的压力差,K为膜孔状系数,ϒ为介质的表面张力,θ为浸润接触角,D为孔径。

       2.扩散流测试(diffusional flow test):当滤膜被测试介质完全润湿,滤膜两侧的压差小于气泡点压力值时(通常为滤膜泡点值的80%),宏观气体因毛细孔表面张力而受阻,但在压力梯度作用下,高压侧气体以扩散形式通过微孔中的液体,并在低压侧释放。在低压侧得的气体流量即为扩散流。扩散流可以评估滤膜孔隙截留的有效性,是评估滤芯完整性的重要方法。
       扩散流计算公式:

DF=K×A×(P1 – P2)×ρ/H

       式中:K为扩散常数,A为微孔膜有效孔隙率,H为湿润膜厚度,ρ为气体在液体中溶解度,P1为高压侧压力,P2为低压侧压力。
       扩散流的测试方法: 
1.压力衰减:在完全浸润滤芯的上游施加高压气体,气压稳定后切断气源,根据理想气体状态方程PV=NRT,可以计算出气体在此压力区间的扩散流。
2.流量测试:在完全浸润滤芯的上游施加高压气体,保持压力恒定状态,滤芯下游直接测试扩散流的流量。

       3.水侵入法:水侵入法是基于水在疏水滤膜表面存在表面张力和毛细管现象发展出来的。把水压进疏水膜中最大膜孔所需要的最小压力称为水侵入压力。小于水侵入压力情况下,水不会进入膜孔。
       水被压入膜孔的压力差和毛细孔的函数关系式为:

△P=-4×K×ϒ×Cosθ/D

       其中; △P为滤膜两侧压力差,K为膜孔状系数,ϒ水的表面张力,θ浸润接触角,D为孔径。
       水浸入法是一种高度灵敏,不用醇类而根据水流量进行疏水性滤膜完整性测试的方法。由于滤膜没有被润湿,几乎是干燥的,所以可以在完整性测试结束后马上投入使用而只需要最少的或不需要干燥工作。