滤料的检验有三方面意义:①为滤料生产厂按控制产品性能,提高产品质量提供依据;②为设计和使用者有依据地选用滤料提供依据;③为管理和技术监督部分实施科学的监督。滤料检验可分为滤料生产厂的自检、技术部门抽检及产品认定检验等。
一、滤料检验的内容和抽样
对于滤料,需要检定和测试的内容如下。
1)外观检验 刺孔、疵点、黑斑、跳线、断线、接头等。
2)物理性能 如滤料的单位面积质量、厚度、幅度、机织布的组织、织物密度、非织造的体积密度、空隙率等。
3)机械特性 如滤料的断裂强力、断裂伸长率、滤料的经纬向负荷伸长率、滤料的胀破强力等。
4)滤尘特性 如阻力系数、静态除尘效率、动态除尘效率、滤料的动态阻力、再生阻力系数及粉尘剥离率等。
5)特殊功能特性 如耐性温、耐腐蚀性、静电特性、疏水性等。
为了保证滤料的产品质量,滤料的检验抽样除对滤料所用原料纤维、纱线抽样检验,对滤料的本成品和成品进行跟踪质量监督外,滤料生产厂还必须对每批滤料进行抽样检验。滤料每批抽样5%。
从批量样品中的每一批,随机剪下试验所需的全幅作为试验样品。开剪位置一般情况下应离开匹端至少3m。满足上述内容项目试验所需样品的长度约为6m。
二、物理性能检验
滤料质量的好坏是由产品最基本的特种指标来决定的。最基本的特征指标包括定量、厚度和均匀度等,同时这些特征指标的高低、大小还决定产品的其他力学性能,因此了解与掌握这些最基本的特指指标对生产和使用滤料具有十分重要的意义。
1.滤料的定量测试
滤料的定量是指单位面积的质量,用g/㎡表示。一般来说,薄型滤料取样面积要求大些,而厚型则可稍小些。取样一般为10cm*10cm或20cm*20cm的正方形,或者用圆刀切样器切样。取样快数为3-5块,有的用10块。试样经调试处理后,用精度为0.01g的称量天平进行称重。根据几块试样称重的算术平均数来计算定量,要求精确到0.01g。同时还要算出变异系数,以反映试样的质量差不均匀情况。
定量在客观上反映了产品的原料用量,它与产品的厚度、质量也有一定的关系。不同用途的滤料其厚度、质量不同,定量不同。
2.滤料的厚度测试
滤料的厚度是指在承受规定的压力下料两面间的距离。它是评定滤料外观性能的主要指标之一,影响到其性能。不仅不同类、不同用途的滤料的厚度不同,而且即使是同一类产品也有不同的厚度规格之分。滤料的性能常随厚度的变化而产生相应的改变。
滤料的厚度采用织物测试仪进行测定,如图所示。试样的尺寸大小要求比厚度仪的压脚面积大20%以上,试样为5-10块。在测试厚度时,将经过调湿处理的试样放在厚度仪的平台上,根据测试时所采用的誓言标准,针对不同类型的产品,逐渐增加载荷到所要求的数值。前凸轮转动大小半径使小杠杆作上下运动,从而使大杠杆上下摆动而带动导向装置做上下导向。当凸轮大半径接触转子时,压脚上升;当小半径接触转子时压脚下降,压在试样上,通过指示百分表显示试样的厚度值,然后稳定30-40s,再记录厚度读数,要求精确到0.001mm或0.01mm。并测定报告上标出所加的载荷数。
3.滤料的均匀度测试
所谓滤料的均匀度,主要是指产品各处厚薄均匀,定重稳定一致。它是滤料各项性能的综合反映,或者说,滤料均匀与否将会影响到其各项机械物理指标,影响滤料均匀度的主要因素为是否以梳理成单纤维状态以及铺网是否均匀。因此,为了保证非织造布达到一定均匀度要求,必须对纤维网进行测试。
1)取样称重 这是一种比较简单常用的方法。用样板沿及其的纵向及横向各取若干试样,试样尺寸为20cm*20cm或40cm*40cm两种规格。取样时用样板夹住输出的维网,再用剪刀剪去样板四周多余的部分维网,板框当中即为待测试的试样。没一个品种需取试样30块或以上,并用精密天平逐一称重,再求出均方差和变异系数。
2)厚度测定法 该法是通过测定纤维网厚度测纤维网的不均,测定原料如图。
图中固定回转辊为长辊,采用积极传动,活动短辊的宽度为5cm或10cm,根据精确度的要求而定,它安装在可以绕一支点转动的框架上并压在长辊上产生摩擦转动,短辊一方面随纤维网运动而转动,另以方面在垂直方向随纤维网厚度的变化而移动,唯一传感器垂直安装在短辊的上方。当纤维网从长、短辊之间通过时,短辊随着纤维网厚薄的改变而作上下位移。该移位被短棍上的接触式位移传感器所探知,将位移值转化成电信号输出,经过一套放大线路,可得到与厚度成线性变化的电压值,再经笔试或光线机滤器记录下来或同事显示出来。采用该仪器也可测定纤维网的横向不匀。
3)透视法 该方法是让滤料直接通过玻璃板,在玻璃板下安装照度较大的白炽灯,滤料通过玻璃板时,由白炽灯的照射可以直接观察到滤料的均匀度。该方法简单、可靠、速度快。所以滤料企业多用该方法测滤料的均匀度。
4.刚性
刚性是滤料柔软程度的衡量指标。评价其特点的唯一方法是手感。织布滤料非常柔软,几乎没有刚性,而毡与非织布滤料由于使用树脂对表面进行了加工处理,因而具有一定刚性,这种刚性滤料多用来制成滤筒。
5.耐温耐热性
耐温耐热性是选择滤料的重要因素。在选择滤料时,不仅要考虑到滤料的耐温性,即滤料的长期工作温度及短期可能发生的高温温度,而且还要考虑到滤料的耐热性,即滤料耐干热和耐湿热的能力。经处理,滤料的耐温性会提高。
滤料的耐温耐热检验通常除了在恒温设备中烘烤外,往往还结合滤料的力学性能进行测量,确定随温度升高机械强度变化的程度。
6.滤料的疏水性
滤料的疏水性是评价其性能的指标之一。特别是当含尘气体中含有一定水分时,此项性能显得更加重要。因为当含尘气体含水分量较大、滤料的吸湿性高时会造成粉尘结块,使滤料堵塞,阻力上升,最终导致除尘性能恶化。目前,已有非吸湿性滤料,不怕结露,不怕水,不爬油,性能良好。
滤料的疏水性是通过测定滤料的年谁先确定的。滤料的粘水性用沾水仪测定。沾水仪结构如图。试样夹持器有两个能相互配合的木头环或金属环组成,内环的外径为150mm,试样滤料被仅仅夹于其中,使其成为45°倾角,试验面的中心在喷嘴表面中心下150mm处。试验用水为蒸馏水或去离子水,温度为(20±2)℃或(27±2)℃。
试验用标准大气为(20±2)℃或(27±2)℃,相对湿度为(65±2)%。样品应在吸湿状态下调湿平衡。实验前,样品应在标准大气中,使空气畅通地流过样品,直至每隔2h连续称重,样品的质量变化不超过0.25%时为止。
从被测滤料不同部位至少取3块180mm见方的有代表性的滤料试样,将试样在规定的大气条件中至少调湿处理24h。调湿后,用试样夹持器夹紧试样,放在支座上,试验时滤料正面朝上。试样经向与水流方向平行。将250mL水迅速而平稳地注入漏斗中,以便淋水持续进行。淋水停止,迅速将夹持器连同试样一起拿开,使滤料正面向下几乎成水平。然后对着硬物轻轻敲打2次,敲打后,试样仍在夹持器上,根据观察到的试样润湿程度,用最接近的下列文字描述及图片表示的界别来评定其等级。
沾水等级:
1级---受淋表面全部湿润;
2级---受淋表面一半湿润,这通常是指小块不连接的湿润面积的总和;
3级---受淋表面仅有不连续的小面积润湿;
4级---受淋表面没有润湿,但在表面沾有小水珠;
5级---受淋表面没有润湿,但表面也未沾有小水珠。
7滤料的浸润角测定方法
将蒸馏水喷淋在滤料的表面上,用专用的显微镜测量水珠的浸润角。
三、力学性能检验
滤料拉断时的最大荷重即为断裂强力,此时的伸长率称断裂伸长率,二者都是滤料的力学性能的重要指标。
织物断裂强力和断裂伸长率的测定可在等速伸长试验机、等速牵引强力试验机或等加负荷强力试验机上进行。一般试样的平均断裂时间规定为(20±3)s;毛纺织品(毛纺、混纺)试样的平均断裂时间规定为(30±5)s .
1,测试样品采样方法
从一批货一次装载货物中按匹数多少随机取出1-5匹作为样品,例如10匹以内取1-2匹,从10-75匹取4-5批,76匹以上取5匹,三十最运输中受潮损迹象的匹样,不能作为样品。
试验样品的数量:从批量样品中的每一匹上水机剪下至少1m长的全幅作为试验样品,但离匹端至少3m。
1)平行法 在匹布上剪取长度40cm左右的滤料样品。裁剪经纬向试验至少各5条。要求2个试样的长度方向不得含有相同的纱线,幅宽小于100cm的,经向在距布边1/10幅宽处裁取。样品长度应能满足名义夹持长度达到200mm,拉去边纱后的试样宽度为50mm。滤料样品应另加持宽度。
2.检验方法
将试样置于试验机的夹钳中,调节好运行速率,按试验所需测定数进行试验,并记录没个试样的断裂强力和断裂伸长率,按下式计算出平均断裂强力和平均断裂伸长率。
3.覆膜滤料的覆膜牢度试验方法
覆膜滤料覆膜牢度试验装置原理如上图所示。将覆膜滤料试样覆膜一侧向上固定在杯口直径为25mm的测试杯口上,向杯中连续送入测定所需温度的气体,以逐渐提高覆膜滤料未覆膜一侧的承受压力,注意观察覆膜的剥离情况。当覆膜最大一块剥离面积或最大鼓泡的大边尺寸等于D(mm)时,记录下测试杯中的气体压力(MPa),以该压力作为覆膜滤料覆膜牢度。对不材质的滤料,D值规定如下:平型纸质覆膜滤料1.5mm,波纹型纸质覆膜滤料2.5mm,轧光合成纤维非织造覆膜滤料2.5mm,位轧光合成纤维非织造覆膜滤料5.0mm。
4.脑膜性能测试
所谓耐磨性能,是指滤料具有的抵抗磨损的特性。它因接触物的不同而现实除很大差异。这些差异的产生是由于纤维的种类、加工方法、产品结构、黏合剂的使用情况的不同而产生的。实验室仪器测试耐磨性能有平磨、曲磨、折边磨、动态磨和翻动磨等方法。
1)平磨 平磨是利用往复式平磨仪或圆盘式平磨仪等仪器对滤料进行平磨测试,所用仪器如图,测定时,先根据滤料的规格与性能选择适宜的压力和规定的纱布,然后固定好待磨试样,开机试验并记录磨损次数。
2)曲磨 曲磨是使滤料在弯曲状态下受到反复摩擦,它模拟滤袋与笼骨的磨损情况。曲磨仪如图所示。滤料试样的两端被劫持在上下两块平板的夹头2和3内,滤式绕过一个膜片作为磨料的刀片,刀片借助于重锤给试样施加一定的张力。测试时打开开关,下平板作往复运动,于是试样受到拉伸强度下降率,用来评定滤料的试样的磨损性能。
3)动态磨 动态磨是将滤料试样置于运动状态下与滤料接触摩擦。如图所示为动态磨仪示意。试样夹于作往复运动的平板上的两个夹头内,并穿过作往复运动小车的4只导辊。测试时,砂纸磨料在一定压力下雨试样想接触。平板与小车做相对运动,因此试样在动态下受到反复摩擦、弯曲、拉伸机垂直荷载等作用而磨损。一般采用经一定次数摩擦后的质量损失率或厚度减薄率来衡量试样的磨损情况,它与实际磨损情况较为接近。
四、透气度和阻力的检验
1.滤料透气度的检验
滤料两侧气体存在压差时,用其通透空气的性能来表示透气性的程度,采用“透气度”进行定量度量。透气度是指在织物两侧的气体施加127Pa压差时,单位时间流过滤料单位面积的空气体积,又称透气性或透气率。单位为m³/(㎡*min)
滤料的透气度因纤维种类、细度滤料结构形式和密度大小而异,透气度低,则过滤效率高,阻力也大,单位面积允许通过风量小。透气度的偏差大小反映了滤料之地的均匀程度,滤料透气度的极限偏差见表:
透气度测定使用透气度仪,透气度仪分为低压和中压两种形式,分别如图所示。一般滤料使用低压透气度仪,透气度的测试应在不同批样、不同位置进行,测定次数哦不少于5次,按下式计算
测定高阻透气物的透气度时,用高压透气度测试仪器。透气物两侧常施加0.1-0.5MPa压差。测定气体过滤用布不用这种仪器。
2.洁净滤料阻力的检验
滤料的阻力是表示气体以一定速度通过滤料的压力损失,单位用Pa表示。阻力检验试剂是测洁净滤料阻力系数。
准备直径为100mm的滤料试样三块,按下列步骤测定洁净滤料样品的阻力系数C。
①将洁净滤料样品夹紧在滤料静态测试仪上;
②改变速率,测定n中滤速条件下滤料的阻力△p∞,i=1.2.....
③按下式技术滤料的阻力系数C。
按同样方式测定另两块滤料样品的阻力系数,当误差小于10%时,取其平均值。
五、除尘效率测定
滤料除尘效率是指含尘气流通过滤料时,在同一时间内被捕集的粉尘量与进入滤料前粉尘量之比,用百分率表示。除尘效率高,表示滤料过滤性能优良。
1.滤料静态除尘效率的测试
滤料静态特性测试仪如图:
测定滤料静态除尘效率时,需开动发尘器。一般以中位径d50位8-12μm、几何标准差ρ在2-3μm范围内的滑石粉作为试验粉尘。对每一个试样至少发尘10g,粉尘浓度的波动要控制在±20%之内,每次发尘时间不得少于30min。
发尘结束时,测得滤料的阻力为滤料的终阻力,关闭抽气机,去下试样滤料及高效滤膜并称重和计算他们捕集的粉尘△G1、△Gm,由下式求得滤料的静态除尘效率:
式中,mf为滤料的荷尘量,g/㎡;Af为试验滤袋的过滤面积,㎡。
2.测得滤料静态除尘效率的步骤
①制备过滤面积为0.05㎡的试验滤袋3条;
②将一条试验滤袋夹紧在滤料静态特性测试仪上;
③利用调节抽气机的风量,将试验滤料的滤速控制在(1.5±0.1)m/min;
④按规定进行发尘,但要控制粉尘浓度波动小于±20%;
⑤按规定进行测定和计算,求出每一条试验滤料的静态除尘效率。
3.滤料动态除尘效率的测试
滤料的动态除尘效率在如图所示的装置上进行。讲台除尘效率反应滤料在清洁状态时对粒子的捕集能力,袋式除尘器的滤袋在工作中形成粉尘层之后,对粉尘粒子的捕获与保留不仅依赖于滤料本身,更多的是依靠粉尘层。由于粉尘层对粒子的阻留能力很强,所以滤料的动态除尘效率高于静态除尘效率,动态除尘效率的测定真是滴表达了滤料在工作状态下的除尘效果,其计算方法与静态除尘效率相同。
4.滤袋的清灰效率
清灰效率表示通过振动、反吹、喷吹等措施把粉尘从滤袋上清除掉的效果。
上式表明,滤料清灰前后阻力差与清灰前滤料阻力之比基本上等于被清灰系统清除掉的粉尘量与清灰前捕集粉尘总量之比。
六、阻燃性能测试
滤料的阻燃性可分为四类:第一类是不燃的;第二类是难燃的;第三类是可燃的,但当布离开火焰后就不再燃烧;第四类是易燃的,布离开火焰仍然继续燃烧。
滤料阻燃性能的测定可分为两大类,即氧指数测定法和燃烧性能测定法。后者又可分为水平燃烧测定法、45°倾斜燃烧测定法和垂直燃烧测定法三种,燃烧测定法中常使用的垂直燃烧测定法。
1.氧指数测定法
氧指数是指试样在氧气和氮气的混合气体中维持完全燃烧状态所需的最低氧气体积浓度的百分数,通过用LOI表示。loi越大,维持燃烧所需要的氧气浓度就越高,亦即越难燃烧。如下表:
氧指数测定一般使用氧指数测定仪,如图,为该仪器的结构示意图。他由供气部分、测定部分、燃烧部分和点火器四个部分组成。实际上氧指数测定仪本身只包括后三个部分,供气部分是由氧气钢瓶、氮气钢瓶及相配的一组压力表和阀门组成。测定仪则由两个固定在一起的金属箱体组成。测定部分的箱体内装有一起、仪表及相应的阀门开关,而在燃烧部分的箱体内装有燃烧装置,点火器是一只与箱体分离的圆柱式金属小筒,在筒的侧面连有一根管,作点火用。筒顶有一螺丝,用来控制燃气的出口量,以便于控制火焰的大小,测定完毕后应随即旋紧螺丝以防止燃气向外泄露而引起火灾。燃气规定使用甲烷。
测试前,必须一次检查各阀门是否漏气,并将各处压力调节到规定范围,使混合气体流量在10mL/min左右,关闭各阀门,并记录氧气、氮气及混合气体的压力和流量。防止30min后,再次观察个压力计及流量计上表示的数值,若与前记录相同,则说明无漏气现象,可进行测试。测试时,现将试样夹在试样夹内,并将试样夹插在燃烧筒内的试样支柱上。若被测试样是已知的常用纤维非织造布,可将试样在空气中点火燃烧。如表中的燃烧特种进行对照,确定它属于哪一类燃烧。然后查流量与浓度换算表得到相应的氧气和氮气的流量数值,再打开氧气、氮气的流量调节阀,调至选定的流量时,用点火器在试样上端点火,控制在10-15s内将试样上端全部点着,在移去点火器的同时,按动秒表记录下燃烧时间。如果试样点燃移去火源后立即自熄,或燃烧时间不足2min,或烧毁长度不足40min,都说明氧气浓度过低,应提高氧气浓度过高,硬降低氧气浓度。将氧名都过高和过低的操作进行重复试验,直至求出两者相接近的氧浓度,并以较高的氧浓度作为该试样的指数。
2.垂直燃烧性能测试
垂直燃烧只使用垂直工作状态滤料阻燃性能测定。
所示为垂直燃烧法燃烧仪结构示意,它由燃烧和控制两部分组成。前者包括燃烧箱箱体、点火系统等;后者包括电源开关、电火花点火开关、条件转换开关、点火器启动开、试样点燃时间计时计、续燃时间计、续燃时间计时停止开关、阴然时间计、阴然时间计时停止开关等。另外,还附有一组重锤,用以测定损毁长度,确定织物的炭长。
测试前,试样必须置于标准大气条件下平衡8-24h,并接通电源检查点火系统、火焰高度、续燃时间计的指针是否在零位、点燃时间计是否设定在12s处等。检查完毕后即可进行测试,测试时现将试样夹悬挂在固定架上,然后按动点火开关点火,待30s火焰稳定后按启动开关,将点火器移至样式的正下方点燃试样。12s后点火器自动恢复原位。与此同时,续燃时间计开始计时,待续燃停止时立刻按续燃时间计时停止开关。同时用秒表记录阴然时间,直至阴然完毕,再按阴然计时停止开关。最后将烧过的试样取下,在恒温、恒湿的实验室及通风柜中测定。其方法是先选用想用的重锤挂在试样的一角,用手缓缓地提起试样的另一角,使重锤悬空,然后放下,用尺测量式样的烧毁长度。每种样品取试样10块,经纬向各5块,求其平均值。
七、荷电性能检验
1.比电阻的测定
根据电学的原理,材料的比电阻可分为表面店址ps和体积比电阻pv两种表示方法,他们都采用同轴三点击测量系统进行测定,如图:
1)表面比电阻的测定 表面比电阻的物理意义是:将两电极置于被测物体表面,两电极的长度和相互距离都为单位长度时,材料所具有的电阻。若两点几的长度为L1,相互距离为L2,则表面电阻Rs为:
测量系统的电极采用铜质材料,使试样上承受1*104Pa。测试时,应在上电极与环形电极值之间加以直流电压U,测量两极间通过电流I,计算出ps。
2)体积比电阻的测定 体积比电阻的物理意义是:将两电极置于非织造布的上下两层,两电极极板面积为1cm2时,电流从物体内部通过,材料单位厚度(cm)所具有的电阻。若材料的截面积为S,厚度(即量电极间距离)为h,则体积电阻为:
采用三点极系统测量时,应在上下两电极之间加以直流电压U。将环形电极接地,使表面电流旁路掉,测量上、下两极间通过的电流I,计算出pv。
2.静电性能测试
在使用过程中滤料与粉尘常常产生摩擦作用没因而会产生静电现象,在依然易爆场合产生的静电是及其有害的,故对滤料往往有特殊静电性能要求进行静电性能测试。
1)电晕放电式静电测试 如图所示为电晕放电式静电仪结构原理。它利用针尖放电的原理使试样带电,在一起的另一侧检测感生电荷,经放大电路由仪表指示。也可将仪器与记录或示波器相连接,经过一段时间后,试样达到饱和放电时即停止放电,使可在示波器上观察到试样充电和衰减情况,也可用偏振照相机吧示波器上显示的情况拍成照片进行研究分析,根据电话衰减的情况测试半衰期。测试方法有定时法和定压法两种。前者可用来测定试样静电点位数值大小、衰减速率和残留量等;后者可用来测定试样带电点位随时间衰减的规律、半衰期和经一定时间后试样表面静电点位的残留量等,能有效地反应出不用品种的静电性能。
2)摩擦式静电性能测试 如图所示的摩擦式织物静电测试仪,适用于各种织物摩擦带电性能的测定,测试的内容有:①静电点位;②静电点位衰减情况;③半衰期和经一定时间后静电点位的残留量,据此可绘制出全部衰减过程的曲线图;④电荷的极性。
在测试时采用铜品种织物磨料,可排除磨料品种对测定结果的影响,同时采用连续摩擦运动使摩擦稳定均匀,并设置恒定的张力装置夹,固定摩擦时的正压力大小,可提高测试结果的可比性。为了能使测试结果符合使用时的实际带电情况,在测试方法上采用现在固定的速度、压力和时间的条件下与磨料摩擦,然后与磨料自动脱离,在测定其初始静电值、衰变规律和半衰期、极性等。采用无衬垫的试样悬浮装置,在测试时可避免背面衬垫进入测试区而对地电容变化的影响,同时还可采用磨料回转、试样固定的自动机构以避免半衰期测定时空气与试样的继续摩擦带来的影响。
3)静电吸附性测试 测试装置为弯曲成一定角度的金属板,其规格尺寸如图所示,适用于轻薄型的滤料测试。试样尺寸为75mm*230mm,磨料不尺寸为100mm*200mm。测试前,应将试样和磨料布放在温度为(20±2)℃,相对湿度为(40±2)%的大气条件下预调湿。同时应对试验用金属板进行清洁干燥处理。用双面胶带贴在摩擦块四周侧面上,将磨料布固定在摩擦块上,磨料布的长边与摩擦块四周侧面上,将磨料布固定在摩擦块上,磨料布的长边与摩擦块的长边方向应一致,以磨料布的正面为摩擦面。消除试样、摩擦块和金属的静电后,用金属夹把试样固定在试验板上,试样的正面朝外。测试时,如图所示,将金属板放在聚氨酯泡沫塑料垫片上,磨料布的长边与试样的长边呈直角,用贴好磨料布的摩擦块以每秒12次的速度进行摩擦。摩擦时用两手的中指放在摩擦块的后面讲摩擦块推过整个试样长度,然后拿起复合到原来的位置,需在15s内完成12次摩擦。摩擦后,迅速将金属板竖起放在接地板上,用绝缘的镊子夹住试样的右下角,将试样从金属板上剥离,如图所示,约30s后松开镊子,由于试样带电,再此被吸附到金属板上,如此反复多次,测量从吸附开始到试样不再被金属板吸附为止所需的时间,用来评价织物的静电性,时间越长,滤料的带静电性越大。
摘自:《袋式除尘器配件选用手册》
作者:协昌环保-电磁脉冲阀专家