ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ЕРА, НЕРА И ULPA

Часть 4

Испытания фильтров на утечку (метод сканирования)

EN 1822-4:2009 High efficiency air filters (ЕРА, HEPA and ULPA) — Part 4: Determining leakage of filter elements (scan method)

(IDT)

Издание официальное

ГОСТ РЕН 1822-4—2012

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Общероссийской общественной организацией «Ассоциация инженеров по контролю микрозагрязнений» (АСИНКОМ) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 184 «Обеспечение промышленной чистоты»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 08.11.2012 г. № 698-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ЕН 1822-4:2009 «Высокоэффективные фильтры очистки воздуха ЕРА. НЕРА и ULPA. Часть 4. Испытания фильтров на утечку (метод сканирования)» (EN 1822-4:2009 «High efficiency air filters (ЕРА. HEPA and ULPA) — Pari 4: Determining leakage of filter elements (scan method)»)

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

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты». а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя «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 (gost.ru)

© Стандартинформ. 2014

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен. тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ РЕН 1822-4—2012

Содержание

1    Область применения.....................................................................................................................................1

2    Нормативные ссылки.....................................................................................................................................1

3    Термины и определения...............................................................................................................................2

4    Описание метода...........................................................................................................................................2

5    Контролируемый фильтр..............................................................................................................................3

6    Стенд для контроля.......................................................................................................................................3

6.1    Схема стенда..........................................................................................................................................3

6.2    Описание стенда.....................................................................................................................................5

6.3    Оборудование для сканирования .........................................................................................................6

6.4    Оборудование для генерирования аэрозолей и измерений...............................................................7

7    Контрольный воздух......................................................................................................................................8

8    Методика испытаний.....................................................................................................................................8

8.1    Общие положения..................................................................................................................................8

8.2    Подготовительные проверки.................................................................................................................9

8.3    Включение генератора аэрозолей........................................................................................................9

8.4    Подготовка контрольного фильтра.......................................................................................................9

8.5    Испытания.............................................................................................................................................10

9    Оценка результатов.....................................................................................................................................11

9.1    Вычисление проскока и эффективности............................................................................................11

9.2    Локальный проскок...............................................................................................................................12

9.3    Средняя эффективность......................................................................................................................12

9.4    Классификация фильтров.....................................................................................................................12

10    Протокол испытаний..................................................................................................................................12

11 Техническое обслуживание и контроль стенда......................................................................................13

Приложение А (обязательное) Метод контроля на масляную струйку.....................................................15

Приложение В (обязательное) Определение параметров контроля........................................................16

Приложение С (справочное)    Примеры результатов    расчетов со значениями.........................................22

Приложение D (справочное) Испытание на проскок с помощью аэрозоля с частицами PSL................26

Приложение Е (справочное) Испытание на проскок по частицам размерами от 0.3 до 0.5 мкм...........29

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных

стандартов ссылочным национальным стандартам Российской Федерации................30

Библиография.................................................................................................................................................31

Введение

Настоящий стандарт устанавливает требования к эффективным (ЕРА), высокоэффективным (НЕРА) и сверхвысокоэффективным фильтрам очистки воздуха (ULPA). основные принципы их испытаний и маркировки.

Отличие методов испытаний по настоящему стандарту от прежних подходов заключается в методе определения интегральной эффективности. Метод основан на счете частиц размерами, при которых частицы обладают наибольшей проникающей способностью (MPPS). Для фильтров из микростекловолокна этот размер находится в пределах от 0,12 до 0.25 мкм. Метод позволяет также контролировать ультрамалый проскок частиц, что было невозможно ранее из-за низкой чувствительности прежних методов.

Методы испытаний мембранных и синтетических фильтров установлены ЕН 1822-5:2009 (приложение А).

Комплекс международных стандартов ЕН 1822 «Высокоэффективные фильтры очистки воздуха ЕРА, НЕРА и ULPA» состоит из следующих частей:

-    часть 1. Классификация, методы испытаний, маркировка;

-часть 2. Генерирование аэрозолей, измерительные приборы, статистические методы обработки;

-    часть 3. Испытания плоских фильтрующих материалов;

-    часть 4. Обнаружение утечек в фильтрующих элементах (метод сканирования);

-    часть 5. Определение эффективности фильтрующих элементов.

IV

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ЕРА, НЕРА И ULPA

Часть 4

Испытания фильтров на утечку (метод сканирования)

High efficiency air filters (ЕРА, HEPA and ULPA). Part 4.

Determining leakage of filter elements (scan method)

Дата введения — 2013—12—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на эффективные (ЕРА), высокоэффективные (НЕРА) и сверхвысокоэффективные фильтры очистки воздуха (ULPA). используемые в системах вентиляции и кондиционировании воздуха и в технологических процессах, например, в чистых помещениях фармацевтической промышленности.

Настоящий стандарт содержит методику определения эффективности на основе метода счета частиц с использованием искусственного контрольного аэрозоля и позволяет классифицировать фильтры по их эффективности.

Настоящий стандарт устанавливает требования к испытаниям фильтрующих элементов и дает подробное описание метода сканирования с указанием условий проведения испытаний и характеристик используемого оборудования. Метод относится ко всем фильтрам классов Н и U и является базовым (контрольным) для определения проскока. Метод испытаний «на масляную струйку» (приложение А) и метод определения «проскока частиц размерами 0.3—0.5 мкм» (приложение Е) являются альтернативными и могут быть использованы только для фильтров класса Н.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ЕН 1822-1:2009 Высокоэффективные фильтры очистки воздуха ЕРА. НЕРА и ULPA. Часть 1. Классификация, методы испытаний, маркировка (EN 1822-1:2009. High efficiency air filters (ЕРА. НЕРА and ULPA) — Part 1: Classification, performance testing, marking)

EH 1822-2:2009 Высокоэффективные фильтры очистки воздуха ЕРА. НЕРА и ULPA. Часть 2. Генерирование аэрозолей, измерительные приборы, статистические методы обработки (EN 1822-3:2009. High efficiency air filters (ЕРА. НЕРА and ULPA) — Part 2: Aerosol production, measuring equipment, particle counting statistics)

EH 1822-3:2009. Высокоэффективные фильтры очистки воздуха ЕРА. НЕРА и ULPA. Часть 3. Испытание плоских фильтрующих материалов (EN 1822-3:2009 High efficiency air filters (ЕРА, НЕРА and ULPA) — Part 3: Testing flat sheet filter media)

EH 1822-5:2009. Высокоэффективные фильтры очистки воздуха ЕРА. НЕРА и ULPA. Часть 5. Определение эффективности фильтрующих элементов (EN 1822-5:2009. High efficiency air filters (ЕРА. НЕРА and ULPA) — Part 5: Determining the efficiency of filter elements)

EH 14799:2007 Фильтры для общей очистки воздуха. Термины (EN 14799:2007. Air filters for general air cleaning — Terminology)

Издание официальное

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения, приведенные в ЕН 14799:2007, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    метод общего счета частиц (total particle count method): Метод счета частиц, в котором общее число частиц в объеме пробы определяется без их классификации по размерам, например, с использованием счетчика ядер конденсации.

3.2    метод счета частиц и оценки их размеров (particle counting and sizing method): Метод счета частиц, который позволяет определять число частиц, классифицировать частицы по размерам, например, с использованием оптического счетчика частиц.

3.3    число частиц в единицу времени, интенсивность потока частиц, концентрация частиц (particle flow rate): Число частиц, которые регистрируются или проходят через заданное поперечное сечение в единицу времени.

3.4    распределение потока частиц (particle flow distribution): Распределение потока частиц в плоскости, перпендикулярной направлению потока.

4    Описание метода

Контроль фильтрующих элементов на локальный проскок предназначен для оценки соответствия требованиям, установленным ЕН 1822-1.

Для контроля на проскок фильтр устанавливают в камеру, и на него подается контрольный поток воздуха с номинальной скоростью. После измерения перепада давления при номинальной скорости потока воздуха фильтр очищается, и контрольный аэрозоль от генератора аэрозолей смешивается с подготовленным контрольным воздухом в воздуховоде смешивания так. чтобы аэрозоль был распределен равномерно в поперечной секции воздуховода. Концентрация частиц после контролируемого фильтра меньше, чем концентрация частиц перед фильтром, и равна ее произведению на коэффициент проскока.

Неоднородности материала фильтра или утечки приводят к изменениям в концентрации частиц по лицевой поверхности фильтра. Кроме того, утечки в пограничных зонах и внутри элементов фильтра (герметизация фильтра в раме, герметизация камеры фильтра) могут приводить к локальному увеличению концентрации частиц после фильтра.

При контроле на проскок следует определять распределение концентрации частиц после фильтра. чтобы обнаружить точки с превышением предельных значений концентрации. Координаты точек проскока следует регистрировать.

Следует также сканировать раму фильтра, углы, места герметизации между рамой фильтра и уплотнителем так. чтобы обнаружить возможные утечки в этих зонах. Рекомендуется, чтобы при сканировании фильтров использовался уплотнитель, предусмотренный конструкцией фильтра: фильтр располагался в том же положении; скорость потока воздуха была та же. что и на месте эксплуатации.

Для определения распределения частиц после фильтра пробоотборник должен иметь определенную форму, чтобы отбирать заданную часть потока воздуха. Проба воздуха должна быть направлена в счетчик частиц, который считает частицы и выводит результаты как функцию от времени. При проведении теста пробоотборник должен перемещаться с определенной скоростью вблизи поверхности фильтра, из которой выходит воздух так, чтобы проверенные зоны пересекались или граничили друг с другом без зазоров (см. В 4 2. В 4.3. приложение В). Время контроля концентрации частиц после фильтра может быть сокращено за счет использования нескольких средств контроля (экстракторов части потока, счетчиков частиц), работающих параллельно.

Для локализации мест проскока нужно определять координаты места нахождения пробоотборника. скорость движения пробоотборника и концентрацию частиц через достаточно короткие интервалы времени. При обнаружении локального проскока дальнейшие измерения проводят при неподвижном пробоотборнике, располагаемом в зоне проскока.

Контроль на проскок следует выполнять для частиц размерами, равными точке MPPS — точке с максимальным проскоком частиц (см. ЕН 1822-3), за исключением мембранных фильтров по приложению Е настоящего стандарта. Распределение размеров аэрозольных частиц может быть определено с использованием системы анализа размеров частиц, например, анализатора размеров частиц по дифференциальной подвижности.

ГОСТ РЕН 1822-4—2012

Испытания на проскок могут быть выполнены с использованием монодисперсного и полидис-персного аэрозолей. Средний диаметр частиц должен соответствовать диаметру частиц в точке MPPS. в которой эффективность фильтровального материала минимальна. Для монодисперсного аэрозоля может быть использован метод общего счета частиц с помощью счетчика ядер конденсации или оптического счетчика частиц, например лазерного счетчика частиц.

При применении полидисперсного аэрозоля следует использовать оптический счетчик частиц, который считает частицы в зависимости от их размеров.

Если сканирование выполняется на автоматическом стенде, то возможно определение средней эффективности фильтра по концентрации частиц. Средняя концентрация частиц после фильтра вычисляется по общей концентрации обнаруженных частиц во время сканирования. В качестве контрольного объема воздуха принимается объем, отобранный счетчиком частиц при сканировании. Концентрацию частиц до фильтра следует определять в представительной точке поперечного сечения воздуховода. Этот метод определения интегральной эффективности эквивалентен методу с фиксированными пробоотборниками по ЕН 1822-5.

5    Контролируемый фильтр

Фильтр, подлежащий контролю на проскок, не должен иметь видимых повреждений или других неоднородностей и должен удовлетворять требованиям к установке, герметизации и подаче потока воздуха. Температура фильтра при проведении испытаний должна быть равна температуре контрольного воздуха. При обращении с фильтром следует соблюдать меры предосторожности, фильтр должен быть надежно и ясно маркирован с указанием:

a)    обозначения фильтрующего элемента;

b)    стороны фильтрующего элемента, на которую подается воздух.

6    Стенд для контроля

6.1 Схема стенда

Стенд может быть использован для испытаний с монодисперсным или полидисперсным аэрозолем (рисунок 1). Различие в методах этих испытаний состоит в способе контроля частиц и генерировании аэрозоля.

3

ГОСТ РЕН 1822-4—2012

-

I i

1 — предфильтр контролируемого воздуха; 2 — вентилятор с регулятором скорости; 3 — подогреватель воздуха 4 — ввод аэрозоля в воздуховод; 5 — генератор аэрозоля с подготовкой приточного воздуха и регулятором потока воздуха, б — датчики атмосферного давления, температуры и относительной влажности. 7 — секция смешивания воздуха до фильтра. 8 —точка отбора проб для счета частиц до фильтра. 9 — система разбавления (опция); 10 — счетчик частиц до фильтра;

11 — защитный поток воздуха (опция); 12 — контролируемый фильтр.

13 — точка отбора проб и частичного удаления воздуха после фильтра.

14 — регулируемое устройство для установки пробоотборника. 15 — датчик скорости потока;

16 — счетчик частиц после фильтра; 17 — компьютер для контроля аэрозоля (хранения данных);

18 — система контроля контрольного аэрозоля; 19 — датчик перепада давления воздуха

Рисунок 1 — Схема стенда

Пример оборудования для проведения испытания приведен на рисунке 2 (без оборудования для подсчета частиц).

4

ГОСТ P EH 1822-4—2012

Рисунок 2 — Тракт движения воздуха при сканировании

6.2 Описание стенда

6.2.1    Подготовка контрольного воздуха

Кондиционер контрольного воздуха включает в себя элементы, необходимые для подготовки контрольного воздуха в соответствии с требованиями к потоку контрольного воздуха (раздел 7). Не допускается отклонение от установленных параметров потока контрольного воздуха при контроле эффективности фильтра.

6.2.2    Регулирование расхода воздуха

Следует предусмотреть регулирование потока воздуха с необходимой точностью (например, изменением скорости вращения вентилятора или заслонками) для обеспечения точности расхода в пределах ± 3 %. Номинальный расход воздуха в течение испытаний должен находиться в этих пределах.

6.2.3    Измерение расхода воздуха

Измерение расхода воздуха выполняют стандартным или калиброванным методом, например, измерением перепада давления с использованием пластин с отверстием, форсунок, трубок Вентури поЕН ИСО 5167-1

Ошибка измерений не должна превышать 5% измеряемой величины.

6.2.4    Воздуховод смешивания аэрозоля

Конструкция ввода аэрозоля и воздуховода смешивания (см. рисунок 1) должна быть такой, чтобы концентрация аэрозоля в разных точках поперечного сечения воздуховода непосредственно пе-

5

ГОСТ РЕН 1822-4—2012

ред фильтром не отличалась более чем на 10 % средней величины, полученной в шести точках измерения. распределенных равномерно по поперечному сечению воздуховода.

6.2.5    Крепление контролируемого фильтра

Крепление контролируемого фильтра должно обеспечивать герметичность конструкции и соответствие потока заданным требованиям. Не должно быть препятствий для прохода воздуха ни в одной из частей установки.

Расположение фильтра и характеристики потока воздуха при сканировании должны соответствовать условиям на месте эксплуатации.

6.2.6    Точки измерения перепада давления

Точки измерения давления должны быть выбраны в местах, позволяющих измерить среднее значение разности между статическим давлением на входе фильтра и давлением окружающего воздуха. Плоскость измерений давления должна быть расположена в зоне однородного потока.

Отверстия в прямоугольных или квадратных воздуховодах контрольного воздуха должны иметь диаметр от 1 до 2 мм. быть равными и располагаться в середине стенок воздуховода перпендикулярно направлению потока. Четыре отверстия для измерений должны быть соединены круглой трубкой.

6.2.7    Отбор проб до фильтра

Отбор проб выполняется одним или более пробоотборниками, расположенными перед фильтром. Диаметр пробоотборника должен быть таким, чтобы при заданной средней скорости потока и расходе воздуха для пробы соблюдались условия изокинетичности. Ошибками пробоотбора. которые возникают из-за других скоростей потока в воздуховоде, можно пренебречь ввиду малых размеров частиц в контрольном аэрозоле. Соединения со счетчиком частиц должны быть максимально короткими.

Отбор проб должен быть представительным, т. е. концентрация аэрозолей в пробах не должна отличаться более чем на 10 % средней величины, определенной по 6.2.4.

Средние концентрации аэрозолей, определенные в точках отбора проб до места установки фильтра и после него при отсутствии фильтра, не должны отличаться друг от друга более чем на 5%.

6.2.8    Защита от загрязнений

Зона после фильтра должна быть полностью защищена от загрязнений окружающего воздуха. Для правильного определения и локализации утечек на краях фильтра в местах уплотнения, раме фильтра или местах герметизации следует направлять поток воздуха в зону, защищенную от загрязнений. Это достигается, например, защитой наружных частей корпуса фильтра кожухом, внутри которого проходит не содержащий частиц поток воздуха в направлении от фильтра.

Следует также сканировать раму фильтра, углы и по возможности зоны между рамой фильтра и уплотнителями так, чтобы можно было обнаружить возможные утечки. При аттестации контрольного стенда следует проверить, что утечки в этих зонах обнаруживаются с той же вероятностью и чувствительностью, что и утечки в фильтровальном материале в середине фильтра.

6.3 Оборудование для сканирования

6.3.1    Общие положения

Допускается проводить ручное сканирование в дополнение к автоматическому контролю на утечку. При этом должны быть учтены наиболее важные параметры методики контроля.

Однако при ручном перемещении пробоотборника невозможно избежать неравномерностей, поскольку его движение вдоль поверхности фильтра не может быть ровным. Поэтому количественная оценка может быть сделана только в определенных пределах, если она вообще возможна. Более того. для регистрации координат мест утечки и особенно для счета числа частиц требуются исключительно большие затраты времени.

Далее рассмотрено оборудование автоматического сканирования.

6.3.2    Отбор проб после фильтра

Оценка распределения частиц после фильтра зависит от условий отбора проб. Для измерений локального проскока отбор проб следует проводить при стандартных условиях, чтобы результаты были сравнимыми.

Пробоотборник может быть прямоугольного или круглого сечения. В прямоугольном пробоотборнике соотношение сторон не должно превышать 15:1. Площадь сечения пробоотборника должна быть равной (9 ± 1) см2. Скорость отбора пробы должна быть такой, чтобы скорость воздуха в зоне отверстия не отличалась от скорости воздуха на лицевой поверхности фильтра более чем на 25% (см. В.6. приложение В).