本文主要介绍高效过滤器的国际测试标准,即ISO 29463。

高效过滤器已在世界范围内使用了很多年。 第一个高效过滤器是在1940年代后期开发的。 大约在同一时间也开发了测试这些过滤器的原始程序。 尽管这些原始测试程序仍在美国实施,并且是世界上许多受管制行业所要求的,但自1970年代以来已经发展了一些国家标准,以适应技术的进步和行业的需求。 不幸的是,现行的国家标准没有规定等效的过滤器类别。 在某些情况下,这些方法本身并不等效。
由于传统上要测试每个高效过滤器并验证其性能和性能等级,因此当前使用的标准之间缺乏等效性给制造商和消费者都造成了困难。 为了纠正这种情况,于2011年发布了ISO TC 142:空气和其他气体清洁设备,并制定了新的全球ISO标准。 旨在涵盖当前在世界范围内使用的主要标准的实践。 因此,任何现有标准的实践或分类都不会因采用该ISO标准而变得完全过时。 希望这样一个包容性的标准将被普遍接受,从而消除遵守该行业及其消费者当前面临的非等效标准的负担。

介绍:

第一个高效过滤器是在1940年代后期开发的,主要用于军事防毒面具过滤器,并用于防止核工业中的放射性核素。 可以相信,最初的HEPA过滤器是在〜0.3μm的质量平均直径下进行测试的,因为这是所关注的放射性核素的大小。 从那时起,高效过滤器已在世界范围内使用。 高效过滤器在空气过滤器中独树一帜,要求每个过滤器都经过单独测试和认证。 这些过滤器在制造时都经过了效率和泄漏测试。 此外,在核工业和制药业等受监管的行业中,还对安装的过滤器的完整性进行了现场泄漏检测。

测试这些过滤器的原始程序也是在与高效过滤器相同的时间开发的。 尽管这些原始测试程序仍在美国实施,并且是世界上许多受监管行业所要求的,但已经发展出了不同的国家标准来满足行业的需求。 这些原始的测试方法基于具有挑战性气溶胶的已知大小分布的多分散气溶胶,以及用于测量总气溶胶浓度(用于泄漏和效率测量)的光度法。

自1970年代以来,随着离散粒子计数器的问世,使用粒子计数器在世界范围内开发了用于测试高效过滤器的新标准,以估计特定粒度的过滤器的效率。 不幸的是,一些现行的国家标准没有规定等效的过滤器类别,并且在某些情况下,方法本身也不等效。 例如,尽管某些标准规定了要在过滤器的最大渗透颗粒尺寸(MPPS)下确定的效率,但还有一些标准规定了要在特定颗粒尺寸(例如0.12 µm)下确定过滤器的效率。 当前使用的标准之间缺乏等效性,这给制造商和消费者都造成了困难。

为了纠正这种情况,已经开发了新的全球标准ISO 29463:用于去除空气中颗粒的高效过滤器和过滤介质。 新ISO标准虽然根植于现行的欧洲标准EN 1822(1),但与当前的测试实践和世界范围内使用的主要标准的过滤器分类具有相似之处。 因此,期望通过采用该ISO标准不会使任何现有标准的实践或分类完全被淘汰。 希望该标准将被普遍接受,从而消除遵守该行业及其消费者当前面临的几个非等效标准的负担。

ISO标准的结构

如上所述,ISO 29463是使用EN 1822标准作为基础进行开发的,并进行了修订,以适应美国,日本和其他国家/地区的其他国家标准的实践。

该标准分为5部分:

第1部分:分类,性能,测试和标记

除过滤器类别外,本节还提供了使用规定的测试方法的一般准则及其在过滤器分类中的基础。 该标准规定了十三种过滤器类别。 这些如表1所示。

E,H和U三个组包括从95%到99.999995%的过滤器效率。过滤器分类基于针对H和U过滤器分别确定的MPPS效率。 对于效率较低的E过滤器,分类基于过滤器效率的统计样本测试,而不是单独测试过滤器。

第2部分:气雾剂生产,测量设备,颗粒计数统计

任何测试方法仅与所需测量中使用的仪器一样好。 该标准的第2部分讨论了推荐的仪器和粒子发生器以及在标准规定的测量中使用的最低要求。 本节包括世界各地的过滤器测试标准中使用的常见仪器类型。 为符合ISO和良好的标准惯例,不提供也不推荐使用特定品牌。

第3部分:测试平板过滤器介质

标准的这一部分提供了确定过滤介质效率的测试方法。 MPPS的性能是根据在不同粒径下确定的效率来衡量的。 由于过滤介质是任何过滤器中的关键组件,因此,这种ISO确定其性能的方法(如果被普遍采用)将有助于最大程度地减少过滤器性能的不一致性,而不论介质或过滤器在何处生产。

第4部分:确定过滤器元件泄漏的测试方法(扫描方法)

在过滤器的测试方法中,泄漏测试是高效过滤器独有的。 标准的这一部分规定了所有过滤器类别的规范方法,该方法要求在过滤器的MPPS处确定泄漏。 为了认识到世界许多地方的通用方法,该标准还允许使用两种替代的标准方法来测试<ISO 40的过滤器类别。在美国以及世界各地的制药,军事和核工业中,一种通用方法是使用光度计和多分散 气溶胶。 另一种方法是使用许多欧洲国家/地区常见的油线和视觉泄漏检测程序。

第5部分:滤芯的测试方法

本节规定了确定MPPS处的滤波器效率的规范方法。 还包括E过滤器的统计样本测试程序。 为了认识到其他类似但不完全等效的测试方法,所编写的程序将接受世界各地正在使用的基于离散粒子计数器的大多数其他方法。 本部分还包括通过集成第4部分中的扫描方法获得的数据确定的效率。

与其他标准的相似性:

尽管不同的国家标准乍一看似乎有所不同,但在大多数情况下,当使用离散粒子计数器时,其效率确定方法基于相似的方法和仪器要求。 尽管ISO标准规定了在MPPS上进行效率测试的要求,但允许的公差将使世界范围内使用的主要过滤器标准所定义的当前操作符合ISO标准中所定义的要求。 例如,虽然欧洲标准明确要求确定其MPPS的过滤器效率,但美国或日本的惯例规定了在接近现代过滤器MPPS的颗粒大小或尺寸范围内进行测量。此外,在实践中,该范围将落入ISO标准中沿用的欧洲方法所允许的公差范围内。 因此,出于所有实际目的,这些标准名义上类似于ISO标准,并有望产生相似的过滤器类别。 表2中列出了美国,欧洲和ISO类别的标称过滤器类别的比较。

对于在产品分类中具有国家或地区偏好的悠久传统的行业,制定任何全球标准的最大挑战是设计一个包括所有当前分类的分类方案。 对于高效过滤,传统做法是指定相邻的过滤器类别,这些类别的过滤器效率相差一个数量级。 欧洲以外的大多数国家/地区使用整数十进制百分比效率来确定过滤器类别,即99%,99.9%,99.99%,依此类推。 在欧洲,传统的做法是使用半个百分点的效率来确定过滤器类别,即95%,99.5%,99.95%,依此类推。通过采用基于相邻类中过滤器效率的半阶变化的类代替这两种做法,即95%,99%,99.5%,99.99%,依此类推。 尽管如此细微的区分可能是不切实际的,但它确实允许将来自世界各地的所有当前分类都包括在ISO类中。 这种方法还导致大量的过滤器类。 但是,起草该标准时的期望是,由于所有现有的类都是可以接受的,因此可以预期,世界上的不同地区可能会选择使用其他过滤器类(全部或半个十进制效率)来保持对它们的熟悉度。 各个市场完好无损。 表2中说明了这种方法,其中比较了ISO标准以及欧洲EN 1822和US(IEST)标准(2)定义的过滤器类别。

与其他标准的差异:

每当制定ISO标准时,现有的国家标准之间必然会有一些妥协和标准化。 ISO 29463没什么不同。 尽管它试图包括使用离散粒子计数器的所有规范方法,但使用其他粒子检测方法的方法与此标准不兼容。 例如,在美国和世界各地许多行业中普遍使用的光度法基于多粒子检测器和多分散气溶胶。 同样,使用钠火焰和火焰光度法的方法也不基于离散颗粒。 这两种方法都已经产生了数十年的有效结果。 但是,它们之间的直接等效数据和标准中规定的离散颗粒测量方法目前尚不可用。 也许当这些数据可用时,可以将这些方法视为替代性规范方法。

总结:

已经开发了用于亚高效、高效和超高效过滤器测试和分类的新的五部分标准。 该标准涉及过滤器分类,过滤器介质测试,过滤器效率和过滤器泄漏测试以及测试所需的硬件要求。 作为第一个针对全球的高效过滤器的ISO标准,该标准试图将基于离散粒子计数器的当前国家过滤器分类实践包括在内。 但是,由于缺乏等效数据,因此不包括依赖于非离散粒子测量的国家测试方法。 将来的修订版中可能会考虑使用它们。 与大多数全球标准一样,ISO 29463的接受速度很慢。 随着即将到来的修订,人们期望其被更广泛的接受。