燃油和化学品

抗压测试

在“实际”条件中衡量过滤器性能

液压系统压力

大多数液压系统过滤器受其自然使用功能的限制会受到各种可变压力的影响,其中包括:
  • 操作过程中热量的累积
  • 冷启动
  • 振动
  • 循环(可变)流量
  • 因过滤器负荷导致的压降上升

市场上许多液压系统过滤器的设计和测试都是在实验室中完成的,而测试过程中并未受到上述压力的影响。


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压力对液压系统过滤器的影响

增加的热量可导致介质加速老化以及强度和性能下降。可根据 ISO 2943 对此进行评估。

冷启动可导致过滤材料和褶“束”受到压缩。冷启动的效果可根据 ISO 2943 进行评估。

振动可造成机械损坏或效率损失和解吸(释放先前捕获的颗粒)。目前没有评估此效果的测试。

循环(可变)流会导致过滤器结构(褶)疲劳。针对循环流体的抗疲劳能力可根据 ISO 3724 进行评估。循环流体还可能导致效率下降和颗粒解吸(释放)。

过滤器加载会使压降上升,从而导致效率损失和颗粒解吸(过滤器中截留的颗粒越多,就释放得越多)。


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哪些特征能让过滤器耐受压力?

抗压型过滤器具有以下设计特征:
  • 均匀的孔径(在效率控制层)
  • 操作过程中不允许移动
    • 纤维树脂强大的吸附力
    • 褶皱结构的支持力和粘结力
    • 没有“软化”的兼容性材料
  • 对介质进行保护以防止其他损害或者移动

为了正确评估抗压性(尤其是针对循环流体和过滤器加载),颇尔公司研究出抗压测试方法。


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多路测试的主要限制

  • 仅使用稳流
  • 高速粉尘注入
    • 1,000 至 10,000 倍实际现场经验
  • 没有高热、冷启动及振动等干扰
  • 基于平均值做出正常的 Beta 比报告,而不是基于过滤器使用过程中的最差状态给出

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抗压测试

为解决多路测试的不足,颇尔公司已经研究出抗压测试,这种测试可更真实地测出过滤器的性能。此实验室测试可检查若干操作区域:稳态性能、循环流体性能、污染物加载对截留率的影响以及过滤器的卸载特性。在测试程序的清理部分,针对过滤器使用过程中不同阶段的循环流体条件对稳定的颗粒计数水平进行了测量。SRT 测试并不是要测量抗疲劳性或疲劳引起的故障,而是要测量循环条件下的“正常”性能。

液压设备中典型的过滤器工作周期 大多数液压系统都有循环流体。该图提供了液压设备中典型过滤器工作周期的示例。

抗压测试中使用的流体循环Profile 该图展示了抗压测试中使用的流体循环profile通过上图,您会发现这与许多典型的流循环类似。

含初始污染物注入及稳流的新过滤器的清理曲线(上游颗粒计数) 该图展示了含初始污染物注入稳流的新过滤器的清理曲线(上游颗粒计数)。清理过程中,不会加入额外的污染物。请注意,污染物被快速地从流体中清除,同时实现了达到了稳定态,几乎没有剩余污染物。

循环流体条件下新过滤器的清理曲线(上游颗粒计数) 如果我们现在检查循环流体条件下新过滤器的清理曲线(上游颗粒计数),则会以接近稳定条件下的清洁度水平再次快速实现稳定化。

循环流体条件下(2.5% 的终端压降)过滤器的稳定清洁度(上游颗粒计数) 当我们检查循环流体条件下(2.5% 的终端压降)过滤器的稳定清洁度(上游颗粒计数)时,可清楚地看到清洁量减少。2.5% 的压降通常表示污染物导致过滤器 30%-50% 被堵住。

循环流体条件下的稳定清洁度(上游颗粒计数)显示情况已明显恶化 当终端压降达到 80% 时,循环流体条件下的稳定清洁度(上游颗粒计数)会显示情况已明显恶化该值意味着过滤器使用寿命已快终结,其性能受到了压力的极大的挑战。

同类 Beta 级过滤器在“真实”的压力条件下并不会出现相同的性能 通过对比带同类稳流 Beta 的不同过滤器的下游颗粒计数发现,[同类 Beta 级]过滤器在“真实”的压力条件下并不会全部展现相同性能。

可以基于压力条件下所能达到的清洁度水平赋予过滤器一个 ISO 代码评级。在 80% 的压降条件下对过滤器进行评级可以让用户最充分地了解过滤器在最恶劣操作条件下的性能水平。

过滤器 每毫升稳定颗粒计数 ISO 代码
>4 微米(c) >6 微米(c) >10 微米(c)
A 4200 540 20 19/16/<11
B 7200 970 47 20/17/<13
C 3400 420 18 19/16/<11
D 1100 70 0.8 17/13/<07
SRT 380 31 1.4 16/12/<08
在代表最不利条件的 80% 的终端压降条件下确定评级。

四对滤芯(E1 和 E2、F1 和 F2、G1 和 G2、H1 和 H2)的抗压测试结果表明,该测试可展现出色的可重复性。


过滤器 >4 微米(c) >6 微米(c) >14 微米(c) ISO 4406 级
E1 78 2.4 0.09 14/09/05
E2 69 2.7 0.07 14/10/04
F1 166 6.5 0.07 16/11/04
F2 149 4.7 0.10 15/10/05
G1 395 34 0.15 17/13/05
G2 447 42 0.12 17/14/05
H1 932 363 0.27 18/17/06
H2 1,061 402 0.39 18/17/07


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总结

相比传统的 Beta 评级,抗压测试提供了改进的过滤器性能报告方法,可以更真实地衡量过滤器在实际运行中的性能。抗压力测试还会提供 ISO 代码,让用户更容易理解过滤器使用期间保持的污染控制水平。

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