Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 29463-4-2024 "Высокоэффективные фильтры и фильтрующие материалы для удаления частиц из воздуха. Часть 4. Метод испытаний фильтрующих элементов на утечку (метод сканирования)" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 мая 2024 г. N 607-ст)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 29463-4-2024
"Высокоэффективные фильтры и фильтрующие материалы для удаления частиц из воздуха. Часть 4. Метод испытаний фильтрующих элементов на утечку (метод сканирования)"
(утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 мая 2024 г. N 607-ст)

High-efficiency filters and filter media for removing particles in air. Part 4. Test method for determining leakage of filter elements - scan method

УДК 543.275.083:628.511:006.354
ОКС 91.140.30

Дата введения - 1 января 2025 г.
Взамен ГОСТ Р ЕН 1822-4-2012

Предисловие

1 Подготовлен Общероссийской общественной организацией "Ассоциация инженеров по контролю микрозагрязнений" (АСИНКОМ) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии 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 15 мая 2024 г. N 607-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 29463-4:2011 "Высокоэффективные фильтры и фильтрующие среды для удаления частиц из воздуха. Часть 4. Метод испытаний фильтрующих элементов на утечку (метод сканирования)" (ISO 29463-4:2011 "High-efficiency filters and filter media for removing particles in air - Part 4: Test method for determining leakage of filter elements - scan method", IDT).

Международный стандарт разработан Техническим комитетом ТК 142 "Оборудование для очистки воздуха и других газов" Международной организации по стандартизации (ИСО).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА.

Дополнительные примечания в тексте стандарта, выделенные курсивом, приведены для пояснения текста оригинала

5 Взамен ГОСТ Р ЕН 1822-4-2012

Введение

Стандарты ИСО 29463 (все части) получены из стандартов ЕН 1822 (все части) с рядом изменений, отражающих позицию стран, не входящих в ЕС. Они содержат требования, фундаментальные принципы испытаний и маркировки для высокоэффективных фильтров очистки воздуха от частиц с эффективностью от 95 % до 99,999995 %, которые могут использоваться для классификации фильтров в целом, либо по соглашению между поставщиком и пользователем.

Стандарты ИСО 29463 (все части) предусматривают оценку эффективности всех фильтров на основе счета частиц с использованием жидких или (как альтернатива) твердых контрольных аэрозолей, что позволяет выполнять стандартную классификацию фильтров как по интегральной, так и по локальной эффективности, что обычно покрывает большинство требований в различных областях применения. Отличие ИСО 29463 (все части) от других национальных стандартов заключается в методах определения интегральной эффективности. Вместо оценки эффективности по массовой концентрации или общих концентраций эти методы основаны на счете частиц в точке с наибольшим проскоком (MPPS - Most Particle Penetrating Size), которая для микростекловолокнистых фильтров составляет примерно от 0,12 до 0,25 мкм. Этот метод также позволяет испытывать сверхвысокоэффективные фильтры очистки воздуха со сверхнизким проскоком, что не достигалось при использовании прежних методов контроля из-за их недостаточной чувствительности. Для мембранных фильтров действует другое правило (см. ИСО 29463-5, приложение В). Несмотря на то, что не приводятся эквивалентные методы испытаний заряженных фильтров, порядок обращения с этими фильтрами приведен в ИСО 29463-5, приложение С. Специальные требования к методам испытаний, их периодичности и ведению протоколов могут быть согласованы между поставщиком и заказчиком. Для фильтров с меньшей эффективностью (группа Н) могут применяться альтернативные методы испытаний по настоящему стандарту, приложение А, с заключением специального соглашения между поставщиком и заказчиком и только при условии указания на это в маркировке фильтра согласно настоящему стандарту, приложение А.

Отличием стандартов ИСО 29463 (все части) от других методов является, например, то, что другие методы основаны на определении общей концентрации аэрозольных частиц, а не индивидуальных частиц. Краткое описание этих методов со ссылками на соответствующие стандарты дано в ИСО 29463-5, приложение А.

П р и м е ч а н и е - В Российской Федерации действует с 1990-х годов классификация высокоэффективных фильтров очистки воздуха ЕРА, НЕРА и ULPA (Е10-Е12; H13; Н14; U15-U17), также как и в Евросоюзе.

ИСО 29463-1 устанавливает отличающуюся от этого классификацию фильтров, что не принято ни в Европе, ни в России. В связи с этим в Европе принят стандарт ЕН 1822-1:2019, идентичный перевод которого введен в России в качестве ГОСТ Р 71176-2023. Это обеспечивает удобство в работе и единое понимание производителей фильтров, монтажных организаций, испытателей и пользователей.

Область применения ИСО 29463-2, ИСО 29463-3, ИСО 29463-4 и ИСО 29463-5 ограничена преимущественно испытаниями фильтров их производителями.

В связи с этим в настоящем стандарте сохранены обозначения фильтров в соответствии с оригиналами. Таблица сопоставления обозначений приведена в ГОСТ Р 71176-2023.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод контроля фильтров путем сканирования, рассматриваемый как базовый (контрольный) метод определения утечек (проскока) в фильтрующих элементах. Метод распространяется на фильтры классов от ИСО 35 Н до ИСО 75 U. В стандарте также приведено описание других нормативных методов: метода испытаний "на масляную струйку" (приложение А), метода с использованием фотометра аэрозолей (приложение В), который может применяться для НЕРА-фильтров классов от ИСО 35 Н до ИСО 45 НЕРА-фильтров и метода проверки на утечку с помощью полистирольных частиц (приложение Е). Стандарт предназначен для применения совместно с ИСО 29463-1, ИСО 29463-2, ИСО 29463-3 и ИСО 29463-5.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)]:

ISO 5167-1, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full - Part 1: General principles and requirements (Измерение расхода текучей среды с помощью сужающих устройств, установленных в полностью заполненных трубопроводах круглого сечения. Часть 1. Общие принципы и требования)

ISO 29463-1:2011 ^*, High-efficiency filters and filter media for removing particles in air - Part 1: Classification, performance testing and marking (Высокоэффективные фильтры очистки воздуха и фильтрующие материалы для удаления частиц из воздуха. Часть 1. Классификация, испытания рабочих характеристик и маркировка)

-----------------------------

^* Заменен на ISO 29463-1:2017. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

-----------------------------

ISO 29463-2:2011, High efficiency filters and filter media for removing particles in air - Part 2: Aerosol production, measuring equipment, particle counting statistics (Высокоэффективные фильтры очистки воздуха и фильтрующие материалы для удаления частиц из воздуха. Часть 2. Получение аэрозолей, испытательное оборудование, статистика счета частиц)

ISO 29463-3:2011, High efficiency filters and filter media for removing particles in air - Part 3: Testing flat sheet filter media (Высокоэффективные фильтры очистки воздуха и фильтрующие материалы для удаления частиц из воздуха. Часть 3. Испытания плоского фильтрующего материала)

ISO 29463-5:2011 ^*, High efficiency filters and filter media for removing particles in air - Part 5: Test method for filter element (Высокоэффективные фильтры очистки воздуха и фильтрующие материалы для удаления частиц из воздуха. Часть 5. Методы испытаний фильтрующих элементов)

-----------------------------

^* Заменен на ISO 29463-5:2022. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

-----------------------------

ISO 29464, Cleaning of air and other gases - Terminology (Очистка воздуха и других газов. Терминология)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения, приведенные в ИСО 29463-2, ИСО 29463-3, ИСО 29463-5, ИСО 29464, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 время отбора пробы (sampling duration): Время, в течение которого ведется счет частиц в пробе до фильтра и после фильтра.

3.2 метод общего счета частиц (total particle counting method): Метод счета частиц, который позволяет определять число частиц в пробе некоторого объема без разделения по размерам частиц.

Пример - С использованием счетчика ядер конденсации.

3.3 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.

Пример - С использованием счетчика частиц.

3.4 интенсивность потока частиц (particle flow rate): Число частиц, которое посчитано или пересекло заданную поперечную секцию в единицу времени.

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

3.6 фотометр аэрозолей (aerosol photometer): Прибор, определяющий массовую концентрацию частиц в воздухе на основе рассеяния света, в котором для измерений используется оптическая камера прямого рассеивания света.

4 Принцип работы

Для большинства областей применения высокоэффективных фильтров важную роль играют фильтры, не имеющие утечек. Базовый метод контроля на утечку в фильтрующих элементах предназначен для проверки и установления превышения допустимых уровней (ИСО 29463-1). Для фильтров группы Н могут применяться методы, альтернативные методу сканирования и обеспечивающие эквивалентный контроль на утечку (приложения А, В, Е и F). Несмотря на то, что метод счета полистирольных частиц размерами от 0,3 до 0,5 мкм по приложению F не является эквивалентным, он может использоваться вместо метода контроля на струйку аэрозоля (приложение А).

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 продувается, 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. С.3.2 и С.3.3). 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.

Испытания на проскок могут быть выполнены с использованием монодисперсного и полидисперсного 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.

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 Контрольный стенд

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.

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; 6 - 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 обработки и хранения данных; 18 - система контроля тестируемого аэрозоля; 19 - датчик перепада давления воздуха

Рисунок 1 - Схема стенда

Пример испытательного стенда приведен на рисунке 2 (без оборудования для подсчета частиц).

1 - фильтр грубой очистки; 2 - фильтр тонкой очистки; 3 - вентилятор; 4 - подогреватель воздуха; 5 - заслонки для регулирования контрольного и защитного воздуха; 6 - высокоэффективный фильтр для контрольного аэрозоля; 7 - ввод аэрозоля в воздуховод; 8 - поток контролируемого воздуха; 9 - поток защитного воздуха; 10 - система контроля давления воздуха; 11- дифференциальный манометр; 12 - датчик атмосферного давления; 13 - датчик температуры; 14 - гигрометр; 15 - точка отбора проб для оценки размеров частиц; 16 - точка отбора проб до фильтра; 17 - высокоэффективный фильтр защитного воздуха; 18 - дифференциальный манометр; 19 - датчик скорости защитного воздуха; 20 - контролируемый фильтр; 21 - выравниватель потока защитного воздуха; 22 - камера фильтра; 23 - камера сканирования (совмещается с камерой фильтра на время проведения теста); 24 - подвижная консоль с пробоотборником для контроля воздуха после фильтра; 25 - привод консоли; 26 - отбор проб после фильтра

Рисунок 2 - Тракт движения воздуха при сканировании

Основные сведения по получению и нейтрализации аэрозоля наряду с данными на оборудование и контрольно-измерительные приборы приведены в ИСО 29463-2.

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, с 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 диафрагменной пластины, сопла Вентури по 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 2) должна быть такой, чтобы концентрация аэрозоля в разных точках поперечного сечения воздуховода непосредственно перед фильтром не отличалась более чем на 10 % от среднего значения, полученного по меньшей мере в 10 точках, 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 к 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 % среднего значения, определенного 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, содержащихся в окружающем воздухе. Для правильного определения и локализации утечек на краях фильтра, в местах уплотнения, раме фильтра или местах герметизации, частицы, выделяемые в этих местах, должны удаляться потоком воздуха в сторону от сканируемой зоны. 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

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.

6.3.1 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) см ². 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. С.5).

Время измерений при использовании прямоугольного пробоотборника может быть сокращено за счет применения нескольких пробоотборников, расположенных друг за другом (при наличии нескольких счетчиков частиц).

Расстояние между поверхностью фильтрующего элемента и пробоотборника должно быть в пределах от 10 до 50 мм.

Допускаются отклонения от указанных значений при специальных конструкциях фильтра и исключительно высоких скоростях воздуха на лицевой поверхности фильтра. При этом возможна только условная оценка локальной эффективности.

Альтернативный метод испытаний с помощью фотометра аэрозолей приведен в приложении В.

6.3.2 Консоль пробоотборника

Пробоотборник, предназначенный для контроля воздуха после фильтра, должен быть установлен в подвижной консоли. Конструкция консоли должна быть такой, чтобы она и ее привод не нарушали потока воздуха вблизи фильтра в пределах применения настоящего стандарта.

6.3.3 Аэрозольные трубки

Аэрозольные трубки, находящиеся после фильтра, должны направлять частицы в ячейку счетчика частиц по возможности с минимальной задержкой и без потерь. В связи с этим трубки должны быть как можно более короткими и не должны иметь крутых изгибов. Трубки должны быть выполнены из проводящего материала с гладкими поверхностями, не выделяющего частицы.

6.3.4 Привод пробоотборника

Привод должен перемещать консоль с пробоотборником под прямым углом к направлению потока воздуха с постоянной скоростью. Скорость движения пробоотборника может регулироваться, но не должна превышать 10 см/с (см. С.6). Не допускается отклонение скорости от установленного значения более чем на 10 %.

Следует контролировать расположение пробоотборника в координатах X, Y и Z при движении пробоотборника, а также возвращение пробоотборника к точке над местом утечки, обнаруженной при сканировании. Точность возврата к любой точке поперечного сечения фильтра должна быть не менее 1 мм.

6.4 Оборудование для получения аэрозолей и измерений

6.4.1 Общие положения

Для полидисперсного контрольного аэрозоля технические характеристики генератора аэрозолей должны быть отрегулированы так, чтобы средний диаметр частиц не выходил за пределы  50 % от точки MPPS в плоскости фильтрующего материала.

Для монодисперсного контрольного аэрозоля технические характеристики генератора аэрозолей должны быть отрегулированы так, чтобы средний диаметр частиц не отклонялся более чем на 10 % от точки MPPS.

Следует обеспечить возможность регулирования медианы распределения числа частиц контрольного аэрозоля в пределах  10 %.

Генератор аэрозолей должен предусматривать регулирование числа частиц в соответствии с расходом воздуха и с учетом эффективности фильтра так, чтобы концентрация частиц до и после фильтра была ниже допустимого предела счетчика частиц по ошибке совпадения и значительно выше уровня нулевого счета приборов.

Распределение числа частиц в контрольном аэрозоле может быть определено с помощью систем анализа размеров частиц (например, дифференциального анализатора подвижности) или лазерного счетчика частиц, пригодного для этих целей. Предельная ошибка метода измерений для определения средней величины не должна превышать  10 % контролируемой величины.

Число частиц до и после фильтра должно быть достаточно большим, чтобы результаты были статистически значимыми, но концентрация частиц не должна превышать допустимого значения для счетчика, установленного до фильтра. Если численная концентрация до фильтра превышает этот предел, то следует предусмотреть систему разбавления между точкой отбора проб и счетчиком.

Максимальное значение измеряемой концентрации может ограничиваться максимально возможной скоростью работы электронного оборудования контрольных приборов. Ошибка измерений скорости отбора пробы и продолжительности измерений также может влиять на определение концентрации частиц. Результаты определения концентрации частиц с учетом всех источников ошибок регистрирующего оборудования не должны различаться более чем на 10 % от истинной величины.

Концентрацию частиц следует регистрировать через интервалы времени (интервалы счета t _i), которые соответствуют, по крайней мере, времени, необходимому для пересечения пробоотборником ширины своего собственного отверстия (а _р). Характеристики счетчика частиц и регистрирующих электронных схем должны удовлетворять этим требованиям. Ошибка в определении длительности интервала счета должна быть менее 10 %.

6.4.2 Подготовка испытаний с монодисперсным контрольным аэрозолем

Распределение размеров частиц, получаемых от генератора аэрозолей, является, как правило, квазимонодисперсным. Для определения счетной концентрации частиц при контроле целостности фильтров с помощью монодисперсного аэрозоля могут быть использованы как оптические счетчики частиц, так и счетчики ядер конденсации.

При использовании счетчика ядер конденсации следует убедиться, что контрольный аэрозоль не содержит значимого числа частиц, намного меньших, чем размер в точке MPPS. Такие частицы могут быть получены от генератора аэрозолей, имеющего отклонения от нормальных параметров, и могут быть посчитаны счетчиком ядер конденсации, что приводит к существенной ошибке в определении локальной эффективности. Поэтому при использовании счетчика ядер конденсации следует определять распределение размеров частиц контрольного аэрозоля в диапазоне от нижнего предела счета счетчика ядер конденсации до размера частиц, равного примерно 1 мкм. Полученное таким образом геометрическое распределение должно быть 1,5 (квазимонодисперсным).

6.4.3 Подготовка испытаний с полидисперсным контрольным аэрозолем

При контроле целостности фильтра с помощью полидисперсного аэрозоля следует определить концентрацию частиц и распределение размеров, используя оптический счетчик частиц, например лазерный счетчик частиц.

Диапазон измерений оптического счетчика частиц, используемого для контроля эффективности, должен удовлетворять следующим требованиям:

a) диапазон должен включать размеры частиц от размера S _MPPS/1,5 до размера 1,5S _MPPS, где S _MPPS - размер частиц с наибольшим проскоком (ИСО 29463-5:2011, рисунок 4, диапазон I);

b) распределение классов по размерам должно быть таким, чтобы предел класса C _L удовлетворял условию S _MPPS/2 < C _L S _MPPS/1,5 (ИСО 29463-5:2011, рисунок 4, диапазон IIа);

c) следующий предел класса отвечал условию:

1,5S _MPPS C _L < 2S _MPPS (ИСО 29463-5:2011, рисунок 4, диапазон IIb).

Все классы между этими двумя пределами должны быть оценены на эффективность. Требования к минимальному числу классов в этом диапазоне не установлены. Таким образом, в исключительных случаях указанные выше условия могут быть выполнены только для одного класса по размерам.

7 Контрольный воздух

Контрольный воздух следует подготовить до смешивания с контрольным аэрозолем. Концентрация частиц в контрольном воздухе должна быть менее 352 000 в м ³, что обеспечивается предварительной фильтрацией (например, фильтрами грубой и тонкой очистки и высокоэффективными фильтрами). Следует измерять температуру и относительную влажность контрольного воздуха в контрольном воздуховоде до фильтра и поддерживать их в следующих пределах с помощью системы подогрева воздуха:

- температура - (23 5) °С;

- относительная влажность - менее 75 %.

8 Методика испытаний

8.1 Общие положения

До начала сканирования следует задать или вычислить контролируемые параметры, если это не было сделано ранее, и выполнить необходимую регулировку.

Зная размеры фильтра и пробоотборника, следует определить параметры перемещения пробоотборника:

- расстояние между отверстием пробоотборника и фильтром от 10 до 50 мм (см. 6.3.1);

- скорость движения пробоотборника в соответствии с С.6;

- число и расположение линий сканирования фильтра пробоотборником.

Другие контрольные параметры должны быть определены по номинальному расходу воздуха и предполагаемому проскоку в контролируемом фильтре. К дополнительным параметрам относятся: концентрация аэрозолей на входе фильтра, скорость отбора пробы, скорость движения пробоотборника и контрольное число частиц, при котором подается сигнал. Методика определения этих параметров дана в приложении С. Далее следует выполнить необходимую регулировку стенда. Пример приведен в приложении D.

Перед началом проведения теста с вновь определенными параметрами контроля следует проверить взаимосвязь контрольных параметров и способность оборудования обнаруживать предельные значения для проскока. С этой целью могут использоваться эталонные фильтры, для которых значения проскоков уже определены.

Не допускается использовать стенд до подтверждения того, что он удовлетворительно обнаруживает проскок частиц в фильтре.

8.2 Подготовительные работы

После включения контрольной аппаратуры следует проверить:

- готовность контрольно-измерительных приборов, в частности:

- выполнить требования по разогреву приборов по инструкции изготовителя;

- наполнить счетчики ядер конденсации рабочей жидкостью;

- выполнить другие работы и проверки до проведения испытаний, если они предусмотрены инструкцией изготовителя;

- нулевой счет счетчика частиц:

- проверка нулевого счета может быть выполнена с использованием прошедшего через фильтр воздуха;

- нулевую величину для контрольно-измерительных приборов:

- проверку выполняют с использованием эталонного фильтра при выключенном генераторе аэрозолей;

- если полученная локальная или средняя концентрация частиц после фильтра существенно выше нулевого значения, характерного для длительного времени, то причина этого должна быть устранена до начала испытаний;

- температуру, относительную влажность и чистоту контрольного воздуха:

- эти параметры следует проверить на предмет соответствия требованиям раздела 7 и принять необходимые меры в случае обнаружения отклонений.

8.3 Включение генератора аэрозолей

Перед включением генератора аэрозолей следует установить контрольный фильтр в стенд на место контролируемого фильтра.

После регулировки параметров генератора аэрозоля и завершения периода разогрева следует проверить концентрацию частиц и распределение размеров частиц контрольного аэрозоля, чтобы убедиться в их соответствии с 6.4.

8.4 Подготовка контролируемого фильтра

8.4.1 Установка контролируемого фильтра

При обращении с контролируемым фильтром следует соблюдать меры предосторожности и не допускать его повреждения. Фильтр должен быть установлен в соответствии с указанным направлением потока воздуха без неплотностей в местах крепления.

Расположение фильтра в каркасе должно быть указано в письменной форме, чтобы можно было определять координаты мест проскока после проведения испытаний. При сканировании рекомендуется использовать предусмотренные конструкцией уплотнители, устанавливая их в том же месте и для того же направления потока воздуха, что и на месте эксплуатации.

8.4.2 Обдувание контролируемого фильтра

Для уменьшения выделения частиц с контролируемого фильтра и выравнивания температуры фильтра и контрольного воздуха следует выполнить обдувку фильтра контрольным воздухом в течение достаточного времени при номинальном расходе воздуха.

При необходимости следует определить выделение частиц фильтром путем сканирования при номинальном расходе воздуха без добавления контрольного аэрозоля. Если локальная или средняя концентрация частиц после фильтра существенно выше нулевой величины (см. 8.2) для данного оборудования, то следует выполнить обдувку контролируемого фильтра в течение длительного времени и повторить проверку выделения частиц снова.

Не допускается начинать испытания, если выделение частиц существенно превышает нулевую величину.

8.5 Испытания

8.5.1 Измерение перепада давления

Перепад давления на фильтре следует измерить до начала испытаний, подавая чистый воздух. Расход воздуха должен соответствовать номинальному значению с отклонением не более  3 %. Измерения проводят при достижении установившегося состояния.

8.5.2 Испытания с монодисперсным аэрозолем

Контрольный воздух смешивается с контрольным аэрозолем в канале смешивания. Средний диаметр частиц контрольного аэрозоля должен соответствовать размерам частиц в точке MPPS при допустимом отклонении не более 10 % (см. 6.4).

Следует определить расход воздуха с учетом воздуха, поступающего от генератора аэрозолей, и установить расход равным номинальному значению с допустимыми отклонениями в пределах  3 %. Измерения следует проводить при достижении системой установившегося состояния.

Сканирование пробоотборником проводится по заданной программе. Координаты точек на контролируемом фильтре, в которых значение сигнала равно или превышает заданное значение, должны быть зарегистрированы. Следует вычислить общее число частиц, прошедших в зону после фильтра, и записать время счета.

Концентрацию частиц в аэрозоле до фильтра можно определять непрерывно или периодически с использованием отдельного счетчика или переключением счетчика, работающего для зоны после фильтра. Испытания не должны быть слишком длительными, чтобы не допускать загрязнения фильтра контрольным аэрозолем.

8.5.3 Испытания с полидисперсным аэрозолем

Испытания проводят аналогично 8.5.2 с использованием полидисперсного аэрозоля с размерами частиц, отклоняющимися от точки MPPS не более чем на 50 % (см. 6.4).

Данный метод в отличие от испытаний с монодисперсным аэрозолем требует применения оптического счетчика частиц как для определения общего числа частиц, так и для распределения размеров. Эффективность (проскок) определяется по концентрациям частиц до и после фильтра для всех классов, которые полностью или частично находятся в интервале от S _MPPS/1,5 до 1,5S _MPPS (см. 6.4.3).

8.5.4 Испытания на проскок (локальные утечки)

Если при сканировании фильтра сигнал о превышении контрольного числа частиц в течение установленного времени не появился, то считается, что такой фильтр не имеет утечек. В противном случае может иметь место проскок (локальная утечка). Если требуется выполнить контроль на проскок, то пробоотборник возвращается в место, для которого сигнал достиг установленного предела. При этом следует найти точку с максимальным числом проскакивающих частиц. Концентрация частиц определяется при неподвижном пробоотборнике. Следует также регистрировать концентрацию частиц до фильтра (непрерывно или периодически).

Учитывая статистический разброс ожидаемого числа частиц до и после фильтра, следует определить максимальное статистическое значение локального проскока (раздел 9). Если это значение превышает установленный предел для класса контролируемого фильтра по ИСО 29463-1, то фильтр не может быть классифицирован как не имеющий утечки. Если все максимальные значения локального проскока ниже предельных значений, то фильтр не имеет утечки.

П р и м е ч а н и е - В Российской Федерации вместо ИСО 29463-1 действует ГОСТ Р 71176-2023, пункт 7.4.4.

При необходимости фильтр может быть отремонтирован и снова испытан. Площадь всех зон ремонта (включая площадь выполненного изготовителем фильтра) не должна превышать 0,5 % всей лицевой поверхности фильтра (за исключением корпуса). Максимальный размер отдельного отремонтированного места не должен превышать 3,0 см. Другие критерии ремонта могут быть согласованы между заказчиком и исполнителем.

8.5.5 Определение средней эффективности фильтра

Средняя эффективность фильтра определяется по числу частиц, обнаруженных при сканировании, и времени сканирования. Средняя концентрация частиц равна частному от деления числа частиц на объем прошедшего воздуха, который равен произведению скорости отбора проб на время отбора проб.

Среднюю эффективность контролируемого фильтра вычисляют по средней концентрации частиц после фильтра и до него. Следует определить максимальный проскок и минимальную эффективность с учетом статистического разброса (раздел 9).

9 Протокол испытаний

Протокол испытаний фильтров на проскок должен включать, как минимум, следующие данные:

a) объект испытаний:

1) тип, номер по каталогу и серийный номер фильтра;

2) внешние размеры (габариты) фильтра;

3) порядок установки фильтра (уплотнитель со стороны входа или выхода потока воздуха);

b) контролируемые параметры:

1) температура и относительная влажность контролируемого воздуха;

2) номинальный расход воздуха через фильтр и расход контролируемого воздуха;

3) размер частиц с максимальной проникающей способностью (MPPS) для фильтровального материала при заданной скорости потока воздуха (см. ИСО 29463-3);

4) тип и серийный номер генератора аэрозолей;

5) тип (материал) контрольного аэрозоля, средний размер частиц и стандартное геометрическое отклонение;

6) указание на применение альтернативного аэрозоля: "В случае применения аэрозоля с твердыми частицами (например, PSL); следует выполнить требования приложения Е";

7) типы и серийные номера счетчиков частиц, установленных до и после фильтра, и используемые каналы (для оптических счетчиков частиц);

8) тип и серийный номер системы разбавления;

9) форма пробоотборника и скорость отбора пробы для пробоотборника, используемого после фильтра;

10) предельные значения проскока и значения проскока для подачи сигнала о нем;

c) результаты испытаний:

1) средний перепад давления на фильтре при заданном расходе контрольного воздуха;

2) средние концентрации частиц до и после фильтра;

3) подтверждение отсутствия проскока с указанием предельного значения проскока.

10 Техническое обслуживание и контроль стенда

Все элементы и контрольно-измерительные приборы стенда подлежат регулярному техническому обслуживанию, контролю и калибровке (поверке). Перечень работ по техническому обслуживанию, контролю и периодичность их выполнения приведены в таблице 1. Работы следует выполнять не реже чем один раз в течение указанного интервала времени. В случае нарушений в работе, требующих проведения технического обслуживания, или после внесения существенных изменений или модернизации следует немедленно провести контроль и калибровку прибора и оборудования.

Подробные указания по проведению технического обслуживания и контроля даны в ИСО 29463-2, в том числе по калибровке (поверке) приборов стенда. Техническое обслуживание и контроль стенда проводят в целях предотвращения выхода параметров за допустимые пределы.

Значения максимально допустимых погрешностей установлены в ИСО 29463-2 и относятся к точкам соединения средств контроля к оборудованию, регистрирующему результаты контроля (измерений). Для исключения недопустимых отличий результатов контроля между разными циклами испытаний следует использовать эталонные фильтры. Эти фильтры подлежат периодической замене во избежание изменения их характеристик из-за загрязнения аэрозолем. Результаты испытаний эталонных фильтров оформляют документально. Следует принимать меры по корректировке отклонений, если результаты контроля проскока отличаются более чем на 30 %, а перепад давления отклоняется более чем на 10 % среднего арифметического значения при сравнительном испытании.

Периодичность технического обслуживания, контроля и калибровки могут меняться в зависимости от типа стенда и его эксплуатации.

Таблица 1 - Периодичность технического обслуживания и контроля элементов (параметров) стенда

Элемент (параметр)	Вид и периодичность технического обслуживания и контроля
Система подготовки контрольного воздуха; канал движения воздуха по всей системе	Один раз в год, или - при достижении максимального перепада давления, или - при обнаружении утечки
Тракт подачи аэрозоля к приборам контроля	Очистка один раз в год или перед каждой заменой субстанции аэрозоля
Расход воздуха	Один раз в год
Стабильность регулирования расхода контрольного воздуха при заданных сопротивлениях	Один раз в год
Герметичность узлов стенда при низком давлении	Один раз в год или при неудовлетворительном нулевом счете счетчика частиц
Герметичность трубок (тракта) измерения давления	Один раз в год
Герметичность трубок (тракта) подачи аэрозоля	Один раз в год
Измерительные приборы для скорости отбора проб	Один раз в год
Распределение концентрации частиц по поперечному сечению тракта движения воздуха	Один раз в год
Потери аэрозоля до и после фильтра	Один раз в год
Определение координат сканирующей системой	Один раз в год
Скорость движения пробоотборника при сканировании	Один раз в год
Проверка работы стенда с контролируемым фильтром	Один раз в год

Библиография

[1]	Wepfer, R. Characterisation of HEPA and ULPA filters by proposed new European test methods, Filtration & Separation, pp. 545-550, 1995
[2]	EN 1822-1, High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) - Part 1: Classifiaction, performance testing and marking
[3]	EN 1822-2, High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) - Part 2: Aerosol production, measuring equipment, particle counting statistics
[4]	EN 1822-3, High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) - Part 3: Testing flat sheet media
[5]	EN 1822-4, High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) - Part 4: Determining leakage of filter elements (scan method)
[6]	EN 1822-5, High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) - Part 5: Determining efficiency of filter elements
[7]	IEST RP CC 001, HEPA and ULPA Filters. Inst, of Env. Science and Technology, Arlington Hts, IL, USA
[8]	IEST RP CC 007, Testing ULPA Filters. Inst, of Env. Science and Technology, Arlington Hts, IL, USA
[9]	IEST RP CC 013, Calibration Procedures and Guidelines for Select Equipment Used in Testing Cleanrooms and Other Controlled Environments. Inst, of Env. Science and Technology, Arlington Hts, IL, USA
[10]	IEST RP CC 021, Testing of HEPA and ULPA Media. Inst, of Env. Science and Technology, Arlington Hts, IL, USA
[11]	IEST RP CC 034, Leak Testing of HEPA and ULPA Media. Inst, of Env. Science and Technology, Arlington Hts, IL, USA
[12]	ISO 14644-3, Cleanrooms and associated controlled environments - Part 3: Test methods
[13]	US Military Standard 282. Filter Units, Protective Clothing, Gas-Mask Components And Related Products: Performance - Test Methods

Ключевые слова: эффективность, проскок, фильтры, очистка, счетчики частиц, счетчики ядер концентрации, пары, разбавитель, концентрация частиц, испытания.