高效過濾器HEPA檢漏方法
1. 檢漏的目的
高效過濾器檢漏測定的目的是為了通過測出允許的泄露量,發(fā)現(xiàn)高效過濾器及其安裝的缺陷所在,以便采取補(bǔ)救措施。
常用過濾器的習(xí)慣分類
?、貵3等為歐洲新規(guī)格,括號內(nèi)如EU3等為歐洲舊規(guī)格,下同。
在潔凈室中,高效過濾器是實現(xiàn)高潔凈度空氣凈化的關(guān)鍵設(shè)備。十萬級以上潔凈度級別的潔凈室普遍采用高效過濾器(HEPA),但高效過濾器安裝后能否達(dá)到設(shè)計要求,在很大程度上取決于HEPA的安裝質(zhì)量。在實踐中有許多潔凈室工程設(shè)計是合理的,但工程安裝結(jié)束后卻未達(dá)到預(yù)定的效果,檢測發(fā)現(xiàn)不是污染粒子超標(biāo),就是細(xì)菌數(shù)超標(biāo),并且還往往找不出真正原因。其實,此類事情的發(fā)生,往往是由于HEPA過濾器安裝不合理引起的。HEPA過濾器效率雖然很高,但過濾器的本身內(nèi)部有小孔洞,或者安裝不嚴(yán)密形成微小裂縫都能使凈化效果嚴(yán)重惡化。因此,高效過濾器安裝或更換后,必須對過濾器和安裝連接處進(jìn)行檢漏。
我們知道,空氣凈化處理的對象是粒徑≥0.3μm或0.5μm以上的懸浮粒子以及附在上面的微生物。這些懸浮粒子或活生物性粒子肉眼看不到,小得足以通過高效過濾器及安裝處的縫隙流入潔凈室,縫隙較粒子的尺寸來說要大得多,但通常針孔大的孔洞及不規(guī)則的狹縫也是憑肉眼看不見的。這樣就提出了一個問題:我們?nèi)绾沃栏咝н^濾器及安裝處是否泄漏?漏在何處?泄露量是否影響房間的潔凈度?
檢漏試驗是粒子測定的基礎(chǔ),其重要性絕不亞于粒子測定。如美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209A及209B中都先后明確指出:若層流裝置過濾器的泄漏試驗和空氣流速測試均符合規(guī)定,則通常可以認(rèn)為該層流裝置的空氣污染程度是令人滿意的。這說明如果檢漏和空氣氣流的均勻性經(jīng)檢測是合格的,那么潔凈度不難達(dá)到;并且此兩項運行檢驗比含極少微粒的部位進(jìn)行微粒計數(shù)測定的做法更有意義。美國國家安全基金會(NSF)的NO49號文件關(guān)于“生物安全工作臺標(biāo)準(zhǔn)”中亦只對檢漏和氣流速度的檢測作了明確的規(guī)定和要求,而對潔凈度的粒子檢測未作規(guī)定,其道理也在于此—經(jīng)檢漏、堵漏后,高效過濾器安裝無缺陷,且氣流速度達(dá)到了規(guī)定要求,氣流不均勻度也在規(guī)定的控制范圍內(nèi),是均一的、渦流*小,則潔凈度當(dāng)然就有了保證,因此也不一定要檢測了。由此可見檢漏測試的重要性。
2. 檢漏方法
國外通過長期的研究和實踐,對過濾器及其組成的過濾裝置進(jìn)行檢漏測試已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了。他們普遍采用氣溶膠作為塵源,與氣溶膠光度計配合使用的檢漏方法(也有用大氣塵作為塵源與粒子計數(shù)器配合檢漏的)。常用的氣溶膠有鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、聚α-烯烴(Ploy-Alpha-Olefin,簡稱PAO)等。因為光度計讀數(shù)為瞬時讀數(shù),便于掃描,巡檢速度快;而粒子計數(shù)器讀數(shù)為累積讀數(shù),不利于掃描,巡檢速度慢,另外由于在被測高效過濾器上風(fēng)側(cè)往往大氣塵濃度較低,需補(bǔ)充發(fā)煙才能明顯、容易地發(fā)現(xiàn)泄漏,而因此氣溶膠光度計檢漏法恰恰彌補(bǔ)了粒子計數(shù)器法檢漏的不足之處,因此前者采用較多。國外過去廣泛采用DOP法檢漏,由于DOP具有致突變性,現(xiàn)國外已用一種商品名為Emery3004的合成烯烴(PAO)作為氣溶膠,但DOP仍可作為替代物,它們的檢漏原理是一致的。
我國醫(yī)藥行業(yè)在改革開放以來建立了許多合資企業(yè),它們在潔凈室中也對高效過濾器進(jìn)行檢漏試驗,現(xiàn)以PAO檢漏法為例介紹高效過濾器的檢漏方法。
3. PAO檢漏
確定高效過濾器本身及其安裝是否有明顯的滲漏,必須在現(xiàn)場對以下幾處進(jìn)行測試:
?、佟∵^濾器的濾材;
② 過濾器的濾材與其框架內(nèi)部的連接;
?、邸∵^濾器框架的密封墊和過濾器組支撐框架之間;
④ 支撐框架和墻壁或頂棚之間。
PAO法檢漏的儀器有:塵源、氣溶膠發(fā)生器、氣溶膠光度計。
PAO法檢漏的塵源就是PAO溶劑。加熱后使之霧化,噴霧后粒子呈球形。
氣溶膠發(fā)生器即為產(chǎn)生煙霧的裝置。PAO溶劑倒入發(fā)生器容器后,在一定的加熱條件(通常為39℃左右)和壓力條件(一般為0.1MPa左右,為安全起見需用氮氣)下,產(chǎn)生的氣溶膠煙霧被送入高效過濾器上風(fēng)側(cè)。
氣溶膠光度計即測定和顯示氣溶膠濃度的儀器。要求其靈敏至少要達(dá)到8×10-3μg/L。
PAO法檢漏的工作原理是:在被檢測高效過濾器上風(fēng)側(cè)發(fā)生PAO氣溶膠作為塵源,在下風(fēng)側(cè)用光度計進(jìn)行采樣,含塵氣體經(jīng)過光度計產(chǎn)生的散射光由光電效應(yīng)和線性放大轉(zhuǎn)換為電量,并由微安表快速顯示。采集到的空氣樣品通過光度計的擴(kuò)散室,由于粒子擴(kuò)散引起燈光強(qiáng)度的差異,經(jīng)測定這個光強(qiáng)度,光度計便可測得氣溶膠的相對濃度。
由此而知,PAO試驗實際測得的是高效過濾器的穿透率,而高效過濾器其效率與穿透率存在以下的關(guān)系:
K=(1-α)×100%
式中
K—高效過濾器穿透率,%;
α—高效過濾器效率,%。
在空氣凈化工程中,PAO法主要用于HEPA過濾器和亞高效過濾器安裝后的泄漏試驗,尤其對于要求萬級或更高潔凈度的層流或亂流潔凈室來說,進(jìn)行泄漏試驗是極為重要的。PAO泄漏試驗針對層流工作臺、層流罩、自凈器以及制藥廠用的無菌隧道、灌裝線等設(shè)備上的高效過濾器。
在HEPA過濾器的進(jìn)風(fēng)側(cè)(上游側(cè))引入PAO氣溶膠,系統(tǒng)檢漏可直接把PAO煙霧放入空調(diào)器內(nèi),注意不要被空調(diào)器內(nèi)的過濾器吸附。對線性讀數(shù)光度計來說,PAO在過濾上游側(cè)發(fā)放的濃度一般為10~20μg/L即可,也有用30~40μg/L的,但濃度一高,PAO就有可能粘在HEPA的濾料上,反而影響使用。濃度達(dá)到80~100μg/L,這種粘住的危險性會成倍增加。但若PAO發(fā)生器較小,達(dá)不到規(guī)定的濃度,可放在北側(cè)HEPA過濾器的靜壓箱內(nèi),對于層流工作臺可直接放入風(fēng)機(jī)吸入口,然后立即用光度計的采樣頭掃描過濾器的出風(fēng)側(cè)以及支架。采樣頭離過濾器距離約2~4cm,沿著過濾器內(nèi)邊框等來回掃描,巡檢速度約在3~5cm/s以下。當(dāng)上游濃度正確,連10-3μg/L的微小滲透都可在光度計上反映出來。泄漏處經(jīng)用環(huán)氧樹脂硅膠堵漏或螺栓緊固以后再進(jìn)行掃描巡檢,儀表指示為“0”,表明漏點已被堵住。一般是一邊掃描一邊堵漏,只要仔細(xì)不會漏檢,檢查一個過濾器在5min內(nèi)就可完成,而用粒子計數(shù)器檢漏需用1h左右,且由于上游側(cè)濃度偏低容易漏檢。
高效過濾器 PAO滲漏試驗主要是檢查過濾器介質(zhì)中的小針孔和其他損壞,如框架密封、墊圈密封以及過濾器構(gòu)架上的漏縫。當(dāng)光度計上的讀數(shù)(穿透率)超過標(biāo)準(zhǔn)(如高效過濾器應(yīng)小于0.01%,亞高效過濾器應(yīng)小于5.00%)時就視為過濾器不合格,需修補(bǔ)或更換。高效過濾器密封處的泄露率應(yīng)為0.高效過濾器濾料泄漏處允許用專用膠水修補(bǔ),但是單個泄漏處的面積不能大于總面積的1%,全部泄漏處的面積不能大于總面積的5%,否則必須更換。過濾器修理或重裝后必須重新進(jìn)行測試。
PAO試驗在HEPA安裝或更換后都應(yīng)進(jìn)行,在正常使用條件下一般每年亦至少要做一次,看其是否發(fā)生了變化。這是一件細(xì)致繁復(fù)的工作,但它是潔凈度試驗的重要組成部分,不容忽視。
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