RU2520488C1 - Method to monitor lifetime of filtering element - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: method to monitor lifetime of a filtering element includes pumping of liquid mixed with a man-made contaminant and recording of pressure drop at the filtering element in equal intervals of its growth. Input values of surface tension and density are determined for the used liquid considering its actual temperature, a value of surface tension for isopropanol is preset, the filtering element is fixed so that it is submerged to the liquid completely, the contaminated liquid is pumped outside-in to the filtering element at that pressure drop is measured for the filtering element. When each pressure drop increases per the value equal to 10% of the limit value pumping is stopped and pressure air is supplied inside-out to the filtering element till the first air bubble appears at its surface, air pressure value is recorded at this moment and the distance is measured from the point of the first bubble appearance up to the liquid level over the filtering element, thereafter tightness value is calculated for the filtering element. When the tightness value is not less than the preset value pumping of the liquid is continued and when pressure drop increases per the value equal to 10% pumping is stopped and pressure air is supplied inside-out to the filtering element till the first air bubble appears at its surface, air pressure value is recorded at this moment and the distance is measured from the point of the first bubble appearance up to the liquid level over the filtering element, thereafter tightness value is calculated for the filtering element. When the tightness value is less than the preset value the statement is made about remaining life of the filtering element and the pressure drop value at the filtering element recorded at the previous pressure increase per 10% is accepted as the critical value.EFFECT: improving accuracy in remaining life determination for a filtering element.1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к способу испытания бумажных фильтрующих элементов для очистки жидкостей, нефтепродуктов, в частности топлив для реактивных двигателей, и может быть использовано при проверке качества существующих и разработке новых фильтроэлементов в проектно-конструкторских бюро и эксплуатационных организациях.The invention relates to a method for testing paper filter elements for cleaning liquids, petroleum products, in particular jet engine fuels, and can be used to verify the quality of existing and develop new filter elements in design bureaus and operational organizations.

Ресурс работы фильтроэлемента - это количество жидкости определенной загрязненности, прошедшей через пористую перегородку до достижения допустимого перепада давления (В.П.Коваленко, А.А.Ильинский. «Основы техники очистки жидкости от механических загрязнений», Химия, 1982 г., с.155, 156). При этом номинальная тонкость фильтрации должна быть не менее установленного уровня. Однако такие показатели, как объем отфильтрованной жидкости и допустимый перепад давления являются косвенными показателями ресурса и не отражают фактическое состояние фильтроэлемента.The life of a filter element is the amount of liquid of a certain contamination that has passed through a porous septum until an acceptable pressure difference is reached (V.P. Kovalenko, A.A. Ilyinsky. "Fundamentals of the technology for cleaning liquids from mechanical impurities", Chemistry, 1982, p. 155, 156). At the same time, the nominal filtration fineness should be not less than the established level. However, indicators such as the volume of the filtered liquid and the permissible pressure drop are indirect indicators of the resource and do not reflect the actual state of the filter element.

При очистке реактивных топлив и загрязнении бумажных фильтроэлементов главным недостатком является процесс вымываемости волокон. По ГОСТ 28912-91 (Фильтры складские…) установлен допустимый параметр вымываемости волокон до 15 шт./л. При прокачке значительного количества топлива суммарное количество вымываемых волокон достигает больших значений. В процессе разрушения поровых каналов фильтрующей перегородки волокна вымываются неравномерно по площади и только в локальных местах расположения пор максимального размера.When cleaning jet fuels and contaminating paper filter elements, the main drawback is the process of leaching of fibers. According to GOST 28912-91 (Warehouse filters ...), the permissible fiber washability parameter is set to 15 pcs / l. When pumping a significant amount of fuel, the total amount of leached fibers reaches large values. In the process of destruction of the pore channels of the filtering septum, the fibers are washed out unevenly in area and only in the local locations of the pores of maximum size.

Этот процесс происходит более интенсивно при достижении перепада давления более 1,1 кг/см² (при максимально допустимом значении 1,5 кг/см²), т.к. частичная закупорка фильтрующей перегородки приводит к увеличению гидравлических сил потока в оставшихся поровых каналах, которые, в свою очередь, разрушают поры и увеличивают их условные диаметры в 5-8 раз. Данному разрушению подвергаются в основном поры максимального диаметра, т.к. они имеют меньшую прочность и пропускают больший объем топлива. Вследствие увеличения условного диаметра поровых каналов фильтроэлемента уменьшается показатель «герметичность» и ухудшается показатель номинальной тонкости фильтрования.This process occurs more intensively when a pressure drop of more than 1.1 kg / cm ^{2 is} reached (at a maximum permissible value of 1.5 kg / cm ² ), because partial blockage of the filtering partition leads to an increase in the hydraulic forces of the flow in the remaining pore channels, which, in turn, destroy the pores and increase their nominal diameters by 5-8 times. Mostly pores of maximum diameter are exposed to this destruction. they have less strength and allow more fuel. Due to the increase in the conditional diameter of the pore channels of the filter element, the “tightness” indicator decreases and the nominal filter fineness indicator deteriorates.

Количество пропущенных частиц размером более 5 мкм с момента значения перепада давления, равного 2,5% предельно допустимого перепада давления до 80% предельно допустимого перепада давления (90% временного ресурса), увеличивается в 100-1000 раз (Проспект фирмы PALL. Фильтры Ultipleat SRT РЕВОЛЮЦИЯ В ФИЛЬТРАЦИИ, 10 стр. Reorder Code. RFB - P211 russ. 28/02/06). При этом герметичность фильтроэлемента снижается с 300 мм водного столба (для размера максимальных пор 5 мкм) до значений 100 мм водного столба (уровень размера максимальных пор 25 мкм).The number of missing particles larger than 5 μm from the moment of the pressure drop equal to 2.5% of the maximum allowable pressure drop to 80% of the maximum allowable pressure drop (90% of the time resource) is increased 100-1000 times (PALL Brochure. Ultipleat SRT Filters FILTRATION REVOLUTION, 10 pp. Reorder Code. RFB - P211 russ. 28/02/06). In this case, the tightness of the filter element decreases from 300 mm water column (for a maximum pore size of 5 μm) to 100 mm water column (level of maximum pore size is 25 μm).

Показателем герметичности фильтроэлемента является величина давления воздуха, прошедшего через фильтроэлемент, при котором наблюдается появление пузырьков воздуха, прошедших через поверхность фильтроэлемента (ГОСТ Р 50554-93 «Методы испытаний фильтров и фильтроэлементов»). Показатель герметичности по своей физической сути является функцией двух показателей: поверхностного натяжения используемой жидкости и диаметра максимальной поры фильтрующего материала.An indicator of the tightness of the filter element is the pressure of the air passing through the filter element, at which the appearance of air bubbles passing through the surface of the filter element (GOST R 50554-93 "Test methods for filters and filter elements") is observed. The tightness index in its physical essence is a function of two indicators: the surface tension of the fluid used and the diameter of the maximum pore of the filter material.

Поверхностное натяжение - это сила, с которой жидкость сопротивляется изменению своей поверхности при разделе фаз жидкость-воздух в условиях прохождения поровых каналов, капилляров.Surface tension is the force with which a liquid resists changing its surface during the separation of the liquid-air phases under the conditions of passage of pore channels, capillaries.

Поверхностное натяжение и плотность используемого топлива определяются с учетом фактической температуры топлива по справочным таблицам (Н.Ф.Дубовкин и др. Справочник. «Физико-химические и эксплуатационные свойства реактивных топлив», Москва, Химия, 1985 год, с.240).The surface tension and density of the fuel used are determined taking into account the actual temperature of the fuel according to the reference tables (NF Dubovkin et al. Handbook. "Physico-chemical and operational properties of jet fuels", Moscow, Chemistry, 1985, p.240).

Таким образом, при эксплуатации фильтроэлемента и очистке топлив от механических примесей необходимо учитывать не только косвенные показатели ресурса - предельный перепад давления и объем отфильтрованного топлива, но и такой показатель как, герметичность. Как отмечалось выше, показатель герметичности характеризует максимальный размер поры фильтрующего материала, а снижение показателя герметичности в процессе эксплуатации фильтроэлемента на недопустимый уровень приводит к пропуску загрязнений большего размера и является параметром потери работоспособности фильтроэлемента.Thus, when operating the filter element and cleaning fuels from mechanical impurities, it is necessary to take into account not only indirect indicators of the resource - the maximum pressure drop and the amount of filtered fuel, but also such an indicator as tightness. As noted above, the tightness index characterizes the maximum pore size of the filter material, and a decrease in the tightness index during the operation of the filter element to an unacceptable level leads to the omission of larger contaminants and is a parameter of the loss of efficiency of the filter element.

В ГОСТ Р 50554-93 рекомендована схема стенда для определения показателя герметичности и в п.9.3 указано, что испытанию подвергается чистый фильтроэлемент. Для определения показателя герметичности в этой методике рекомендовано использование жидкости изопропанол. В качестве искусственного загрязнителя применяется любой мелкозернистый порошок с известным распределением частиц по размерам, например, стандартный загрязнитель (кварцевая пыль 10500 см²/г) по ГОСТ 14146-88.In GOST R 50554-93, a bench scheme is recommended for determining the tightness index, and in clause 9.3 it is indicated that a clean filter element is tested. To determine the tightness index in this technique, the use of isopropanol liquid is recommended. As an artificial pollutant, any fine-grained powder with a known particle size distribution is used, for example, a standard pollutant (quartz dust 10500 cm ² / g) according to GOST 14146-88.

Известен способ определения ресурса фильтров для очистки жидкостей, включающий экспериментальное определение на модели фильтра показателей, характеризующих процесс фильтрации с учетом времени фильтрации, когда в процессе испытаний через равные интервалы времени определяют изменение гидравлического сопротивления фильтра, строят графики изменения сопротивления и скорости изменения гидравлического сопротивления во времени, и в момент установления постоянной скорости изменения гидравлического сопротивления испытания прекращают, а ресурс фильтра определяют графически (RU №2050934, B01D 37/04).A known method of determining the resource of filters for cleaning liquids, including the experimental determination on the filter model of indicators characterizing the filtering process taking into account the filtration time, when during the tests at equal intervals of time determine the change in the hydraulic resistance of the filter, build graphs of the change in resistance and the rate of change of hydraulic resistance over time , and at the moment of establishing a constant rate of change in hydraulic resistance, the tests are stopped, and the filter resource is determined graphically (RU No. 2050934, B01D 37/04).

К недостаткам этого способа следует отнести значительную погрешность, обусловленную тем, что не учитывается процесс разрушения поровых каналов, приводящий к изменению таких параметров фильтроэлемента, как номинальная тонкость фильтрования и герметичность.The disadvantages of this method include a significant error due to the fact that the process of destruction of the pore channels, which leads to a change in such parameters of the filter element as the nominal filter fineness and tightness, is not taken into account.

Известен способ контроля целостности (потери ресурса) по меньшей мере одного фильтрующего элемента в фильтрующем блоке, включающий подачу воздуха под давлением с входной стороны фильтрующего элемента, имеющего смоченный фильтрующий материал, поддержание этого давления постоянным в период измерения давления, измерение давления P_i в функции времени в выходном патрубке при закрытом выходном вентиле, находящемся за фильтром, определение, не превышает ли давление, измеренное в заданное время, опорное давление на заданную величину, или не является ли время, необходимое для достижения заданного давления, меньше, чем опорное время, на заданную величину, и по полученным результатам делают вывод о нарушении целостности данного фильтроэлемента, что указывает на потерю его ресурса (RU №2113706, G01N 15/08).A known method of monitoring the integrity (loss of life) of at least one filter element in the filter unit, comprising supplying air under pressure from the inlet side of the filter element having a moistened filter material, maintaining this pressure constant during the pressure measurement period, measuring pressure P _i as a function of time in the outlet pipe with the outlet valve closed behind the filter, determining whether the pressure measured at a given time does not exceed the reference pressure by a predetermined value or not whether the time required to achieve a given pressure is shorter than the reference time by a predetermined value, and based on the results obtained, it is concluded that the integrity of this filter element is violated, which indicates a loss of its resource (RU No. 2111706, G01N 15/08).

Этот способ обладает недостатками, поскольку, несмотря на измерение давления воздуха при прохождении через смоченное поровое пространство фильтроэлемента, взятого как заданное «опорное давление», которое имеет значение, близкое к показателю «герметичность», не определяется момент выхода за заданный параметр и тем самым не определяется момент потери работоспособности фильтроэлемента и его фактический ресурс.This method has disadvantages, because, despite the measurement of air pressure when passing through the wetted pore space of the filter element, taken as a given "reference pressure", which has a value close to the indicator "tightness", the moment of going beyond the specified parameter is not determined and thus does not the moment of loss of operability of the filter element and its actual resource is determined.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу и взятым за прототип является способ определения ресурса работы фильтроэлемента, заключающийся в определении величины перепада давления на фильтроэлементе при его загрязнении. Ресурс фильтроэлемента определяется без отбора проб и анализа загрязненности фильтрата. При увеличении перепада давления на фильтре на заданную величину, периодически мгновенно перекрывают сечение напорного трубопровода после фильтра, создавая гидравлический удар, измеряют величину перепада давления на фильтроэлементе, определяют ее знак и по его изменению судят о степени загрязнения фильтроэлемента. По достижении значения гидравлического сопротивления фильтроэлемента, при котором гидроударная волна не проходит в обратном направлении, принимают за максимальную степень загрязненности, а фильтроэлемент - выработавшим свой ресурс (RU №2035967, B01D 37/04).The closest technical solution to the claimed method and taken as a prototype is a method for determining the life of the filter element, which consists in determining the magnitude of the pressure drop across the filter element when it is dirty. The resource of the filter element is determined without sampling and analysis of the contamination of the filtrate. When the pressure drop across the filter increases by a predetermined amount, the cross section of the pressure pipe after the filter is periodically instantaneously closed, creating a water hammer, the pressure drop across the filter element is measured, its sign is determined, and the degree of contamination of the filter element is judged by its change. Upon reaching the value of the hydraulic resistance of the filter element, at which the shock wave does not pass in the opposite direction, they are taken as the maximum degree of contamination, and the filter element as having exhausted its life (RU No. 2035967, B01D 37/04).

Основным недостатком прототипа является низкая точность, обусловленная тем, что в этом способе применяется гидравлический удар, который способствует более интенсивному разрушению поровых каналов и, как следствие, большему снижению ресурса фильтроэлемента. При этом не учитывается поверхностное натяжение жидкости, используемой при испытании и колебания температуры жидкости в период испытаний. Не учитывается также возможная потеря работоспособности фильтроэлемента с невысокой степенью загрязненности.The main disadvantage of the prototype is the low accuracy due to the fact that this method uses a hydraulic shock, which contributes to a more intensive destruction of the pore channels and, as a result, a greater decrease in the resource of the filter element. This does not take into account the surface tension of the fluid used in the test and the fluctuation of the temperature of the fluid during the test period. The possible loss of efficiency of the filter element with a low degree of contamination is also not taken into account.

Технический результат изобретения - повышение точности определения ресурса фильтроэлемента.The technical result of the invention is improving the accuracy of determining the resource of the filter element.

Технический результат достигается тем, что в известном способе контроля ресурса фильтроэлемента, используемого для очистки жидкостей от механических примесей, включающем прокачку жидкости, смешанной с искусственным загрязнителем, и фиксацию перепада давления на фильтроэлементе через равные величины его прироста, согласно изобретению, определяют исходную (фактическую) величину поверхностного натяжения и плотность используемой жидкости, с учетом фактической температуры, задают величину поверхностного натяжения изопропанола, вертикально закрепляют полностью погруженный в жидкость фильтроэлемент в прозрачной камере, осуществляют прокачку загрязненной жидкости снаружи-внутрь фильтроэлемента, замеряя текущее значение перепада давления на фильтроэлементе, после каждого прироста перепада давления на величину, равную 10% предельно допустимого значения, прокачку прекращают и подают под давлением воздух изнутри-наружу фильтроэлемента до момента появления первого пузырька воздуха на его поверхности, фиксируют величину давления воздуха в этот момент и замеряют расстояние от точки появления первого пузырька до уровня жидкости над фильтроэлементом, после чего рассчитывают показатель герметичности фильтроэлемента по следующей зависимости:The technical result is achieved by the fact that in the known method of controlling the resource of the filter element used to clean liquids from mechanical impurities, including pumping a liquid mixed with an artificial pollutant, and fixing the pressure drop across the filter element through equal values of its growth, according to the invention, determine the initial (actual) the magnitude of the surface tension and the density of the liquid used, taking into account the actual temperature, specify the magnitude of the surface tension of isopropanol, vertical The filter element completely immersed in the liquid is fixed in a transparent chamber, the contaminated liquid is pumped from outside to the inside of the filter element, measuring the current value of the pressure drop across the filter element, after each pressure drop increase by 10% of the maximum permissible value, pumping is stopped and air is supplied under pressure from inside to outside of the filter element until the first air bubble appears on its surface, the value of the air pressure at this moment is recorded and the distance is measured from the point of occurrence of the first bubble to the liquid level above the filter element, after which the tightness index of the filter element is calculated by the following dependence:

$$Г=\frac{{\delta }_{Ж}}{{\delta }_{И}}\cdot \left(P_{В}-H\cdot {\rho }_{Ж}\cdot {10}^{-3}\right)$$

, $$G=\frac{{\delta }_F}{{\delta }_{\mathrm{AND}}}\cdot \left(P_{\mathrm{AT}}-H\cdot {\rho }_F\cdot {10}^{-3}\right)$$

,

где Г - показатель герметичности фильтроэлемента, мм вод.ст.;where G is an indicator of the tightness of the filter element, mm water;

δ_Ж - величина поверхностного натяжения используемой жидкости, мН/м;δ _W - the magnitude of the surface tension of the fluid used, mN / m;

δ_И - величина поверхностного натяжения изопропанола, мН/м;δ _And is the value of the surface tension of isopropanol, mN / m;

P_В - давление воздуха в момент появления первого пузырька, мм вод.ст.;P _B - air pressure at the moment of the appearance of the first bubble, mm water column;

H - расстояние от точки появления первого пузырька воздуха до уровня жидкости над фильтроэлементом, мм;H is the distance from the point of occurrence of the first air bubble to the liquid level above the filter element, mm;

ρ_Ж - плотность используемой жидкости, кг/м³,ρ _W - the density of the liquid used, kg / m ³ ,

при значении показателя герметичности не менее заданной величины продолжают прокачку жидкости и при увеличении перепада давления на фильтроэлементе еще на 10% прокачку прекращают и подают под давлением воздух изнутри-наружу фильтроэлемента до момента появления первого пузырька воздуха на его поверхности, фиксируют величину давления воздуха в этот момент и замеряют расстояние от точки появления первого пузырька до уровня жидкости над фильтроэлементом, после чего рассчитывают показатель герметичности, при значении показателя герметичности менее заданной величины судят о выработке ресурса фильтроэлемента, а величину перепада давления на фильтроэлементе, зафиксированную на предыдущем приросте давления на 10% принимают за критическое значение.when the leakage indicator value is not less than a predetermined value, the liquid is continued to be pumped, and with an increase in the pressure drop across the filter element by another 10%, the pumping is stopped and air is supplied from inside to outside of the filter element until the first air bubble appears on its surface, the air pressure value is fixed at that moment and measure the distance from the point of occurrence of the first bubble to the liquid level above the filter element, after which the tightness index is calculated, with the hermetic value values of less than a specified value are judged on the life of the filter element, and the pressure drop across the filter element recorded at the previous pressure increase of 10% is taken as a critical value.

При просмотре научно-технической литературы и источников патентной информации авторы не выявили таких способов оценки ресурса фильтроэлементов, в которых использовалась бы совокупность показателей герметичность, величина поверхностного натяжения жидкости и перепад давления.When viewing the scientific and technical literature and sources of patent information, the authors did not identify such methods for assessing the resource of filter elements, which would use a combination of indicators of tightness, the magnitude of the surface tension of the liquid and the pressure drop.

Кроме того, как уже отмечалось выше, показатель герметичности фильтроэлемента, в основном, используют при создании новых фильтроэлементов, а определение ресурса только по величине перепада давления не отражает фактическое состояние фильтроэлемента, поскольку перепад давления является косвенным показателем состояния фильтроэлемента.In addition, as noted above, the filter element tightness index is mainly used when creating new filter elements, and determining the resource only by the pressure drop does not reflect the actual state of the filter element, since the pressure drop is an indirect indicator of the filter element state.

На фиг.1 приведена блок-схема установки, реализующей способ контроля ресурса фильтроэлемента 1.Figure 1 shows a block diagram of an installation that implements a method of controlling the resource of the filter element 1.

Установка состоит из вертикальной герметической камеры 2 с цилиндрическим прозрачным корпусом 3, к которой подведены магистрали подвода и отвода жидкости 4, 5, имеющие запорные вентили 6, 7. К магистрали 5, в точке перед запорным клапаном 7 подключена магистраль 8 подачи воздуха в фильтроэлемент 1 изнутри-наружу. В магистрали подачи воздуха установлен запорный вентиль 9 и манометр 10. Воздух из герметичной камеры 2 отводится по магистрали 11, в которой установлен вентиль 12.The installation consists of a vertical hermetic chamber 2 with a cylindrical transparent casing 3, to which the supply and exhaust lines 4, 5 are connected, having shut-off valves 6, 7. To the line 5, at the point in front of the shut-off valve 7, an air supply line 8 to the filter element 1 is connected from the inside out. A shut-off valve 9 and a pressure gauge 10 are installed in the air supply line. Air from the sealed chamber 2 is discharged along the line 11 in which the valve 12 is installed.

Гидравлическое сопротивление (перепад давления) на фильтроэлементе 1 замеряют дифманометром 13. Топливные магистрали 4, 5 подключены к стандартному блоку 14 подготовки загрязненной жидкости по ГОСТ 50554-93 (для определения характеристик фильтрования).The hydraulic resistance (pressure drop) on the filter element 1 is measured with a differential pressure gauge 13. Fuel lines 4, 5 are connected to the standard block 14 for the preparation of contaminated liquid according to GOST 50554-93 (to determine the filtering characteristics).

Сущность измерения расстояния от точки появления первого пузырька воздуха до уровня жидкости над фильтроэлементом сводится в определению гидростатического давления в этой точке, которое зависит от плотности жидкости.The essence of measuring the distance from the point of appearance of the first air bubble to the liquid level above the filter element is to determine the hydrostatic pressure at this point, which depends on the density of the liquid.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Пример: Необходимо определить ресурс работы фильтроэлемента для очистки авиационных топлив фирмы «Элион-2», ФЭ-100-5-1-М с паспортными данными:Example: It is necessary to determine the service life of the filter element for cleaning aviation fuels of the company "Elion-2", FE-100-5-1-M with passport data:

- ресурс ФЭ - не менее 550 м³;- PE resource - not less than 550 m ³ ;

- номинальная тонкость фильтрации - 5 мкм;- nominal filtration fineness - 5 microns;

- герметичность - 300 мм вод.ст.;- tightness - 300 mm water;

- предельно допустимый перепад давления - 1,5 кг/см².- the maximum allowable pressure drop is 1.5 kg / cm ² .

В качестве используемой жидкости берут авиационный керосин марки ТС-1 при 20°C, замеряют исходную плотность ρ_Ж=780 кг/м³, из справочника берут величины поверхностного натяжения авиационного керосина марки ТС-1 при 20°C, δ_Ж=24,53 мН/м, для изопропанола δ_И=24,00 мН/м. В блоке 14 в соответствии с п.12 ГОСТ Р 50554-93, по описанной методике в авиационный керосин ТС-1 добавляют загрязнение, стандартный искусственный загрязнитель с известным распределением частиц по размерам (кварцевая пыль 10500 см²/г) по ГОСТ 14146-88.As the fluid used, take TC-1 aviation kerosene at 20 ° C, measure the initial density ρ _Ж = 780 kg / m ³ , take the surface tension values of TC-1 aviation kerosene at 20 ° C, δ _Ж = 24, from the reference book 53 mN / m, for isopropanol δ _I = 24.00 mN / m. In block 14, in accordance with clause 12 of GOST R 50554-93, according to the described procedure, pollution, a standard artificial pollutant with a known particle size distribution (quartz dust 10500 cm ² / g), is added to the TS-1 aviation kerosene according to GOST 14146-88 .

Фильтроэлемент 1 устанавливают и закрепляют в герметичную камеру 2, открывают вентили 6, 7 и начинают прокачку загрязненной жидкости снаружи-внутрь до увеличения перепада давления, фиксируемого дифманометром 13, на величину 10% от предельно допустимого. Как только данная величина достигает 0,15 кг/см, подачу топлива прекращают, закрывая вентили 6, 7. Открывают вентили 9, 12 и подают под давлением воздух изнутри-наружу фильтроэлемента 1 до появления первого пузырька. Фиксируют давление воздуха (показание манометра 10) P_В и замеряют расстояние H от точки A появления первого пузырька воздуха до уровня жидкости над фильтроэлементом 1. Проводят вычисление показателя герметичности фильтроэлемента по формулеThe filter element 1 is installed and secured in a sealed chamber 2, valves 6, 7 are opened and pumping of contaminated liquid from inside to outside begins until the pressure drop recorded by differential pressure gauge 13 increases by 10% of the maximum permissible value. As soon as this value reaches 0.15 kg / cm, the fuel supply is stopped by closing valves 6, 7. Valves 9, 12 are opened and air is supplied under pressure from inside to outside of filter element 1 until the first bubble appears. The air pressure is recorded (pressure gauge 10) P _B and the distance H is measured from point A of the appearance of the first air bubble to the liquid level above the filter element 1. The filter element tightness index is calculated by the formula

$$Г=\frac{{\delta }_{Ж}}{{\delta }_{И}}\cdot \left(P_{В}-H\cdot {\rho }_{Ж}\cdot {10}^{-3}\right)$$

. $$G=\frac{{\delta }_F}{{\delta }_{\mathrm{AND}}}\cdot \left(P_{\mathrm{AT}}-H\cdot {\rho }_F\cdot {10}^{-3}\right)$$

.

При величине показателя герметичности не менее 300 мм вод.ст. несколько раз последовательно повторяется процесс загрязнения фильтроэлемента и определение показателя герметичности, до достижения предельного перепада давления или до получения величины показателя герметичности менее 300 мм вод.ст.When the value of the tightness index is not less than 300 mm water column the filter element contamination process and the determination of the tightness index are repeatedly repeated several times until the maximum pressure drop is reached or until the tightness index is less than 300 mm water column.

При первом испытании, измерении и вычислении получены значения показателей: перепад давления 0,15 кг/см², расстояние от места появления первого пузырька до уровня жидкости в корпусе - 66 мм; давление воздуха - 355 мм вод.ст., расчет показателя герметичность проводится по формулеDuring the first test, measurement and calculation, the following values were obtained: pressure difference 0.15 kg / cm ² , the distance from the place of occurrence of the first bubble to the liquid level in the body is 66 mm; air pressure - 355 mm water.article, the calculation of the tightness indicator is carried out according to the formula

$$Г=\frac{{\delta }_{Ж}}{{\delta }_{И}}\cdot \left(P_{В}-H\cdot {\rho }_{Ж}\cdot {10}^{-3}\right)=\frac{\mathrm{24,53}}{\mathrm{24,0}}\cdot \left(355-66\cdot 780\cdot {10}^{-3}\right)=\mathrm{1,022}\cdot \left(355-\mathrm{51,48}\right)=\mathrm{310,2}ммвод.ст.$$

$$G=\frac{{\delta }_F}{{\delta }_{\mathrm{AND}}}\cdot \left(P_{\mathrm{AT}}-H\cdot {\rho }_F\cdot {10}^{-3}\right)=\frac{24.53}{24.0}\cdot \left(355-66\cdot 780\cdot {10}^{-3}\right)=\mathrm{1,022}\cdot \left(355-51.48\right)=\mathrm{310,2}mm\mathrm{at}\mathrm{about}d.\mathrm{from}t.$$

При последующих трех циклах измерения герметичности получены результаты: 308, 305, 303 мм вод.ст.(не менее 300 мм. вод.ст.). При пятом измерении и достижении перепада давления 0,75 кг/см², расстояние от места появления первого пузырька до уровня жидкости в корпусе - 130 мм, давление воздуха - 385 мм вод.ст., расчет показателя герметичность проводится по формулеIn the next three cycles of measuring the tightness, the results were obtained: 308, 305, 303 mm water column (at least 300 mm water column). In the fifth measurement and the achievement of a pressure drop of 0.75 kg / cm ² , the distance from the first bubble to the liquid level in the housing is 130 mm, air pressure is 385 mm water column, the leakage rate is calculated by the formula

$$Г=\frac{{\delta }_{Ж}}{{\delta }_{И}}\cdot \left(P_{В}-H\cdot {\rho }_{Ж}\cdot {10}^{-3}\right)=\frac{\mathrm{24,53}}{\mathrm{24,0}}\cdot \left(385-130\cdot 780\cdot {10}^{-3}\right)=\mathrm{1,022}\cdot \left(385-\mathrm{101,4}\right)=\mathrm{283,84}ммвод.ст.$$

$$G=\frac{{\delta }_F}{{\delta }_{\mathrm{AND}}}\cdot \left(P_{\mathrm{AT}}-H\cdot {\rho }_F\cdot {10}^{-3}\right)=\frac{24.53}{24.0}\cdot \left(385-130\cdot 780\cdot {10}^{-3}\right)=\mathrm{1,022}\cdot \left(385-\mathrm{101,4}\right)=283.84mm\mathrm{at}\mathrm{about}d.\mathrm{from}t.$$

Показатель герметичности равен 283,84 мм вод.ст., что не превышает 300 мм вод.ст. Следовательно, ресурс испытуемого фильтроэлемента исчерпан. Фактический объем прокаченного топлива составил 470 м³.The tightness index is 283.84 mm water column, which does not exceed 300 mm water column. Therefore, the resource of the tested filter element has been exhausted. The actual volume of pumped fuel was 470 m ³ .

Вывод: по результатам испытания, фильтроэлемент ФЭ-100-5-1 рекомендуется использовать до достижения перепада давления не более 0,75 кг/см², несмотря на то, что паспортные показатели ресурса - не менее 550 м³, и максимально допустимого перепада давления - 1,5 кг/см², не достигнуты.Conclusion: according to the test results, the filter element ФЭ-100-5-1 is recommended to be used until the pressure drop is not more than 0.75 kg / cm ² , despite the fact that the passport performance is not less than 550 m ³ and the maximum allowable pressure drop - 1.5 kg / cm ² not achieved.

Применение изобретения повышает точность определения ресурса фильтроэлемента.The application of the invention improves the accuracy of determining the resource of the filter element.

Claims (1)

Способ контроля ресурса фильтроэлемента, используемого для очистки жидкости от механических примесей, включающий прокачку жидкости, смешанной с искусственным загрязнителем, и фиксацию перепада давления на фильтроэлементе через равные величины его прироста, отличающийся тем, что определяют исходную (фактическую) величину поверхностного натяжения и плотность используемой жидкости с учетом фактической температуры, задают величину поверхностного натяжения изопропанола, вертикально закрепляют полностью погруженный в жидкость фильтроэлемент в прозрачной камере, осуществляют прокачку загрязненной жидкости снаружи-внутрь фильтроэлемента, замеряя текущее значение перепада давления на фильтроэлементе, после каждого прироста перепада давления на величину, равную 10% предельно допустимого значения, прокачку прекращают и подают под давлением воздух изнутри-наружу фильтроэлемента до момента появления первого пузырька воздуха на его поверхности, фиксируют величину давления воздуха в этот момент и замеряют расстояние от точки появления первого пузырька до уровня жидкости над фильтроэлементом, после чего рассчитывают показатель герметичности фильтроэлемента по следующей зависимости:

,
где Г - показатель герметичности фильтроэлемента, мм вод.ст.;
δ_Ж - величина поверхностного натяжения используемой жидкости, мН/м;
δ_И - величина поверхностного натяжения изопропанола, мН/м;
P_B - давление воздуха в момент появления первого пузырька, мм вод.ст.;
H - расстояние от точки появления первого пузырька воздуха до уровня жидкости над фильтроэлементом, мм;
ρ_Ж - плотность используемой жидкости, кг/м³
при значении показателя герметичности не менее заданной величины продолжают прокачку жидкости и при увеличении перепада давления на фильтроэлементе еще на 10% прокачку прекращают и подают под давлением воздух изнутри-наружу фильтроэлемента до момента появления первого пузырька воздуха на его поверхности, фиксируют величину давления воздуха в этот момент и замеряют расстояние от точки появления первого пузырька до уровня жидкости над фильтроэлементом, после чего рассчитывают показатель герметичности, при значении показателя герметичности менее заданной величины судят о выработке ресурса фильтроэлемента, а величину перепада давления на фильтроэлементе, зафиксированную на предыдущем приросте давления на 10%, принимают за критическое значение. A method of controlling the resource of the filter element used to clean the liquid from mechanical impurities, including pumping liquid mixed with an artificial pollutant, and fixing the pressure drop across the filter element through equal values of its growth, characterized in that the initial (actual) value of the surface tension and density of the liquid used are determined taking into account the actual temperature, set the surface tension of isopropanol, vertically fix the filter completely immersed in the liquid element in a transparent chamber, pumping the contaminated liquid from outside to inside the filter element, measuring the current value of the pressure drop across the filter element, after each increase in pressure drop by an amount equal to 10% of the maximum permissible value, pumping is stopped and air is supplied from inside to outside the filter element until pressure the appearance of the first air bubble on its surface, record the value of air pressure at this moment and measure the distance from the point of occurrence of the first bubble to the liquid level above the filter element, after which the tightness index of the filter element is calculated according to the following relationship:

,
where G is an indicator of the tightness of the filter element, mm water;
δ _W - the magnitude of the surface tension of the fluid used, mN / m;
δ _And is the value of the surface tension of isopropanol, mN / m;
P _B - air pressure at the moment of the appearance of the first bubble, mm water column;
H is the distance from the point of occurrence of the first air bubble to the liquid level above the filter element, mm;
ρ _W - the density of the liquid used, kg / m ³
when the leakage indicator value is not less than a predetermined value, the liquid is continued to be pumped, and with an increase in the pressure drop across the filter element by another 10%, the pumping is stopped and air is supplied from inside to outside the filter element until the first air bubble appears on its surface, the air pressure value is fixed at that moment and measure the distance from the point of occurrence of the first bubble to the liquid level above the filter element, after which the tightness index is calculated, with the hermetic value values less than a specified value are judged on the life of the filter element, and the pressure drop across the filter element, recorded at a previous pressure increase of 10%, is taken as a critical value.