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制造業(yè)可以通過(guò)適當分析壓縮空氣系統中的顆粒污染來(lái)確保產(chǎn)品的安全和質(zhì)量。由于單個(gè)設施面臨不同的風(fēng)險,應仔細確定顆粒分析方法,以滿(mǎn)足ISO 8573或公司標準。
通過(guò)重量分析、顯微鏡檢查、激光粒子計數器(LPC)和掃描電子顯微鏡(SEM)進(jìn)行分析,可根據需要確定顆粒污染。
ISO 8573標準
ISO 8573有9個(gè)部分,其中一個(gè)專(zhuān)門(mén)針對顆粒污染(ISO 8573-4)。第4節提到了壓縮空氣中可能污染的液體、活性和非活性顆粒。這篇文章的重點(diǎn)將是分析方法,特別是不可行的粒子污染。
根據ISO 8573-4,非活性顆粒的特征在于其尺寸、形狀、透明度、顏色和材料。ISO 8573提供了基于顆粒尺寸范圍的純度等級。在下表中了解更多信息。
顆粒分析的類(lèi)型
重量分析、顯微鏡、激光粒子計數器和掃描電鏡都是可用于測試壓縮空氣中顆粒污染的方法?;虿皇撬蓄?lèi)型的系統都適合分析。與第三方認可的實(shí)驗室合作是非常重要的,以確保您的結果是準確的,并且所執行的測試類(lèi)型適合您的設施需要。
重量分析法
重量分析是按質(zhì)量對粒子進(jìn)行分析。在濾膜上取樣,壓縮空氣通過(guò),所有顆粒都被捕捉到濾膜上。然后將過(guò)濾器運送至第三方實(shí)驗室并稱(chēng)重。根據ISO 8573,重量分析法適用于要求等級6、7或X的應用中的顆粒污染分析。
重量分析取樣僅需5分鐘,需要250升空氣。重要的是,環(huán)境空氣不影響過(guò)濾膜,因為環(huán)境空氣通常充滿(mǎn)顆粒。根據設施的不同,空氣中可能會(huì )有灰塵、粉末、塑料或其他不可行和有活力的顆粒。重量分析必須考慮溫度、壓力、水蒸氣和其他污染物的影響(Ochoa,2016)。
除了微粒污染物外,濾膜還可以捕獲油氣溶膠,在某些情況下,可能需要將兩者分開(kāi)。如果取樣重量超過(guò)規范限值,則可提取油氣溶膠,重新稱(chēng)重過(guò)濾器,并外推油氣溶膠濃度低風(fēng)險應用可考慮重量分析,以確保其壓縮空氣符合ISO 8573或其公司標準的要求。
顯微鏡
顯微鏡可以通過(guò)大小和形狀來(lái)描述顆粒。光學(xué)顯微鏡是純度等級3-5的適當分析方法。這種方法允許實(shí)驗室技術(shù)人員按大小對粒子進(jìn)行分類(lèi),將它們分組到范圍內,然后計算總數。純度等級3-5的取樣僅持續約10分鐘,且至少需要500升的空氣體積。一旦空氣通過(guò)濾膜,它就被送回實(shí)驗室,由訓練有素的實(shí)驗室技術(shù)人員和科學(xué)家進(jìn)行分析。
“在追蹤中,我們使用亮場(chǎng)顯微鏡來(lái)分析可能被顆粒污染的濾膜。根據規格的不同,我們可以使用高或低物鏡來(lái)收集顆粒的大小。如果需要進(jìn)一步的顆粒表征,可以將濾膜送至掃描電子顯微鏡進(jìn)行進(jìn)一步分析。對于大多數應用,顯微鏡是合適的,并允許制造商滿(mǎn)足他們的要求。Sandoval提到使用顯微鏡有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn):使用這種技術(shù),不僅可以確定粒子的大小,還可以確定其特性(例如顏色、地形)。這需要使用技術(shù)人員驅動(dòng)的分析,這可能會(huì )很耗時(shí)
激光粒子計數器
激光塵埃粒子計數器CA-3016還可以報告不同大小范圍內的粒子數。壓縮空氣通過(guò)一個(gè)高壓擴散器,然后通過(guò)一個(gè)LPC來(lái)分析此時(shí)空氣中存在的顆粒的大小和數量。高風(fēng)險應用的公司,通常是制藥或高風(fēng)險食品制造商,將選擇激光粒子計數器,以達到1級和2級純度。昂貴和敏感的儀器,激光粒子計數器可以提供現場(chǎng)測試結果,并可以作為故障排除裝置(Ochoa,1999)。 LPC有一些局限性,比如,但不限于他們能檢測到的小尺寸的顆粒。在研究使用LPC進(jìn)行顆粒分析時(shí),設施應始終考慮其設施規范要求報告的顆粒范圍。還要注意的是,LPC是有限的,因為它們被校準為球形的標準粒子,所以如果一個(gè)不規則形狀的粒子穿過(guò)激光,LPC將為不規則形狀的顆粒分配接近的球形范圍。”這給使用LPC報告顆粒分析帶來(lái)了一個(gè)缺點(diǎn),因為它們只能根據大小進(jìn)行區分;但是,可以立即報告顆粒,從而節省了制造商的時(shí)間。即時(shí)結果代表了一個(gè)節省時(shí)間的機會(huì ),但缺少尺寸差異可能并不適合所有應用程序。
掃描電子顯微鏡
在某些情況下,制造商需要進(jìn)一步的鑒定,或者需要額外的幫助來(lái)排除污染。電子顯微鏡(SEM)和掃描電鏡(SEM)可以揭示微粒的化學(xué)成分。根據冶金工程服務(wù)公司的說(shuō)法,“掃描電子顯微鏡可以讓你在5到30萬(wàn)倍的放大倍數下觀(guān)察表面特征,從而為你提供高質(zhì)量的景深圖像。當與每個(gè)SEM連接的EDS探測器一起使用時(shí),可快速獲得表面特征的化學(xué)成分”(2019)。使用掃描電鏡分析顆粒比使用光學(xué)顯微鏡有優(yōu)勢,因為它可以聚焦于不規則的斷裂表面。對于大多數應用,這種特異性水平不一定是必需的,但它可以作為一種粒子分析。
污染風(fēng)險和不當分析
污染對產(chǎn)品的安全性和系統的有效性都構成了急大的風(fēng)險。不恰當的分析可能會(huì )導致嚴重的污染遺漏。它也可能過(guò)于嚴格,導致在空氣質(zhì)量處于可接受水平時(shí)測試結果失敗。
顆粒污染可能有多種來(lái)源。壓縮空氣系統本身往往是主要的污染源。生銹的管道、使用混合金屬、聚合物軟管、o型環(huán)、損壞的過(guò)濾器或焊料都可能導致德?tīng)柛駢嚎s空氣質(zhì)量檢測儀或氣體的顆粒污染。維護事件或系統更改也會(huì )對系統質(zhì)量產(chǎn)生負面影響。環(huán)境空氣中含有大量的顆粒物,當系統暴露在環(huán)境空氣中時(shí),即使時(shí)間很短,系統也可能受到污染。由于顆??赡軄?lái)自許多不同的地方,并且可能以許多不同的大小和形狀出現,因此制造商必須了解其系統的風(fēng)險以及應遵守的必要規范。
任何顆粒污染都可能對消費者有害。沒(méi)有消費者希望在他們的咖啡磨里加入金屬屑。執行風(fēng)險評估可以幫助制造商確定其系統可能面臨的*挑戰。這也有助于確定哪種粒子分析適合他們的要求。