我国“过滤材料性能测试方法标准”的现状与将来

—、关于“滤材标准”—些问题的看法。

“滤材标准”是指它的规格还是指它的性能指标？“滤材标准”和“过滤器标准”不是一回事吗？我国目前没有“滤材标准”吗？

今天我这里谈的即不是滤材规格也不是滤材性能，是滤材各项性能的测试方法，我们称它为“滤材性能测试方法标准”。所谓过滤材料，不论金属材料和非金属材料，它们都是由纤维制成的片状打卷供应的物资（也有金属粉末烧结片状），所以有人称之为滤纸（金属纤维滤材有的称之为滤毡、金属纤维毡）。它和过滤器的性能测试方法标准不一样，过滤器性能测试要满足其所在的流体系统（或工作位）的特性要求，而过滤材料要满足过滤器的性能要求的同时，还要满足过滤器生产过程中的工艺性要求和理化性能要求，以实现过滤器的较长寿命、良好工艺、可靠的强度和阻截微小尺寸颗粒的率。在过滤材料的诸多项性能中，有些是近似过滤器的性能的，如“过滤精度”、“纳污容量”和“流量阻力”等，但它必竞是制造过滤器的“材料”，必须按材料特点去检测其性能，这就是所谓“滤材性能测试方法标准”。还有—些属理化性能项目，如耐折强度、顶破强度、（与工作流体的）相容性等则是有利于加工工艺性和成品质量及寿命的相关规定。 

有人说：这些标准都有了，有国外的有国内的……。

这是毫无根据之断言，据我所知，国外—些滤材生产厂家在我国推销滤材时给我们的用户带來了滤材型号、性能项目和指标数据，但並未告诉我们各项性能的测定方法。较诚恳的厂家告诉了各项性能的定义，但並没有具体的检测方法标准。比利时的BEKAERT公司九十年代前的推销样本中讲了金属纤维毡过滤精度测试方法时只说：“按MIL-F-8815D测定”。九十年代后的BEKAERT公司的滤材样本不再提那个标准了。改写成了：“过滤特性及纳污量试验按ISO4572”（现在称ISO16889）的解释。兰德LYDALL公司不仅在他的样本上介绍过滤精度测试标准，还登出试验现场图片。但我们並不知道这些试验的操作规范和关键细节，例如被试验滤材应按多大的面积做试片？取样方法如何规定？（当然人家不便在产品样本上给咱介绍测试方法）。除此之外我们见不到其它滤材公司的测试方法的介绍。这里我顺便说一句：千万不要把过滤器的测试标准当成滤材的测试标准，若说过滤器测试方法标准，在我国的确即有国内的也有国外的，但二者决不可等同！至于国内的滤材标准，那就是国产金属丝编织网有“企业标准”，但我们称它为“规格标准”，根本称不上是“性能测试方法标准”。400目方孔网的过滤精度定位为38.5微米实际是网子方孔边长减去—网丝直径的算术结果。殊不知，现代过滤概念並非单纯的网眼拦截效应，若干种吸附和沉积效应共同促使颗粒滞留在纤维间隙里，实际试验结果告诉我们：用400目编织网去阻截存在于液体里不同尺寸分布的颗粒群体，是捕捉不了多少38.5微米颗粒的！

我国目前过滤技术领域究竟呈现的是什么状况，我仅举两例现象：湖南一家企业，它生产的工程机械，液压系统安装的过滤器均釆购于国外，国产货一律不予配套，国内外差价在5-10倍之间；新乡多家过滤器生产厂在精密度较高的滤油机、清洗机中安装的过滤元件，其关键的过滤材料也都来源于美国兰德（LYDALL）公司和比利时贝卡特（BEKAERT）公司，（国内外差价为3-5倍之间）。这—现象的出现难道不该引起我们的深思吗？

二、国内外滤材主要性能测试方法述评

1、 上通油滤材主要性能定义及测试方法现状。

现代通油过滤器的过滤精度定义都逐渐接受液压过滤器的过滤特性评定方法，即对含有污染颗粒油液的过滤过程中，以某尺寸颗粒的滤前与滤后的数量比值（效率）判定“过滤精度”。此方法称为“多次通过试验法”。（注）它—改八十年代以前的玻璃球试验法，而是以光学技术装备的自动颗粒计数器直接测量通过颗粒的尺寸和数量zui终评定某尺寸颗粒之过滤比率，並认定过滤精度即为比率下的尺寸（微米）。早年的玻璃球法在外国滤材公司有意大利BOSS公司和比利时BEKAERT公司使用，他们也是借鉴过滤器精度测定标准即MIL-F-8815D“玻璃微珠通过法”。当时过滤器评定用该标准有很多公司，我国航空标准HB5825、HB6146（航空过滤器通用技术条件）就明确规定在zui大粒子通过试验中使用F-9、F-13、F-15、F-17和F-19等不同尺寸分布的玻璃微珠粉未，其试验方法均等同于MIL-F-8815D。进入九十年代后，较有名气的外国滤材公司不再标榜MIL-F-8815D，而显摆ISO4572（1995年改为ISO16889）即“多次通过试验法”。图1是BEKAERT公司在样本上显示的“多次通过试验”的系统线路图，图2图3是LYDALL公司和贝卡特BEKAERT公司的试验台。该两公司是上借鉴过滤器过滤精度评定法的滤材制造公司。它们把过滤器主要性能过滤精度定义及评定法直接和自已生产的滤材等同起来，深受过滤器制造厂家欢迎，这给新型过滤器设计选材和试验定型创造了极大方便並少走不少弯路。

图1  贝卡特BEKAERT公司标示的“多次通过试验”台系统图

（注）“多次通过试验法”：zui初由美国俄克拉何马州立大学流体动力研究中心费奇博士*开发，后成为美国国家标准，一九八一年被纳入标准。它是液压技术考核滤芯过滤性能的试验方法。现在凡工业用油路系统和工程车辆油液系统使用的滤芯都逐渐釆用该标准，过滤材料的性能考核在国外也有釆用。其方法是：在试验系统按规定投入试验用粉末，该污染油液通过被试滤芯（或滤材）会在此试验段建立压差，在几个压差点分别在滤芯前后取样测试，测出滤前和滤后至少6个不同尺寸的颗粒数量，再将滤前颗粒数除以滤后对应尺寸颗粒数得出过滤比（β）（参照图1）。而在建立滤芯压差过程试验系统污染液中减少的颗粒数量会由另一污物注入系统缓慢提供（高浓度污染液）。压差达额定值即停止试验。而六个尺寸颗粒的过滤比 β值若有达到75者，被测试的滤芯精度值就被确定为该尺寸。

   图2  兰德LYDALL公司滤材性能测试               图3  贝卡特BEKAERT公司

“多次通过”

目前上滤材性能测试方法並没有—个统—的方法标准。单从“过滤精度”测试方法就可看出：贝卡特BEKAERT公司样本中，孔径测试、透气度测试及纳污容量测试都注明了测试方法釆用的标准，过滤精度这—栏未标注，虽说不见从前样本标注的“MIL-F-8815D”字样，但我们认为他们仍在沿用老方法。兰德LYDALL公司与其不同，图2的多次通过试验台一看就知道这是专门对滤材进行多次通过试验的台子。而图3贝卡特BEKAERT公司那样的大台子不可能用于做滤材过滤精度测试，那只是用于“纳污容量”测试，因为该试验要取得滤材初始阻力值和加试验灰后阻力值两参数。

美国PALL公司这—*的滤器制造*企业，一贯声称所用滤材自产自用，那它肯定有自已的滤材性能测试标准，自产滤材不外卖，那它的性能测试方法肯定也不向外公布。该公司曾参与标准化机构ISO组织的多起过滤器性能测试方法标准制订工作，其自用的滤材测试方法也会十分贴近过滤器。与其它滤材厂家测试方法也会有所区别。如此判断外国各公司性能测试方法都有各自招数，难怪我们见不到他们统一的国家的或行业的标准。2、 我国通油滤材性能测试方法概况。

我国对购买的滤材进行性能测试，当属航空过滤器制造业。然而当时却无测试方法标准，以“过滤精度测试”为例，其测试方法是“示范”式传教，现已延续26年之久。目前在温州黎明、新乡东风也都釆用相似方法，由于他们各家都无测试方法标准，但他们之间除基本方法相同之外，由于年代久远，无根据的方法改进，也造成他们测试数据的差别。他们之间没有统一的测量仪器的校准规则、没有协商一致的测试比对活动，都是因没有统一标准制约的后果。例如“过滤精度测试”都釆用“单次通过法”测定过滤比（β），但在滤材取样面积上差异很大，新乡平原用φ50圆面积，温州黎明用φ100圆面积，新乡东风用φ76圆面积（与兰德LYDALL公司相同，见图4图5）。新乡平原还釆用“多次通过法”测定`β值，其取材面积为φ90，新乡东风的“单次通过法”不用手工注入污染液而改为系统传输污染液且建立微小压差。有的“自动颗粒计数器”购买十几年向来不计量不比对。以上五花八门的性能测试方法，会造成同一滤材分给多家测试其结果数据也会是五花八门的。我们设想：今天三家的不同测试方法发展到将来的300家在无标准的过滤行业内会混乱成什么样子？

图4 新乡东风滤材测试方法                图5 兰德LYDALL公司滤材测试方法  

3、 空气滤材主要性能测试方法概述。

通空气滤材又有三大类型：①是控制烟粉尘排放类，包括燃烧烟囱、水泥及卷烟工厂、燃煤电厂及钢铁企业高炉等；②是机器进气系统保护类，如工程机械、车辆及空气压缩机等；③是创建洁净空间类，如洁净室、防护面罩及净化工作台等。由于使用要求不同，其性能和测试方法都不同。早年常用的滤清器其滤材性能测试方法虽然有外国公司因推销滤材而介绍其性能测试项目，如滤除效率（灰尘滤除重量效率百分比）和DOP气熔胶颗粒穿透率（0.3微米颗粒穿透百分比）等。但国内无一企业具有测试能力，加之无标准可循，因而对外来的测试方法只能是望洋兴叹。由于车用三滤行业推荐介绍，美国SAE标准进入国内，于是有了“车用空气滤清器”测试方法标准,如滤除效率。然而对滤清器产品上游材料之性能测试就仍然空白着。大气保护类空滤，是近20年上新发展起来的新型空气滤清器，性能要求和测试方法都不同于后两类。我国近年也对环保措施重视起来，但此类滤清器性能测试和滤材测试均属空白。所以在本次滤材性能测试方法标准制订中我们争取在①类空气滤材的测试技术水平上—步跨到位，与上滤材测试方法接轨。虽说我国大气环境保护法规的出台时间落后于其它国家，但有关滤材性能测试方法标准若建成先进的，它会促使滤清器发展而占住国内市场。这一点我们必须明确，要借鉴美国EPA公司FEMA试验标准和“100个循环标准”以及欧洲ETV试验项目。而在所有三大类空气滤材上都要增加“脉冲清灰效果”的性能测试方法，原因是该三类空气滤清器的标准中近年都有这项性能要求。现在的困难是：由于—向没能重视滤材性能测试方法标准，国内目前见不到美国和欧洲的滤材性能测试方法标准，仅靠他们来华产品参展时的技术交流及简要资料介绍不会了解其测试方法细节，达不到与其接轨目的。

三、“标准”的制订原则。

①、确定有用的技术指标。对过滤器性能指标和过滤芯工艺能够一致的指标。例如液压过滤器要求过滤精度以β表示，在国外有些滤材公司已使用，我们也必须使用。

②、没有用的指标。像滤纸拉申强度、耐破度可以用滤纸耐折强度和疲劳强度代替,像耐酸抗水性也可用滤器指标检测，而滤材幅宽和定量可以取消。（至少不在此标准之列）

③、测定方法要有借鉴，有准确的依据。每个指标的测定方法都要有借鉴的文字依据，或部份釆用或等效釆用要有充分理由，而且每项都有验证试验。

④、兼收并蓄，扩大使用方法。根据掌握的外国部分滤材标准，有些指标的定义、测量方法多种多样（例如透气度这个项目），我们可以有选择地确定多个方法成为标准，由使用标准的企业任意选择。

⑤、创造新测试方法，给新指标下定义。这一原则当然要慎重。例如，现代新滤器出现“反冲性能”，那么，对滤材必然也要提出此性能。其测试方法和性能定义—定要遵循过滤器的性能要求，而且要对测试方法多次反复验证。

⑥标准要使用方便，符合国情。不要把标准制定得高不可攀神秘异常，行文通俗易懂，用词准确不含糊；数据整理不烦琐复杂；具有简便的工艺性和可操作性。通油滤材“过滤特性”考核用“单次通过法”就非常简便、实用。什么叫符合国情？结合中国的实际，制定出等同于水平的科学实用标准就是符合国情（例如将“单次通过法”和“多次通过法”兼收并蓄在本标准中）。同时要在此科技文献中遵循国家计量法规，实现中国化。例如，流量用升/分（l/min）而不是用GPM；釆用行业内通用词语，例如，纤维脱落和介质迁徙是一回事儿，用前者而不用后者；容尘量和纳污容量是一回事儿，空气滤材用“容尘量”通油滤材用“纳污容量”。类似问题不一一列举。

⑦本标准只制订性能测试方法，不规定性能指标

四、正视现实，推动建标工作。 

以下几点事实我们不能回避：①我国目前没有过滤材料性能测试方法标准，盲目满足现状会耽误我国过滤技术发展，决不让外国滤材占领我国市场；②我国坚持对通油滤材检测的厂家，其方法不统一不标准，极待有标准予以制约；③通油滤材的检测标准建立有一定基础，可以尽快着手起草工作；④空气滤材测试方法标准的困难点在于对外国相关标准文件的索取，技术情报工作必须跟上；⑤大多数滤材生产厂家和过滤器厂家都企盼滤材捡测方法标准的起草颁布，都希望自已的产品赶超外国产品。

1、充分利用现时有利条件。1980年美国俄克拉何马州立大学流体动力研究中心费奇博士的“流体污染控制”学说开始进入中国，筆者在当时的试验室（航空部一一六厂污染测试站）就对费奇的过滤特性新概念产生浓厚兴趣，滤材性能测试从此开始。现在去看这几个单位的测试方法，其基本原理仍然是当年的，只是各自都有不规范不标准现象，这一点在前面已谈到。现在要说，当年创建的滤材测试方法竞然有如此生命力，使我产生三点感触：*是延读26年之久实在让我十分感动；第二可见它已在某些范围产生效益，第三如此成熟的测试方法长年无正规成文标准实在是一大缺欠。目前没有听到对他们釆用的方法产生质疑。主要滤材厂家似乎都认可。

2、赶超外国滤材先建检测标准。如今工业用滤纸滤布在国民经济中占有重要地位。特别是我国近年颁布了控制“烟粉尘排放”法规，而环保监控部门也要加大对排放气体监督力度，劣质滤材登不上大雅之堂，外国滤材不可长期独占我国市场，我们必须先建检测标准，把滤材质量提升上去！纵观世界滤材生产技术，近十年,滤材材质发生很大变化，金属丝编织网滤材已不能用于精密过滤，植物纤维型滤材只用于中等精密过滤器使用，而化纤（非织布）滤材、玻璃纤维滤材和不锈纲纤维滤材zui受推崇，它们耐高温、过滤精度高及具良好的顺畅度。然而其工艺难度却增大了，必须对新型滤材有新要求，建立新性能项目。而过滤器性能要求也高了，也必须对滤材提出新性能项目要求。这些现状恐外国滤材厂家也未能顾及，除兰德LYDALL公司和贝卡特BEKAERT公司外，其余外国滤材公司不敢暴露其检测方法，因为他们大多仍然沿用上世纪七十年代前的方法。从南韩滤材（原为意大利技术）提供的样本上看，性能项目都是非常陈旧的，更不介绍检测方法。如果我国在1-2年内建成本文所描述高水平之标准，那将是上较先进的检测方法标准。大气环保型空气滤清器在美国欧洲都有较先进的检测标准，他们的滤材制造商极有有可能将其用于滤材检测标准上。我们必须紧紧盯住本文前面提到的美国EPA公司使用的（滤清器）两个试验标准和欧洲的ETV试验标准，将它研究吃透，纳入我们的空气滤材性能测试标准中。

3、联合起来有*有组织地展开起草工作。由筆者代表所在的新乡市东风过滤技术有限公司与新乡市北方滤器有限公司王泽莹工程师共同商议，由两公司发起这一标准的酝酿和筹建工作，得到了“中国技术市场协会过滤与分离学组”的赞同与支持，也得“到中国技术市场协会”的赞同。更得到“新乡市过滤与分离行业协会”的一致赞同。下一步我们要*内实力较强的滤材生产厂家以及国内滤材专家，取得“中国技术市场协会”的组织*，尽快着手起草工作，我和王将会尽义务先拿出通油滤材六亇性能项目的方法标准草稿，先交起草委员会讨论……（起草人明确后我们可退下）。这六个性能项目是：①“通油滤材过滤精度测试方法”、②“通油滤材污物容量测试方法”、③“通油滤材流量压差特性试验方法”、④“通油滤材顶破强度试验方法”、⑤“通油滤材孔径测试方法”、⑥“通油滤材纤维脱落及清洁度测试方法”。

“滤材性能测试方法标准”是一项带有研究性质的工作，是一种资源开发式工作，是利国利民造福后人的好事。但工作必竞需要细致入微和反复验证以求切合实际。现在看起来通油类滤材起草工作没有太大困难，因为几项主要性能测试至少在国内有三个单位延续使用多年（见附录3），它是一个人言传身教的方法，在国内滤材生产厂和滤器制造厂对上述三单位的测试方法均无异议，与上通用的检测方法也不矛盾，只需将近些年各自的方法改进部份都归纳统一起来，建立一个性的标准经讨论就可上交待批。

    附表1：空气滤材主要性能项目的确立及测试方法的制订

附表2：通油滤材主要性能项目的确立及测试方法

附图： 三个滤器厂家长年对滤材性能测试报告展示。

附表1               空气滤材主要性能项目的确立及测试方法的制订。

 来源：中国过滤网

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