ストレス耐性試験

「実際の」条件でのフィルター性能の測定

油圧システムのストレス

機能の性質上、ほとんどの油圧フィルターが以下のような可変ストレスを受けます。
  • 動作時の熱の上昇
  • コールド・スタートアップ
  • 振動
  • 循環 (可変) 流
  • フィルター負荷による圧力損失の増加

市場に出回っている油圧フィルターの多くが、試験時にこれらのストレスを与えずに、研究所で設計・試験されています。


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ストレスの油圧フィルターへの影響

熱の上昇は、メディアの劣化や強度と性能の低下を加速させます。これは、ISO 2943によって評価されます。

コールド・スタートアップは、フィルターの材料の圧縮とプリーツの「集群」を引き起こします。コールド・スタートアップの影響は、ISO 2943によって評価されます。

振動は、機械的損傷、効率性の低下、および脱離放出 (以前に回収した粒子の放出) を引き起こす可能性があります。この影響を評価する試験は現在ありません。

循環 (可変) 流はフィルター構造 (プリーツ) の疲労の原因となります。循環流への耐疲労性は、ISO 3724によって評価されます。また、循環流は、効率の低下と粒子脱離 (放出) を引き起こす可能性もあります。

フィルター負荷による圧力損失の増加は、効率損失と粒子脱離放出を引き起こす (粒子を捕捉しフィルターで保持すればするほど、放出される粒子が増える) 可能性があります。


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フィルターの耐ストレス性を向上させるもの

ストレス耐性フィルターには以下のような設計属性があります。
  • 均一な孔径 (効率的に制御形成された層における)
  • 稼動中の構成部品の寸動なし
    • 樹脂接着による強力なファイバー
    • 強力なサポートとプリーツ構造の組み合わせ
    • 「軟化」しない特徴を持つ流体適合性のある材料
  • 他の損傷または移動層からのメディアの保護

In order to properly evaluate stress-resistance, especially to cyclic flow and filter loading, Pall Corporation developed the Stress-Resistance Test


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マルチパス試験の主な制約

  • 定常流だけを使用
  • 高いダスト注入率
    • 1,000~10,000回の実際の現場経験
  • 熱、コールドスタート、振動などのストレスがない
  • ベータ版評価の通常の報告が、フィルター寿命の最悪ポイントではなく平均値に基づいている

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ストレス耐性試験

In order to address the deficiencies in the Multi-pass test, Pall Corporation has developed the Stress-Resistance Test, which provides a more realistic measurement of filter performance.このラボ試験では、定常性能、循環流性能、フィルターによる異物の捕捉と放出の特長など、いくつかの運転条件下における調査をします。試験手順の清浄度関係で、フィルター寿命の異なる段階での循環流下の安定粒子カウントレベルを測定します。SRT試験は、耐疲労性または疲労誘発障害を測定するのではなく、循環流における「通常の」性能を測定します。

油圧装置での典型的なフィルターのデューティサイクル ほとんどの油圧システムが循環流の状態を経験します。この図は、油圧装置の典型的なフィルターの動作周期の例を示しています。

ストレス耐性試験で使用されるフローサイクルプロファイル この図は、ストレス耐性試験で使用されるフローサイクルプロファイルを表しています。上記の図を見ると、これが多くの典型的なフローサイクルに非常に似ているのがわかります。

夾雑物と定常流が最初に注入された場合の新しいフィルターの洗浄曲線 (アップストリーム粒子数) この図は、汚染物質と定常流が最初に注入された場合の新しいフィルターの清浄度曲線 (上流側粒子数) を表しています。ろ過処理時に汚染物質が追加されることはありません。安定化により、汚染物質がほとんど残らないようにすることができる、液体から汚染物質を素早く除去する方法に注目してください。

循環流状態での新しいフィルターの洗浄曲線 (アップストリーム粒子数) 循環流下での新しいフィルターの清浄度曲線 (上流側粒子数) を見てみると、安定条件下とほぼ同じ良好な清浄度レベルで、素早く再度安定していることがわかります。

端末の圧力損失が2.5%のフィルターでの循環流による安定清浄度 (アップストリーム粒子数) 最終的な圧力損失が2.5%のフィルターでの循環流での安定清浄度 (上流側粒子数) を見ると、清浄度の低下が明確に示されています。圧力損失が2.5%増加すると、通常、フィルターでは汚染物質による30%~50%の目詰まりが起きます。

循環流による安定清浄度 (アップストリーム粒子数) が著しく悪化する 最終的な圧力損失が80%のとき、循環流での安定清浄度 (上流側粒子数) が著しく悪化しています。これは、フィルターの性能が最も深刻なストレスを受けたときに、フィルターの寿命が終わりに近づいていることを示します。

同様のベータ評価版フィルターは、すべてが「実際の」ストレス条件下と同じように動作するわけではない 同様な定常流ベータ値を持つ別のフィルターと、下流側粒子数を比較すると、[同様のベータ値を持つ]フィルターが「実際の」ストレス条件下で同じように動作するわけではないことがわかります。

フィルターは、ストレス条件下で達成できる清浄度レベルを基に、ISOコード評価を受ける可能性があります。80%の圧力損失でフィルターを評価することで、ユーザーは、フィルターが最悪の動作条件下で示す性能レベルを十分に理解することができます。

製品名 1mLあたりの安定粒子数 ISOコード
>4µm(c) >6µm(c) >10µm(c)
A 4200 540 20 19/16/<11
B 7200 970 47 20/17/<13
C 3400 420 18 19/16/<11
D 1100 70 0.8 17/13/<07
SRT 380 31 1.4 16/12/<08
評価は、ワーストケースの動作条件を示す最終の圧力損失80%で実証されました。

4組のフィルターエレメント (E1とE2、F1とF2、G1とG2、H1とH2) のストレス耐性試験結果は、試験が優れた再現性を提示することを示します。


製品名 >4µm(c) >6µm(c) >14µm(c) ISO 4406クラス
E1 78 2.4 0.09 14/09/05
E2 69 2.7 0.07 14/10/04
F1 166 6.5 0.07 16/11/04
F2 149 4.7 0.10 15/10/05
G1 395 34 0.15 17/13/05
G2 447 42 0.12 17/14/05
H1 932 363 0.27 18/17/06
H2 1,061 402 0.39 18/17/07


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まとめ

ストレス耐性試験は、従来のベータ値による評価を超える方法を報告し、実条件下でのフィルター動作をより現実的に測定することで、フィルター性能を改善します。また、ストレス耐性試験は、ユーザーにISOコードを用いて、寿命期間中のフィルターが維持できる汚染防止レベルをわかりやすく説明します。

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