声明

本文是学习GB-T 32978-2016 碳化硅质高温陶瓷过滤元件. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们

1 范围

本标准规定了碳化硅质高温陶瓷过滤元件的术语和定义、产品分类、技术要求、检验方法、检验规则

及标志、包装、贮运和安装。

本标准主要适用于高温气体净化用碳化硅质高温陶瓷过滤元件,尤其适用于粉煤气化、新能源等领

域高温高压气体净化用碳化硅质高温陶瓷过滤元件。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 1966 多孔陶瓷显气孔率、容重试验方法

GB/T 1967 多孔陶瓷孔道直径试验方法

GB/T 1969 多孔陶瓷渗透率试验方法

GB/T 1970 多孔陶瓷耐酸、碱腐蚀性能试验方法

GB/T 2823 陶管抗外压强度试验方法

GB/T 2833 陶管弯曲强度试验方法

GB/T 3002 耐火材料 高温抗折强度试验方法

GB/T 16535 精细陶瓷线热膨胀系数试验方法

GB/T 16536 工程陶瓷抗热震性试验方法

GB/T 16825.1 静力单轴试验机的检验

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

高温陶瓷过滤元件 ceramic filter element for
high temperature

由支撑体和分离膜层构成的一种耐高温高压的多孔陶瓷过滤元件。

3.2

长管式过滤元件 long tubular filter element

两端都开口的管状高温陶瓷过滤元件。

3.3

烛式过滤元件 candle filter element

一端开口且带装配法兰, 一端密封的管状高温陶瓷过滤元件。

3.4

支撑体 support

整个陶瓷过滤元件的基体。

GB/T 32978—2016

3.5

分离膜 separation membrane

一种附着在支撑体外表面,具有微细孔道和表面过滤功能的薄膜。

3.6

膜面积 membrane area

陶瓷元件外表面起过滤作用的有效面积,单位为 m²。

3.7

渗透率 permeability

在一定压力下,流体透过陶瓷过滤元件的能力,单位为 m²。

3.8

过滤风速 filtration velocity

流体经过陶瓷过滤元件的面速度,单位为 m/min。

3.9

过滤压降 filter pressure drop

在标准状况下,以洁净空气作为过滤介质,过滤风速1 m/min
条件下,气体通过过滤元件的压力

降,单位为 Pa。

4 产品分类

4.1 性能分类

碳化硅质高温陶瓷过滤元件按分离膜孔道直径可分为以下几类,见表1。

1 碳化硅质高温陶瓷过滤元件分类表

类别代号

元件分离膜孔道直径/μm

M5

5~8

M10

10~13

M15

15~18

M20

20~25

4.2 规格尺寸

碳化硅质高温陶瓷过滤元件分为长管式(见图1)和烛式(见图2)两种;按产品规格尺寸分类,见

表2、表3。

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1 长管式碳化硅质高温陶瓷过滤元件

GB/T 32978—2016

style="width:11.11324in;height:3.74682in" />

2 烛式碳化硅质高温陶瓷过滤元件

2 长管式碳化硅质高温陶瓷过滤元件

产品代号

元件总长度L/mm

元件外径D,/mm

元件内径D₂/mm

膜面积/m²

T60-1000

1000

60

40

0.18

T60-1500

1520

60

40

0.28

T60-2000

2050

60

40

0.37

T60-2400

2460

60

40

0.45

T70-1000

1000

70

44

0.22

T70-1500

1520

70

44

0.33

T70-2000

2050

70

44

0.44

T70-2400

2460

70

44

0.53

3 烛式碳化硅质高温陶瓷过滤元件

产品代号

元件总

长度Li/

mm

盲端

底长L₂/

mm

盲端

孔深L3

mm

元件

外径D₁/

mm

元件

内径D₂/

mm

盲端孔

内径D₃/

mm

法兰

尺寸Fi/

mm

法兰

尺寸F₂/

mm

法兰

尺寸F₃/

mm

膜面积/

T60-1000F

1000

45

30

60

40

20

74

15

12

0.17

T60-1500F

1520

45

30

60

40

20

74

15

12

0.27

T60-2000F

2020

45

30

60

40

20

74

15

12

0.36

T60-2500F

2520

45

30

60

40

20

74

15

12

0.46

T70-1000F

1000

45

30

70

44

20

74

15

12

0.20

T70-1500F

1520

45

30

70

44

20

74

15

12

0.32

T70-2000F

2020

45

30

70

44

20

74

15

12

0.42

T70-2500F

2520

45

30

70

44

20

74

15

12

0.54

GB/T 32978—2016

4.3 特殊产品

特殊规格尺寸和性能的产品可由供需双方协商制造。

4.4 产品标记

4.4.1 标注顺序

产品名称、产品代号、类别代号。

4.4.2 标记示例

碳化硅质高温陶瓷过滤元件代号为:T×X- ××××-M××

其中:

T×× — 表示碳化硅质高温陶瓷过滤元件和元件外径;

××××— 表示过滤元件的长度和类别;

M×× — 表示分离膜和分离膜孔道直径。

例如: T60- 1500F-M10 表示碳化硅质高温陶瓷过滤元件,外径60 mm,
总长度1520 mm, 烛式,分离膜孔道孔径 10μm~13 μm。

5 技术要求

5.1 外观质量

产品膜层表面应洁净、光滑、均匀,肉眼观测无孔洞、无裂纹、无缺膜等缺陷,元件端面平整。

5.2 尺寸公差

碳化硅质高温陶瓷过滤元件的尺寸公差应符合表4的规定。

表4 碳化硅质高温陶瓷过滤元件的尺寸公差

项 目

最大允许偏差/mm

尺寸偏差

外径(D₁)

-1.5

+1.0

烛式底处尺寸(L₂ 、L₃ 、D₃)

±1.0

烛式法兰处尺寸(F₁ 、F₂ 、F₃)

±1.5

长度(L₁)

±3.0

椭圆度

≤2.0

直度

≤3.0

壁厚

±1.5

5.3 理化性能要求

碳化硅质高温陶瓷过滤元件的理化性能应满足表5中的规定。

GB/T 32978—2016

5 理化性能要求

序号

项 目

质量要求

1

支撑体开口气孔率/%

≥34

2

分离膜开口气孔率/%

≥40

3

弯曲强度/MPa

≥18

4

抗外压强度/(kN/m)

≥45

5

环向拉伸强度/MPa

≥6

6

热膨胀系数(室温~1000 ℃)/K-1

≤5.6×10⁶

7

高温抗折强度(1000 ℃)/MPa

≥11

8

抗热震性能(1000℃~室温,10次)

不开裂

9

耐酸碱腐蚀性能/%

≥99

10

分离膜厚度/μm

150~300

5.4 过滤性能要求

碳化硅质高温陶瓷过滤元件的过滤压降和渗透率应满足表6中的规定。

6 过滤性能要求

序号

项 目

M5

M10

M15

M20

1

孔道直径/μm

5~8

10~13

15~18

20~25

2

过滤压降/Pa

≤1500

≤800

≤500

≤350

3

渗透率/m?

≥2.2×10-1

≥4.5×10-1

≥7×10-11

≥15×10-1

6 检验方法

6.1 外观质量

外观质量的检测是在温和光照条件下,近距离目测。

6.2 尺寸检验方法

6.2.1 产品的外径、烛式底处尺寸和烛式法兰处尺寸采用精确度为0.02 mm
的游标卡尺测量,长度采 用精确度为1 mm 的米尺测量。

6.2.2 产品椭圆度的测试,在距离端部50 mm
处用游标卡尺测量其最大直径与最小直径测量值之差。

6.2.3 产品直度的测试是通过将过滤元件等直径部分全部置于10 mm
厚钢化玻璃板上,以塞尺测量产
品与玻璃板的最大间隙,其测量值即为产品的直度。

6.2.4 产品壁厚采用精确度为0.02 mm 的游标卡尺测量。

6.3 支撑体开口气孔率

按 GB/T 1966规定的方法进行检测。

GB/T 32978—2016

6.4 分离膜开口气孔率

按GB/T 1966 规定的方法进行检测。

6.5 弯曲强度

按GB/T 2833规定的方法进行检测。

6.6 抗外压强度

按GB/T 2823 规定的方法进行检测。

6.7 环向拉伸强度

元件的环向拉伸强度按附录 A 规定的方法进行检测。

6.8 热膨胀系数

按GB/T 16535 规定的方法进行检测。

6.9 高温抗折强度

按 GB/T 3002规定的方法进行检测。

6.10 抗热震性能

按GB/T16536 规定的方法进行检测,从过滤元件上直接切割取样。

6.11 耐酸碱腐蚀性能

按 GB/T 1970规定的方法进行检测。

6.12 分离膜层厚度

从元件不同位置直接切取试样,放在200倍显微镜下进行测量。

6.13 微孔孔道直径

按GB/T 1967 规定的方法进行检测。

6.14 过滤压降

元件的过滤压降按附录B 规定的方法进行检测。

6.15 渗透率

按GB/T 1969规定的方法进行检测。

7 检验规则

7.1 出厂检验

出厂检验的检验项目包括外观、尺寸、膜层孔径、过滤压降和抗外压强度检验。

7.2 型式检验

正常生产时,每年进行一次型式检验。有下列情况之一时,也应进行型式检验:

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a) 新产品定型、鉴定;

b) 正式投产后,原材料、工艺有较大改变,可能影响产品性能;

c) 停产六个月以上,恢复生产;

d) 出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异。
产品的型式检验项目为本标准要求的全部项目。

7.3 组批与抽样规则

7.3.1 组批

每批应是以相同工艺条件生产的同一规格的产品,数量不少于150件,不足150件由供需双方协商

验收方法。

7.3.2 抽样

用随机抽样方法从同一批产品中抽取表7中规定的样本,进行尺寸和外观质量检查。

表7 样本的抽样方法

检验项目

样本数量

第一次

第二次

第 一 次m₁

第二次n₂

不合格判定数R₁

不合格判定数R₂

尺寸

10

15

3

4

外观质量

10

15

3

4

7.4 质量判定

从经过尺寸和外观质量检查合格的产品中随机抽取理化性能和过滤性能检测所需样本。

产品的尺寸及外观按表4和5.1判定,理化性能和过滤性能检测按表5和表6判定。如有任何一项不

符合技术要求,需加倍取样,对不合格项进行复验;复验结果仍不合格,则判定该批产品为不合格品。

8 标志、包装、贮运和安装

8.1 标志

在产品的外包装箱上应标有产品名称、类别、企业名称、地址、产品商标、生产日期、规格、数量、防

潮、易碎等字样或标记。

8.2 包装

不同类型和规格的产品必须单独包装;产品逐支套上塑料袋,采用泡沫板隔开,置于包装箱内。防

止松动和相互碰撞破损;产品包装箱内附合格证。

8.3 贮运

产品贮运应防震、防潮,应有防雨淋措施,装卸时应轻拿轻放,防止机械损伤。

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A

(规范性附录)

环向拉伸强度测试方法

A.1 测试原理及设备

A.1.1
室温下,通过单向加载对环形试样施加拉伸力至其断裂以获得其拉伸强度。图
A. 1 为加荷装

置,由两个施力机械金属手臂,样品托盘组成,金属手臂另一端与试验机相连。

style="width:4.34004in;height:5.81328in" />

A.1 环向抗拉伸强度加荷金属手臂与样品示意图

A.1.2 试验机应达到 GB/T 16825.1 规定的一级准确度。

A.1.3
样品放置于样品托盘上。金属手臂由形状为圆弧面、外面包裹橡胶的金属触头组成,其中施力

面为圆弧面。可使用不同种类的夹具以尽量保证试样受到均匀载荷。

A.2 试样制备

A.2.1 试样高度为10 mm 的圆环状切割样品,内外圆同心。

A.2.2
试样应从陶瓷过滤元件上直接切取;每组试样不少于3个。从产品的管口,中部和尾部取样。

A.2.3 试样切取后放置在恒温箱110℃±5℃,烘干至恒重。

A.3 试验步骤

将样品放置于样品台上,使金属手臂穿过样品,保持两个金属手臂处于样品中心处。以
0.4 kN/s ·m~0.6 kN/s ·m
的速度均匀施加负荷,直至样品破坏。记录样品破坏时的最大负荷值,用

游标卡尺测量断裂位置的尺寸。按照式(A.1) 计算环向拉伸强度:

GB/T 32978—2016

式中:

R— 拉伸强度,单位为帕斯卡(Pa); Fm— 最大拉伸载荷,单位为牛顿(N);

A 横截面积,单位为平方米(m²)。

A.4 试验报告

style="width:1.15341in;height:0.619in" />

…………………

…… (A.1)

试验报告应包括:

a) 试样的名称、规格和型号;

b) 来样单位;

c) 试样的编号;

d) 试验机型号;

e) 破坏负荷;

f) 试样的断裂面积;

g) 试样的拉伸强度;

h) 试验日期和试验人员。

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B

(规范性附录)

过滤压降测试

B.1 测试原理及设备

B.1.1 过滤压降表示在标准状况下,以洁净空气作为过滤介质,过滤风速1
m/min 条件下,气体通过元

件的压力降。试验装置主要由高压气体罐或钢瓶、手动阀、转子流量计、试样夹具、压力表和
U 型 压 差

计等组成,如图 B.1 所示。

style="width:7.55326in;height:3.7652in" />

说明:

1 — 储 气 罐 ; 4——U 型压差计;

2— 手动阀; 5——试样及夹具。

3——气体转子流量计;

B.1 过滤压降测试装置图

B.1.2 气体转子流量计的精确度为1%;试样和夹具的示意图如图 B.2 所示。

style="width:6.31331in;height:3.83328in" />

说明:

1——与流量计连接; 2——试样;

3——底板;

3

4——与 U 型压差计相连接;

5——橡胶垫片。

B.2 试样及夹具示意图

GB/T 32978—2016

B.2 试样制备

试样应直接抽取整支产品,然后切取制得;每组试样不少于3个,试样高度为60
mm~80 mm。试

样放置在恒温箱110℃±5℃,烘干至恒重。

B.3 试验步骤

B.3.1 采用分度值为0.02 mm 的游标卡尺和分度值为1 mm
的钢卷尺测量试样的直径及长度,计算样

品的过滤面积,换算成1 m/min 风速时通过试样的气体流量值。

B.3.2 将试样放在夹具中,连接到流量计和 U
型管上。储气罐压力控制在0.6 MPa~0.8 MPa,然后打

开气源并调节手动阀门,流量计显示达到换算数值时(1 m/min 风速),读取U
形管显示压力值。

B.3.3 测试所有样品的压力值,取其平均值即为试样在1 m/min
时的过滤压降。

B.4 试验报告

试验报告应包括:

a) 试样的名称、规格和型号;

b) 来样单位;

c) 试样的编号;

d) 流量计读数;

e) 试样的有效面积;

f) 试样的过滤压降;

g) 试验日期和试验人员。

延伸阅读

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