液體過濾袋破袋原因分析與應(yīng)對策略

袋式過濾器，作為實現(xiàn)固液分離的常見設(shè)備，具有操作簡單，適應(yīng)性強的特點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在汽車涂裝工藝，其中濾袋過濾貫穿涂裝預(yù)處理、電泳線和面涂整個涂裝循環(huán)工序中，鐵屑、鐵粉，污油等污染物能否實現(xiàn)從油漆中有效濾除，直接影響到涂裝質(zhì)量，進而影響車身的外觀。

未被過濾液體由入口進入過濾器，液體由內(nèi)向外流經(jīng)過濾袋，過濾后液體從出口流出，雜質(zhì)被攔截在濾袋內(nèi)，更換濾袋后可繼續(xù)使用。其中濾袋是袋式過濾的核心部分，其性能決定了過濾目標能否成功實現(xiàn)。在濾袋選型匹配、安裝、使用、更換等過程，均有可能會出現(xiàn)濾袋破袋情況，造成雜質(zhì)未被有效攔截，進而影響下游工藝的運行負荷、產(chǎn)品的質(zhì)量，經(jīng)濟損失和環(huán)境損失，甚至安全事故。所以，對破袋的快速識別、原因分析以及找出應(yīng)對策略，對濾袋過濾生產(chǎn)管理有著迫切且現(xiàn)實的需求。

一、過濾袋的破裂的發(fā)生

按尺寸不同濾袋通常有四個規(guī)格，分別為1號、2號、3號和4號濾袋，使用廣泛的為2號濾袋，直徑約180mm，長度810mm，過濾面積約0.5m2，大水通量約為40m3/h。按材質(zhì)常見的濾袋有聚丙烯、聚酯、尼龍、PTFE四類。濾袋由濾材和袋口固定用的領(lǐng)環(huán)組成，濾材和領(lǐng)環(huán)之間通過線縫或熱熔方式進行縫合，領(lǐng)環(huán)有金屬和非金屬兩類。濾材裁剪為圓柱形，底部為弧形或平底或三角錐型的。垂直側(cè)邊以及底部的縫合有線縫和熱熔兩類，典型濾袋結(jié)構(gòu)示意見下圖。

濾袋破袋發(fā)生的位置，出現(xiàn)多的是濾袋的底部縫合處，其次是側(cè)邊縫合處；再次為濾袋領(lǐng)環(huán)縫合處；也有一些濾袋中部位置出現(xiàn)孔眼等破損。對于使用多層精密濾袋的場合也會出現(xiàn)濾袋內(nèi)層濾材出現(xiàn)撕裂的情況，如涂裝中電泳線過濾采用的為精密吸油濾袋，濾袋至少含有四層濾材，對雜質(zhì)攔截的同時因設(shè)有吸油層實現(xiàn)對污油的吸附，如果出現(xiàn)撕裂甚至破損，將會影響電泳液質(zhì)量致使噴涂表面出現(xiàn)顆粒、甚至縮孔情況。

二、破袋的原因分析

2.1設(shè)計選型出錯

濾袋選型錯誤造成濾材因腐蝕導(dǎo)致濾袋破裂，包含濾袋的材質(zhì)與被過濾液體的化學(xué)腐蝕，以及應(yīng)用場合的工作溫度超過濾袋的耐受溫度出現(xiàn)熱熔蝕。也可能出現(xiàn)液體中機械雜質(zhì)濃度過高短時間內(nèi)對達到濾袋的視在納污量，表明選用濾袋數(shù)量不夠。此外，液體流量大但過濾器的進出口尺寸偏小，致使液體通過濾袋的流速過快超過過濾器的液體通量和額定流量等指標，這些屬于袋式過濾器本體的選型失誤，也有可能造成破袋。

2.2濾袋安裝不規(guī)范

在濾袋的安裝時因為操作人員濾袋領(lǐng)料、安裝時碰到銳利的器物造成濾袋出現(xiàn)針孔等。同時濾袋放入袋式過濾器時，在濾袋外部未加裝過濾袋的支撐網(wǎng)籃使得濾袋沒有承托，或在已安裝支撐網(wǎng)籃的情況操作工卻沒有將濾袋撫平，濾袋在支撐網(wǎng)籃內(nèi)處于打折狀態(tài)，沒有與支撐網(wǎng)籃貼緊。特別地，有一些精度的特殊濾材的濾袋投料過濾前未按要求進行預(yù)濕步驟，或是翻袋操作。

2.3濾袋的更換壓差過高

隨著過濾的深入，雜質(zhì)會粘在濾袋表面，或是嵌入濾材內(nèi)部空隙，從而引起流動阻力上升，濾袋內(nèi)外壓降上升，達到一定程度過濾無法繼續(xù)，濾袋需要更換。根據(jù)達西定律，濾袋的壓降和體積流速，受到濾袋精度、材質(zhì)、厚度、截面積，以及不同的應(yīng)用場合的影響，所以袋更換壓差不是固定的如1bar或1.5bar等。如果濾袋的更換壓差過高延長了濾袋壽命但是增加濾袋破袋風險，而且很有可能即便濾袋沒有破的情況下卻仍會出現(xiàn)濾后液體被檢測出很多雜質(zhì)，不能兌現(xiàn)濾袋的過濾性能，這是因為高壓差將已經(jīng)被攔截下來的雜質(zhì)又被擠過去了。所以濾袋的更換壓差，在廠家的推薦值下，需要結(jié)合過濾應(yīng)用的實際情況進行測試后確定。

2.4附件不匹配

過濾器浮球是一種空心球，屬于過濾器的一項常見附件，安裝于濾袋內(nèi)部用于置換被過濾液體，減少更換濾袋前物料的損耗、排放，并縮短吹掃時間。特別是在過濾器用于間歇性過濾上如灌裝過濾，或過濾產(chǎn)品切換頻繁的應(yīng)用場合，流體的關(guān)斷、料液的吹掃操作很多，液體對過濾袋和濾袋內(nèi)的浮球帶來沖擊。當前很多廠家生產(chǎn)的浮球尺寸小，且沒有設(shè)置與濾袋和過濾器匹配的領(lǐng)環(huán)，浮球整體全部在濾袋內(nèi)部，其晃動造成對濾袋濾材的拉扯、摩擦和沖擊,破袋多發(fā)生在浮球與濾袋的接觸傾斜停靠位置，濾袋的內(nèi)層濾材和濾袋底部多發(fā)生破袋。

浮球或支撐網(wǎng)籃表面有毛刺，或底部圓滑過度與濾袋不匹配，會對濾袋底部靠弧頂處反復(fù)摩擦而破袋。

三、破袋的應(yīng)對措施

3.1正確濾袋選型

濾袋的選型需要慎重考慮應(yīng)用場合如腐蝕性，化學(xué)兼容性以及耐受溫度。此外起始凈壓差是控制重要指標，該凈壓差值一般建議不超過0.1bar，如果因液體中雜質(zhì)含量高凈壓差高則需要配多個濾袋，液體流量及管道進出大小計算可參照相應(yīng)設(shè)計規(guī)范如流速的要求及過濾流通比（過濾有效面積與管道進出口截面積之比）的要求進行選型。

對于已投產(chǎn)生產(chǎn)線如因雜質(zhì)含量增多、流量不變的情況可以考慮測試使用褶皺或折疊濾袋以增加過濾面積和濾袋納污能力，或是袋式過濾器內(nèi)增加磁棒，濾除上游工序如焊接車間帶入油漆車間的大量鐵粉類雜質(zhì)，該類濾袋或磁棒尺寸與現(xiàn)場濾袋過濾器完全匹配，省去對現(xiàn)場過濾器的升級改造。如果是過濾流速過快或過濾流通比過大，則需增加過濾器數(shù)量，加大過濾器進出口大小，甚至將濾袋過濾的方式變更等。對于新建涂裝項目上，在過濾工藝方案的設(shè)計時，建議考慮采用磁性過濾、旋流分離器及袋式過濾器的三級組合過濾方案，雖然過濾器固定投資多一些，但是在過濾器濾袋的消耗、人工更換、物料損耗、廢袋處置上都能節(jié)約更多的維護成本，帶來更大的效益。

3.2檢查濾袋質(zhì)量

使用高品質(zhì)濾袋合格供應(yīng)商，檢查濾袋的包裝、外觀、標簽和生產(chǎn)日期等生產(chǎn)信息，避免過期產(chǎn)品的使用，因為一般濾袋的貨架存放壽命不建議長于2年，因為濾材容易老化。濾袋的領(lǐng)用和安裝過程避免尖銳物品的刺碰，如遇濾袋使用前需進行預(yù)濕或翻袋，須按要求規(guī)范操作。

3.3規(guī)范濾袋操作

濾袋安裝時，必須安裝外支撐網(wǎng)（同時檢查其平整和表面毛刺情況），內(nèi)支撐架為過濾器選配件，盡量使用內(nèi)支撐架達到將濾袋撐開鋪平的目的。如果未設(shè)內(nèi)支撐架，需將濾袋鋪平使得濾袋盡可能與外支撐網(wǎng)籃緊貼，避免濾袋脫離外支撐網(wǎng)而單獨承壓。

3.4選用準確配件

選原廠家的，確保尺寸匹配且質(zhì)量合格，杜絕尺寸偏差而出現(xiàn)密封不嚴而側(cè)漏或毛刺劃破濾袋的潛在風險。對于過濾袋的內(nèi)支撐架和置換用的浮球，結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗，內(nèi)支撐架和浮球均要求設(shè)置領(lǐng)口和把手，領(lǐng)口尺寸與過濾袋的領(lǐng)環(huán)和過濾器密封臺階相匹配，一方面確保不因增加配件而破壞現(xiàn)有密封結(jié)構(gòu)，同時避免內(nèi)支撐架和浮球工作狀態(tài)下在濾器內(nèi)的晃動。典型內(nèi)支撐架和浮球結(jié)構(gòu)示意圖所示。

3.5找準濾袋更換壓差

結(jié)合生產(chǎn)情況，摸索出對應(yīng)好的更換濾袋壓差，一般地，過濾器內(nèi)部壓降隨著孔隙率的增加呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，出口流速和壓力損失兩者相關(guān)性近似為線性關(guān)系，所以實際生產(chǎn)中不能刻板執(zhí)行某一固定的濾袋更換壓差，需要結(jié)合當前的生產(chǎn)在不同的更換壓差下進行濾前濾后的采樣分析，達到既能滿足生產(chǎn)對質(zhì)量的要求，又盡可能的延長濾袋的使用壽命的目標。

設(shè)置壓差表或壓差開關(guān)比進出口分別設(shè)置壓力表的形式更加直觀和準確，實現(xiàn)精確控制壓差值，是必要且簡單易行的措施。如有條件，可以設(shè)置流量計和報警器作為輔助，特別適合如終端的灌裝過濾，對產(chǎn)品質(zhì)量把關(guān)的應(yīng)用場合。在涂裝過濾工藝中，如果出現(xiàn)油漆品種的切換，粘度指標變化時特別需要重新調(diào)整濾袋的更換壓差，總體上油漆越濃稠，更換壓差約低。