فیلترهای هپا (HELPA) و اولپا (ULPA) سال‌هاست که در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرند. اولین فیلتر هپا در اواخر دهه ۱۹۴۰ ساخته شد. روش‌های اولیه برای آزمایش این فیلترها نیز در همان زمان توسعه یافتند. اگرچه این روش‌های آزمایش اولیه هنوز در ایالات متحده انجام می‌شود و توسط بسیاری از صنایع تحت نظارت در سراسر جهان مورد نیاز است، چندین استاندارد ملی از دهه ۱۹۷۰ برای همگام شدن با پیشرفت فناوری و نیازهای صنعت تکامل یافته‌اند. متأسفانه، استانداردهای ملی رایج کلاس‌های فیلتر معادل را تعیین نمی‌کند. در برخی موارد، خود روش‌ها معادل نیستند.
از آنجایی که آزمایش هر فیلتر هپا و اولپا و صدور گواهی عملکرد و کلاس عملکرد آنها امری مرسوم است، عدم هم ارزی بین استانداردهای فعلی در استفاده، مشکلاتی را هم برای سازنده و هم برای مصرف کننده ایجاد کرده است. برای اصلاح این وضعیت، استاندارد جهانی ISO جدید تحت استاندارد ISO TC 142: تجهیزات تمیز کردن هوا و سایر گازها که در سال ۲۰۱۱ منتشر شد، توسعه یافته است. اگرچه این استاندارد جدید ریشه در استاندارد رایج اروپایی EN 1822 دارد، اما استاندارد جدید ISO، با هدف در برگرفتن رویه‌های فعلی استانداردهای اصلی مورد استفاده در سراسر جهان است. از این رو، انتظار نمی‌رود هیچ یک از رویه‌ها یا طبقه‌بندی‌های استانداردهای موجود با پذیرش این استاندارد ISO به‌طور کامل منسوخ شوند. امید است که چنین استاندارد جامعی مورد پذیرش جهانی قرار گیرد و در نتیجه بار انطباق با استانداردهای غیرمعادل را که در حال حاضر صنعت و مصرف کنندگان با آن مواجه هستند، از بین ببرد. نویسنده درخواست بازخورد برای بررسی در بازنگری مجموعه که قرار است در سال ۲۰۱۶ شروع شود، را دارد.
مقدمه
اولین فیلتر هپا در اواخر دهه ۱۹۴۰، عمدتاً برای فیلترهای ماسک گاز نظامی و برای محافظت در برابر رادیونوکلئیدها در صنعت هسته‌ای توسعه یافت. اعتقاد بر این است که فیلترهای هپا اصلی با قطر متوسط جرمی ~ ۳۰ µm آزمایش شدند زیرا این اندازه رادیونوکلئیدهای مورد نظر بود. فیلترهای HEPA و ULPA از آن زمان در سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفته‌اند. فیلترهای HEPA و ULPA به دلیل الزام به آزمایش و گواهی جداگانه هریک از آنها در بین فیلترها منحصر به فرد هستند. این فیلترها هنگام ساخت هم از نظر کارایی و هم از نظر نشتی آزمایش می‌شوند. علاوه‌بر این، در صنایع تحت نظارت مانند تولید هسته‌ای و داروسازی، یکپارچگی فیلترهای نصب شده نیز در محل برای نشتی آزمایش می‌شود.
روش‌های اولیه برای آزمایش این فیلترها نیز تقریباً همزمان با فیلترهای HEPA توسعه یافتند. اگرچه این روش‌های آزمایشی اصلی هنوز در ایالات متحده انجام می‌شود و توسط بسیاری از صنایع تحت نظارت در سراسر جهان الزامی است، استانداردهای ملی مختلف برای همگام شدن با نیازهای صنعت تکامل یافته‌اند. این روش‌های آزمایش اولیه مبتنی بر آئروسل‌های پلی‌دیسپرس (poly disperse) با توزیع اندازه شناخته شده هستند به عنوان آئروسل چالشی، و روش‌های فتومتریک برای اندازه‌گیری غلظت کل آئروسل، هم برای اندازه‌گیری نشتی و هم برای اندازه‌گیری بازدهی بنا شده‌اند.
از دهه ۱۹۷۰، با در دسترس بودن شمارشگرهای گسسته ذرات، استانداردهای جدیدی برای آزمایش فیلترهای HEPA و ULPA در سراسر جهان با استفاده از شمارشگر ذرات برای تخمین کارایی فیلترها در اندازه ذرات خاص ایجاد شده است. متأسفانه، چندین استاندارد ملی رایج کلاس‌های فیلتر معادل را تعیین نمی‌کنند و در برخی موارد، خود روش‌ها هم معادل نیستند. به‌عنوان مثال، در حالی که برخی از استانداردها کارایی را در اندازه ذراتی که بیشترین نفوذ را در فیلتر دارند (MPPS) فیلتر تعیین می‌کنند، برخی دیگر بازده فیلتر را در یک اندازه ذره خاص ، مثلاً ۰.۱۲ µm تعیین می‌کنند. عدم هم ارزی استانداردهای فعلی در استفاده، مشکلاتی را هم برای سازنده و هم برای مصرف کننده ایجاد کرده است.
برای اصلاح این وضعیت، یک استاندارد جهانی جدید، ISO 29463: فیلتر و مدیا فیلتر با کارایی بالا برای حذف ذرات در هوا، توسعه یافته است. اگرچه ریشه در استاندارد رایج اروپایی، EN 1822 (1) دارد، استاندارد جدید ISO شباهت‌هایی با روش‌های آزمایش فعلی و طبقه‌بندی فیلتر استانداردهای اصلی مورد استفاده در سراسر جهان دارد. از این رو انتظار می‌رود که هیچ یک از شیوه‌ها یا طبقه بندی‌های استانداردهای موجود با پذیرش این استاندارد ISO به‌طور کامل منسوخ نشود. امید است که این استاندارد مورد پذیرش جهانی قرار گیرد و در نتیجه بار انطباق با چندین استاندارد غیرمعادل را که صنعت و مصرف کنندگان در حال حاضر با آن روبرو هستند، از بین ببرد.
ساختار استاندارد ISO
همانطور که اشاره شد، ISO 29463 با استفاده از استاندارد EN 1822 به عنوان مبنایی با بازنگری‌هایی برای تطبیق رویه‌های سایر استانداردهای ملی از ایالات متحده، ژاپن و دیگران توسعه یافته است. استاندارد به ۵ بخش تقسیم می‌شود:
بخش ۱: طبقه‌بندی، عملکرد، آزمایش و علامت گذاری
علاوه بر کلاس‌های فیلتر، این بخش دستورالعمل‌های کلی برای استفاده از روش‌های آزمایشی تعیین شده و مبنای آنها در طبقه‌بندی فیلترها را ارائه می‌دهد. استاندارد ISO 29463 سیزده کلاس فیلتر را تعیین می‌کند. این کلاس‌ها در جدول ۱ نشان داده شده است.
راندمان فیلتر از ۹۵٪ تا ۹۹.۹۹۹۹۹۵٪ در سه گروه E، H و U گنجانده شده است. طبقه‌بندی فیلتر بر اساس کارایی در اندازه ذرات با بیشترین نفوذ (MPPS) تعیین شده به صورت جداگانه برای فیلترهای H و U است. برای فیلترهای گروه E با راندمان پایین‌تر، طبقه‌بندی بر اساس آزمایش نمونه آماری برای کارایی فیلتر به جای آزمایش فیلترها به صورت جداگانه است.
بخش ۲: تولید آئروسل، تجهیزات اندازه گیری، آمار شمارش ذرات
هر روش آزمایشی فقط به اندازه ابزارهایی که در اندازه‌گیری‌های مورد نیاز استفاده می‌شود، خوب است. بخش ۲ استاندارد در مورد ابزارهای توصیه شده و مولد ذرات و همچنین حداقل الزامات آنها برای استفاده در اندازه‌گیری‌های تعیین شده شده در استاندارد را بحث می‌کند. انواع ابزارهای رایج مورد استفاده در استانداردهای تست فیلتر در سراسر جهان در این بخش گنجانده شده است. مطابق با استانداردهای ISO و استانداردهای خوب، برندهای خاصی ارائه و توصیه نمی‌شوند.
بخش ۳: تست مدیا فیلتر به صورت صفحه تخت
این بخش از استاندارد، روش آزمایشی را برای تعیین کارایی مدیا فیلتر ارائه می‌دهد. عملکرد در MPPS از طریق اندازه‌گیری کارایی در اندازه‌های مختلف ذرات اندازه‌گیری می‌شود. از آنجایی که مدیاهای فیلتر جزء کلیدی هر فیلتری هستند، این روش ISO برای تعیین عملکرد آنها، زمانی‌که به‌طور جهانی مورد استفاده قرار گیرد، به حداقل رساندن تناقضات در عملکرد فیلتر، صرف نظر از جایی که مدیا یا فیلتر تولید می‌شود، کمک می‌کند.
بخش ۴: روش تست برای تعیین نشتی عناصر فیلتر (روش اسکن)
در بین روش‌های تست فیلترها، تست نشتی منحصر به فیلترهای HEPA و ULPA است. این بخش از استاندارد یک روش معیار را برای همه کلاس‌های فیلتر تجویز می‌کند که نیاز به تعیین نشتی در MPPS فیلتر دارد. با توجه به روش‌های رایج در بسیاری از نقاط جهان، این استاندارد همچنین دو روش معیار جایگزین را برای آزمایش کلاس‌های فیلتر < ISO 40 مجاز می‌سازد. یکی از روش‌های رایج در ایالات متحده و صنایع دارویی، نظامی و هسته‌ای در سراسر جهان از فتومتر و آئروسل‌های پلی دیسپرس استفاده می‌کند. روش دیگر از روش نخ روغن و روش تشخیص نشت بصری رایج در بسیاری از کشورهای اروپایی استفاده می کند.
بخش ۵: روش تست برای المنت‌های فیلتر
این بخش یک روش معیاری برای تعیین بازده فیلتر در MPPS آن را تعیین می‌کند. مراحل آزمایش نمونه آماری فیلترهای E نیز در این بخش گنجانده شده است. در تشخیص سایر روش‌های آزمایش مشابه اما نه معادل دقیق، رویه‌های نوشته شده اکثر روش‌های دیگر مبتنی بر شمارنده‌های ذرات گسسته را که در سراسر جهان استفاده می‌شوند، می‌پذیرند. این بخش همچنین شامل کارایی تعیین شده از یکپارچه سازی داده ها از روش اسکن در قسمت ۴ است.
شباهت با سایر استانداردها
اگرچه استانداردهای مختلف ملی رایج در نگاه اول متفاوت به نظر می رسند، اما در بیشتر موارد روش های آنها برای تعیین بازده، زمانی که از شمارنده ذرات گسسته استفاده می شود، بر اساس رویکردها و الزامات ابزار مشابه است. اگرچه استاندارد ISO آزمایش کارایی در MPPS را تجویز می‌کند، اما تلورانس‌های مجاز اجازه می‌دهد تا روش‌های فعلی تعریف شده توسط استانداردهای فیلتر اصلی در سراسر جهان با الزامات تعریف شده در استاندارد ISO مطابقت داشته باشند. به عنوان مثال، در حالی که استاندارد اروپایی صراحتاً خواستارتعیین کارایی فیلترها را در MPPS است، رویه ایالات متحده یا ژاپن اندازه‌گیری‌هایی را در اندازه ذرات یا محدوده اندازه‌ای که نزدیک به MPPS فیلترهای مدرن است مشخص می‌کند. علاوه بر این، در عمل، این محدوده در محدوده تلورانس مجاز در روش های اروپایی است که در استاندارد ISO نیز پیش برده شده است. بنابراین، برای تمام اهداف عملی، این استانداردها به طور اسمی مشابه استاندارد ISO هستند و انتظار می رود که در کلاس های فیلتر مشابهی ایجاد شوند. مقایسه کلاس های فیلتر اسمی بین کلاس های ایالات متحده، اروپا و ISO در جدول ۲ نشان داده شده است.
بزرگترین چالش در توسعه هر استاندارد جهانی برای یک صنعت که دارای سابقه طولانی از ترجیحات ملی یا منطقه ای در طبقه بندی محصولات است، ابداع یک طرح طبقه بندی است که شامل تمام طبقه بندی های فعلی باشد. برای فیلتراسیون با راندمان بالا، این روش سنتی است که کلاس های فیلتر مجاور را تعیین کنید که با یک مرتبه تفاوت در بازده فیلتر متفاوت هستند. اکثر کشورهای خارج از اروپا از بازده درصد اعشاری کامل برای تعیین کلاس فیلتر استفاده می کنند، یعنی ۹۹٪، ۹۹.۹٪، ۹۹.۹۹٪ و غیره. در اروپا، سنت استفاده از نیم درصد راندمان اعشاری برای تعیین کلاس فیلتر است، یعنی ۹۵٪، ۹۹.۵٪، ۹۹.۹۵٪ و غیره. این دو رویه در این استاندارد با اتخاذ کلاس هایی بر اساس تغییر نیم مرتبه در راندمان فیلتر در کلاس های مجاور به جای آن، یعنی ۹۵%، ۹۹%، ۹۹.۵%، ۹۹.۹۹% و غیره مطابقت داده شده اند. اگرچه چنین تمایز دقیقی ممکن است غیر عملی باشد، اما اجازه می دهد تا تمام طبقه بندی های فعلی از سراسر جهان در کلاس های ISO گنجانده شوند. این رویکرد همچنین منجر به تعداد بیشتری از کلاس های فیلتر می شود. با این حال، انتظار زمانی که استاندارد تدوین شد، این است که از آنجایی که همه کلاس‌های موجود قابل قبول هستند، انتظار می‌رود که بخش‌های مختلف جهان ممکن است از کلاس های فیلتر جایگزین، اعم از بازدهی کامل یا نیم اعشاری استفاده کنند تا آشنایی در بازارهای مربوطه دست نخورده ی آنها حفظ شود. این رویکرد در جدول ۲ نشان داده شده است، جایی که طبقات فیلتر تعریف شده توسط استاندارد ISO و همچنین استانداردهای اروپایی EN 1822 و ایالات متحده (IEST) (2) مقایسه شده است.
تفاوت با سایر استانداردها
هر زمان که یک استاندارد ISO تدوین می شود، ناگزیر به برخی مصالحه ها و عادی سازی بین استانداردهای ملی موجود است. ISO 29463 تفاوتی ندارد. اگرچه تلاش می‌کند همه روش‌های هنجاری با استفاده از شمارنده‌های ذرات گسسته را شامل شود، روش‌هایی که از روش‌های دیگر تشخیص ذرات استفاده می‌کنند با این استاندارد سازگار نیستند. به عنوان مثال، روش فتومتریک، که در بسیاری از صنایع در ایالات متحده و در سراسر جهان رایج است، مبتنی بر آشکارساز ذرات متعدد و ذرات معلق در هوا است. به طور مشابه، روش استفاده از شعله سدیم و نورسنجی شعله نیز بر اساس ذرات گسسته نیست. هر دوی این روش ها برای چندین دهه نتایج معتبری را به همراه داشته اند. با این حال، داده های معادل مستقیم بین آنها و روش های اندازه گیری ذرات گسسته تجویز شده در استاندارد در حال حاضر در دسترس نیست. شاید زمانی که چنین داده هایی در دسترس هستند، این روش ها می توانند به عنوان روش های هنجاری جایگزین در نظر گرفته شوند.
خلاصه
یک استاندارد پنج قسمتی جدید برای تست و طبقه بندی فیلترهای زیر هپا، هپا و اولپا ایجاد شده است. این استاندارد طبقه بندی فیلتر، تست مدیا فیلتر، کارایی فیلتر و تست نشت فیلتر را به همراه الزامات سخت افزار مورد نیاز برای آزمایش، نشان می دهد. این استاندارد به عنوان اولین استاندارد ISO برای فیلترهای با راندمان بالا با مخاطبان جهانی، تلاش می‌کند تا روش‌های طبقه‌بندی فیلتر ملی فعلی را که بر اساس شمارنده‌های ذرات گسسته است، شامل شود. با این حال، روش‌های آزمون ملی که بر اندازه‌گیری‌های ذرات غیر گسسته تکیه می‌کنند، به دلیل کمبود داده‌های هم ارزی درج نمی‌شوند. آنها ممکن است در یک تجدید نظر آینده در نظر گرفته شوند. مانند اکثر استانداردهای جهانی، پذیرش ISO 29463 کند است. با تجدید نظر آینده، انتظار می رود پذیرش گسترده تری داشته باشد.
منابع
Link: https://www.filtnews.com/iso-29463-a-global-standard-for-hepa-and-ulpa-filters/
نویسنده: R. VIJAYAKUMAR, PH.D.
تاریخ انتشار: MARCH 1, 2015
مترجم: هستی جانثاری
ذخیره پست 
