Når det kommer til industrielle filtreringsapplikationer, er valget af filterelement afgørende for både effektivitet og holdbarhed. Uanset om du arbejder i fødevareindustrien, olie- og gasindustrien eller med højtryksanlæg, er det vigtigt at vælge et filter, der kan håndtere den nødvendige belastning og samtidig sikre en lang levetid. Lad os dykke ned i, hvordan du finder det rette filter med optimal mekanisk styrke.
Hvorfor er mekaniske materialeegenskaber vigtigt?
Mekaniske materialeegenskaber i filterelementer er ikke kun vigtige for at modstå belastninger under drift, men også under rengøring. Filtre, der skal rengøres med højtryksrensning, skal kunne klare den intense påvirkning uden at miste integriteten. Desuden betyder fokus på filternes mekaniske materialeegenskaber ofte en længere levetid, hvilket er særlig kritisk, når udskiftning af filtre er besværlig eller omkostningstung – for eksempel på havets bund eller dybt inde i en maskine.
Definition af mekaniske materialeegenskaber
Mekaniske materialeegenskaber kan opdeles i tre kategorier:
- Mekanisk styrke beskriver materialets modstand mod deformation ved trykbelastning. Det er essentielt i anlæg med højt tryk eller belastninger, hvilket ofte gælder for systemer, der bruger højtryksrensning.
- Mekanisk stivhed er filterets evne til at modstå deformation. Et fladt, firkantet filter vil ofte være monteret i kanterne, hvilket betyder, at midten af filteret ikke er understøttet. Stivhed er afgørende for, at filteret ikke falder sammen på midten under belastning.
- Mekanisk hårdhed er filterets modstandsdygtighed over for slid fra andre elementer. Det kunne være en skraber, der skraber på filteret, eller hårde partikler i det ufiltrerede materiale, der rammer ind i filteret.
Filtre udsættes for mange forskellige typer belastninger afhængigt af deres anvendelse. For eksempel skal et filtergulv i bryggerier og køletårne have en høj mekanisk stivhed, så det kan holde vægten af medarbejdere uden at kollapse. Det samme gælder solde, der skal kunne modstå vibrationer.
I nitrogenanlæg skal trådvævsfiltre have den nødvendige støtte til at sikre tilstrækkelig mekanisk styrke for at kunne modstå lufttryk på op mod 20 bar, ligesom vandindtag skal kunne modstå højtryksrensning eller bagspuling.
Hvis du bruger en skruepresse, er det essentielt, at filterelementet har tilstrækkelig mekanisk hårdhed til at håndtere både sneglen og materialet, der slider på overfladen.
Materialevalg og konstruktion
Materialevalg er afgørende for filterets mekaniske styrke. Langt størstedelen af vores filtre er udført i rustfrit stål som AISI 304 til almindelige applikationer og AISI 316 til fødevare- eller medicinalkontakt. Til særlige behov for øget styrke anvender vi typisk duplex stål. Men vi bruger også et stort udvalg af forskellige metaller, heriblandt mere eksotiske typer som Inconel eller titanium, hvis applikationen kræver det. Hvilket materiale du bør vælge, afhænger af behovet for materiale hårdhed, forventet levetid, korrosion og økonomi, som vi går i dybden med i blogindlægget ”vælg det rigtige metal til dit behov”.
Værdien af lang levetid og optimale mekaniske materialeegenskaber
Når du vælger et filter, er det vigtigt at tage hensyn til både driftsbelastningen og rengøringsprocedurerne. Overvej også installationens placering – et filter med høj mekanisk styrke og lang levetid er en investering, der kan betale sig i det lange løb, især i udfordrende miljøer. Det er også vigtigt at forstå trade-offs mellem styrke, pris, gennemstrømning og rengøringsvenlighed.
Lang levetid og høj mekanisk styrke i filtre kan give betydelige besparelser i det lange løb. Selvom anskaffelsesomkostningerne ved stærkere og mere holdbare filtre kan være højere, reducerer de behovet for hyppige udskiftninger og dermed omkostningerne forbundet med driftsstop og udskiftningsarbejde. Dette er særligt vigtigt i applikationer, hvor udskiftning af filtre er besværlig og tidskrævende. Du kan læse mere om denne overvejelse her på bloggen i ”hvad koster den rigtige filterløsning”.
Trade-offs ved mikrofiltrering og materialeegenskaber
Mikrofiltrering kræver et filterelement med små åbninger for at sikre den nødvendige filtrationsfinhed. Der er typisk fire filterelementtyper, hver med deres egne fordele og ulemper, især når det kommer til mekaniske materialeegenskaber:
Posefiltre
Posefiltre har lav mekanisk materialeegenskab og bruges ofte som løbende udskiftning. De er udfordrende at rengøre og kan ikke håndtere hårde eller slidende partikler. Derudover er de meget labile, så det er ikke muligt at have en snegl eller lignende, der presser mod dem. Anskaffelsesprisen er lav, hvilket gør dem ideelle til brug og bortskaffelse. Posefiltre har de mindste åbninger, hvilket gør dem effektive til at filtrere de mindste partikler.
Spaltesi
Spaltesi har høj mekanisk materialeegenskab og bruges ofte som “heavy-duty” filtre med høj belastning. Filteret består af filtreringsprofiler svejset på støtteprofiler, hvilket giver høj mekanisk stivhed. Dette gør dem ideelle til applikationer med store arealer og minimal understøtning, som f.eks. filtergulve. Derudover har de en høj mekanisk hårdhed, hvilket gør dem velegnede til skruepresser. De er lette at rengøre med højtryksrensning og har lang levetid, hvilket gør dem populære som vandindtagsfiltre. Pris, gennemstrømning og åbningsfinhed placerer dem mellem trådvævsfiltre og mikroperforerede plader, med åbninger ned til 20 mikrometer.
Hulplader
Mikroperforerede hulplader har en høj mekanisk materialeegenskab. Deres mekaniske stivhed er lavere end spaltesi, da de består af ét stykke metal uden understøtning. Til gengæld er den mekaniske hårdhed højere. Hulplader er ideelle til applikationer, hvor fibre trækkes gennem hullerne, som ved papirproduktion. De er sjældent brugt i skruepresser på grund af lav gennemstrømning. Prisen på mikroperforerede plader kan være høj ved få styk, men falder ved større mængder. Åbninger starter ved 50 mikrometer.
Trådvævsfiltre
Trådvævsfiltre har lav mekanisk materialeegenskab alene, men kan forbedres betydeligt med støtteelementer. Styrke, stivhed og hårdhed afhænger af det valgte støtteelement, typisk støttevæv eller støtteplade. Støttepladen giver størst stigning i styrke, men reducerer gennemstrømningen. I særlige tilfælde kan flere lag filtervæv sinteres sammen for at skabe små åbninger med høj mekanisk styrke, hvilket dog er dyrt og bruges mest i kemisk- og medicinalbrug. Trådvævsfiltre har generelt høj gennemstrømning og kan have filterfinhed ned til 2 mikrometer. De flere lag kan gøre dem sværere at rengøre, især med pladestøtte, som kan skabe “døde-områder”. Dette kan mindskes med drænområder, hvor væske og smuds kan løbe ud.
Generelt for materialeegenskaber ved mikrofiltrering
Når du vælger et filter til mikrofiltrering, er det vigtigt at overveje de forskellige trade-offs mellem styrke, stivhed, hårdhed, pris, gennemstrømning og rengøringsvenlighed. Hvert filterelement har sine egne styrker og svagheder, og det rette valg afhænger af din specifikke applikation og behov.
Skal vi hjælpe dig med at finde den optimale materialeegenskab?
At finde det rette filter med optimal materialeegenskab kræver en afvejning af flere faktorer, herunder materialevalg, konstruktion og anvendelsesområde. Ved at forstå de forskellige metoder til at opnå styrke og tage højde for dine specifikke behov, kan du sikre, at dit filter yder optimalt og har en lang levetid.
Har du brug for rådgivning om, hvilke filtre der passer bedst til din applikation? Vores filterspecialist er klar til at hjælpe dig med at finde den perfekte løsning.
 |
Søren Mørk
|