CN110887618A - 一种卷式膜元件气密性测试的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供卷式膜元件气密性测试的系统，包括膜元件定位装置和高压检测装置，膜元件定位装置包括圆筒状的膜壳、设置在膜壳两端的封堵件，高压检测装置包括高压气管以及设置在高压气管上的气压调节阀、控制阀和压力传感器，高压气管第一端插入封堵件后与膜壳内待检测的膜元件的中心管连通。一种膜元件气密性测试的方法，包括以下步骤：S1、放置膜元件，安装封堵件和高压气管；S2、向膜元件内部充气，达到最大充气压力值时，关闭并保持压力1min，检测并记录压力下降值；S3、计算压降率，对比压降率标准值范围，判定待测试膜元件合格性。本方案单支膜元件通过一次测试即可确定其气密性是否合格，可准确判断膜元件由于边胶异常导致气密性不合格的情况。

Description

一种卷式膜元件气密性测试的系统及方法

技术领域

本发明属于膜元件生产技术领域，具体涉及一种卷式膜元件气密性测试的方法。

背景技术

根据《中华人民共和国海洋行业标准HY/T 107-2017》文件规定，目前国内反渗透膜制造行业针对卷式膜元件的气密性测试方法为真空负压检测，具体为：将膜元件充分湿润；用封堵件将膜元件中心管一端封闭，另一端与水循环式真空泵和真空压力表连接，确保无泄漏；启动真空泵，待真空压力表示数为-20KPa时，停止抽真空并保压1min，期间记录压力表示数变化，重复测试3次；如果真空度下降速率大于20KPa/min时，表明所检测的膜元件存在泄漏，气密性不合格，反之则气密性合格。

这种检测卷式膜元件气密性的方法存在有以下两点不足：

①无法检测出膜元件中心管无集水孔的致命性质量缺陷和异常现象；

②通过抽真空方式检测气密性存在检测不准确的情况，这是由于当膜元件被抽成负压时，膜页会受大气压影响，互相间压得很紧，这样若存在很小的胶线隧道或者胶水不干情况，可能无法通过检测膜元件气密性来判断膜元件是否合格，还会存在膜元件产水端侧的空气残留和窜流现象，进而影响结果判断。

综上所述，现在亟需研发出一种新的卷式膜元件气密性测试的系统和方法，以克服现有的负压检测法所存在的不足。

发明内容：

本发明目的是提供了一种卷式膜元件气密性测试的方法，要解决现有技术中采用真空负压检测卷式膜元件气密性所存在的技术问题，以实现气检结果准确，可严格控制产品质量标准的目的。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种卷式膜元件气密性测试的系统，包括膜元件定位装置和高压检测装置，所述膜元件定位装置包括圆筒状的膜壳、设置在所述膜壳两端的封堵件，所述高压检测装置包括高压气管以及设置在所述高压气管上的气压调节阀、控制阀和压力传感器，所述高压气管第一端插入所述封堵件后与所述膜壳内待检测的膜元件的中心管连通。

优选的，所述膜元件定位装置还包括气缸或油缸，所述气缸或油缸将所述封堵件压紧于所述膜壳的端部。

优选的，所述高压检测装置还包括与所述高压气管第二端连通的高压空压机。

优选的，与所述高压气管连接的所述封堵件内部设置有与高压气管配合的通过孔，另一封堵件为实心结构。

本发明还提供一种膜元件气密性测试的方法，采用上述的卷式膜元件气密性测试系统进行测试，包括以下步骤：

S1、将待测试的膜元件放置到膜壳内部，采用封堵件将膜壳第二端以及膜元件中心管同时密封，然后将高压气管第一端插入封堵件后末端置于待测试膜元件中心管内，再采用该封堵件将膜壳端部密封；

S2、通过高压气管向膜元件内部充气，待达到设置的最大充气压力值时，关闭控制阀并保持压力1min，压力传感器检测并记录1min结束时的压力下降值；

S3、根据所述步骤S2中所记录的压力下降值，计算出压降率，若压降率处于设定的压降率标准值范围内，则判定所测试膜元件的气密性合格，反之则判定为所测试膜元件的气密性不合格。

优选的，所述步骤S3中的压降率的计算方法为：压力下降值/最大充气压力值*100％。

优选的，所述步骤S2中的最大充气压力值的范围为50-80KPa，根据所检测的不同膜元件类型特性确定最大充气压力值的具体数值。

优选的，所述步骤S3中压降率标准值范围为：最大压降率为10％-20％，根据所检测的不同膜元件类型特性确定最大压降率的具体数值，最小压降率为1％，当压降率处于最大压降率和最小压降率的数值之间，则判定所检测膜元件气密性合格。

相比于现有技术中使用的负压检测方法，采用本方案中的正压检测方法不仅可以弥补负压检测方法的不足，而且有以下优点：

①单支膜元件通过一次气检测试即可确定其气密性是否合格，有助于提高检测效率；

②可以准确判断出膜元件由于边胶异常导致气密性不合格的一类质量异常情况，并准确找出异常位置。

附图说明

图1为本发明的卷式膜元件气密性测试的系统的结构示意图；

图2为一实施例中50支反渗透膜元件气密性测试的结果分布图；

图3为另一实施例中50支纳滤膜元件气密性测试的结果分布图；

其中，1-高压气管，2-气压调节阀，3-控制阀，4-压力传感器，5-封堵件，6-气缸，7-膜元件，8-膜壳，9-中心管，10-堵头。

具体实施方式

以下提供本发明的优选实施例，以助于进一步理解本发明。本领域技术人员应了解到,本发明实施例的说明仅是示例性的，并不是为了限制本发明的方案。

参见附图1所示，本实施例中的卷式膜元件气密性测试的系统，包括膜元件定位装置和高压检测装置，膜元件定位装置包括圆筒状的膜壳、设置在膜壳两端的封堵件，高压检测装置包括高压气管以及设置在高压气管上的气压调节阀、控制阀和压力传感器，高压气管第一端插入封堵件后与膜壳内待检测的膜元件的中心管连通。可以采用橡胶材质或者高强塑料或者木头等材质制备的堵头作为封堵件，其中一个堵头为实心结构且其末端与膜元件中心管端部内径相匹配，这样可以将堵头末端插入到中心管端部将其封堵，另一个与高压气管连接的堵头内部设置有与高压气管配合的通过孔，以便高压气管插入堵头后置于膜元件中心管的内。本测试系统解决了现有技术中所存在的存在膜元件产水端侧的空气残留和窜流现象，提高了检测可靠性，适用范围广。

在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，膜元件定位装置还包括气缸或油缸，气缸或油缸将封堵件压紧于膜壳的端部。这样通过气缸或油缸可以将封堵件压紧在膜壳的端部，保证测试过程中膜壳的密封性。

在上述实施例的基础上，在另一改进的实施例中，高压检测装置还包括与高压气管第二端连通的高压空压机。

采用上述的卷式膜元件气密性测试系统进行测试，包括以下步骤：

S1、将待测试的膜元件放置到膜壳内部，采用封堵件将膜壳第二端封堵，并保证封堵件的末端封堵膜元件中心管的端部，然后将高压气管第一端插入封堵件后末端置于待测试膜元件中心管另一端的内部，再通过该封堵件将膜壳端部密封；

S2、通过高压气管向膜元件内部充气，待达到设置的最大充气压力值时，关闭控制阀并保持压力1min，压力传感器检测并记录1min结束时的压力下降值；

S3、根据步骤S2中所记录的压力下降值，计算出压降率，压降率等于压力下降值/最大充气压力值*100％；若压降率处于设定的压降率标准值范围内，则判定待测试膜元件的气密性合格，反之则判定为气密性不合格。

其中，步骤S2中的最大充气压力值的范围为50-80KPa，根据待检测的不同膜元件类型特性确定最大充气压力值的具体数值。步骤S3中压降率标准值范围为：最大压降率为10％-20％，根据待检测的不同膜元件类型特性确定最大压降率的具体数值，最小压降率为1％，当压降率处于最大压降率和最小压降率的数值之间，则判定待检测膜元件气密性合格。

上述式膜元件气密性测试方法，对膜元件存在很小的胶线隧道或者胶水不干情况，也可以本测试方法来检测气密性；还可以检测出膜元件中心管无集水孔的质量缺陷；还可以准确判断出膜元件由于边胶异常导致气密性不合格的一类质量异常情况，并准确找出异常位置；一个膜元件一次检测即可，操作简便，结果可靠。

在一实施例中，针对50支标准工业八寸的反渗透膜元件进行气检，结合膜片特性和实际检测方法，确定最大充气压力值为50KPa，最大压降率为18％，最小压降率为1％，具体的操作过程为：

先用一个封堵件将膜元件中心管一端封闭，确保无泄漏，然后将高压气管道插入另一个带有通过孔的封堵件，再将高压气管末端插入到另一端中心管内部；

接着通过控制阀控制开关，再打开手动气压调节阀和控制阀，高压气通过高压气管进入到中心管内部并向膜元件内部充气；

待压力传感器检测到压力达到50KPa时，控制阀自动关闭并开始保压1min，压力传感器记录压力下降值；

如果压降值在0.5-9.0KPa/min范围内(也即压降率在18％-1％之间)，表明膜元件的气密性合格，反之则不合格。50支反渗透膜元件的检测结果参见附图2所示，只有2个膜元件不合格，其余均为合格产品。

本实施例中，由于膜元件内部受其结构影响，各处气压不一定相等，也不方便进行测试，因此通过测试高压气管第一端附近的高压气管内部气压变化来反映膜元件内部的气压变化。当控制阀关闭后，通过测试气管处的气压值变化来判断膜元件的气密性，当压力传感器检测到的气压值为50KPa时，可以认为膜元件内部气压已达到限定的最大值。

在另一实施例中，针对50标准工业八寸的支纳滤膜元件进行气检，检测操作步骤同上述实施例，结合膜片特性和实际检测方法，确定最大充气压力值为50KPa，最大压降率为18％，最小压降率为1％，检测结果参见附图3所示，所检测的纳滤膜原件的气密性均合格。

在另一实施例中，根据待检测的反渗透膜元件类型特性(如孔隙率等参数)确定步骤S2中的最大充气压力值的具体数值为60KPa，确定步骤S3中最大压降率为15％，最小压降率为1％，当压降率处于最大压降率和最小压降率的数值之间，也即0.6-9KPa/min范围内，则判定所检测膜元件气密性合格。

在另一实施例中，根据待检测的纳滤膜元件类型特性(如孔隙率)确定步骤S2中的最大充气压力值的具体数值为80KPa，确定步骤S3中最大压降率为10％，最小压降率为1％，当压降率处于最大压降率和最小压降率的数值之间，也即0.8-8KPa/min范围内，则判定所检测膜元件气密性合格。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所述领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或等同替换，但以上变更、修改或等同替换，均在本申请的待授权或待批准之权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种卷式膜元件气密性测试的系统，其特征在于，包括膜元件定位装置和高压检测装置，所述膜元件定位装置包括圆筒状的膜壳、设置在所述膜壳两端的封堵件，所述高压检测装置包括高压气管以及设置在所述高压气管上的气压调节阀、控制阀和压力传感器，所述高压气管第一端插入所述封堵件后与所述膜壳内待检测的膜元件的中心管连通。

2.根据权利要求1所述的卷式膜元件气密性测试的系统，其特征在于，所述膜元件定位装置还包括气缸或油缸，所述气缸或油缸将所述封堵件压紧于所述膜壳的端部。

3.根据权利要求2所述的卷式膜元件气密性测试的系统，其特征在于，所述高压检测装置还包括与所述高压气管第二端连通的高压空压机。

4.根据权利要求2所述的卷式膜元件气密性测试的系统，其特征在于，与所述高压气管连接的所述封堵件内部设置有与高压气管配合的通过孔，另一封堵件为实心结构。

5.一种膜元件气密性测试的方法，其特征在于，采用如权利要求1至4任意一项所述的卷式膜元件气密性测试系统进行测试，包括以下步骤：

S1、将待测试的膜元件放置到膜壳内部，采用封堵件将膜壳第二端以及膜元件中心管同时密封，然后将高压气管第一端插入封堵件后末端置于待测试膜元件中心管内，再采用该封堵件将膜壳端部密封；

S2、通过高压气管向膜元件内部充气，待达到设置的最大充气压力值时，关闭控制阀并保持压力1min，压力传感器检测并记录1min结束时的压力下降值；

S3、根据所述步骤S2中所记录的压力下降值，计算出压降率，若压降率处于设定的压降率标准值范围内，则判定所测试膜元件的气密性合格，反之则判定为膜元件的气密性不合格。

6.根据权利要求5所述的卷式膜元件气密性测试的方法，其特征在于，所述步骤S3中的压降率的计算方法为：压降率压力下降值/最大充气压力值*100％。

7.根据权利要求6所述的卷式膜元件气密性测试的方法，其特征在于，所述步骤S2中的最大充气压力值的范围为50-80KPa，根据所检测的不同膜元件类型特性确定最大充气压力值的具体数值。

8.根据权利要求6所述的卷式膜元件气密性测试的方法，其特征在于，所述步骤S3中压降率标准值范围为：最大压降率为10％-20％，根据所检测的不同膜元件类型特性确定最大压降率的具体数值；最小压降率为1％，当压降率处于最大压降率和最小压降率的数值之间，则判定所检测膜元件气密性合格。

Images