Air intake filter systems for rotary machinery — Test methods — Part 1: Static filter elements

ISO 29461 specifies methods and procedures for determining the performance of particulate air filters used in air intake filter systems for rotary machinery such as stationary gas turbines, compressors and other stationary internal combustion engines. It applies to air filters having an initial particle efficiency up to 99,9 % with respect to 0,4 µm particles. Filters with higher initial particle efficiencies are tested and classified according to other standards (e.g. EN 1822). These procedures are intended for filters which operating at flow rates within the range 0,25 m3/s (900 m3/h) up to 1,67 m3/s (6000 m3/h). ISO 29461-1:2013 refers to static (barrier) filter systems but can be applied to other filter types and systems in appropriate circumstances. Two methods of determining the efficiency are used in ISO 29461-1:2013: particulate efficiency (measured with respect to particle number and size); gravimetric efficiency (percentage weighted mass removal of loading dust. Also a flat sheet media sample or media pack sample from an identical filter is conditioned (discharged) to provide information about the intensity of the electrostatic removal mechanism. After determination of its initial particle efficiency, the untreated filter is loaded with dust in steps until its final test pressure drop is reached. Information on the loaded performance of the filter is then obtained. The performance results obtained in accordance with ISO 29461-1:2013 cannot be quantitatively applied (by themselves) to predict performance in service with regard to efficiency and lifetime. Other factors influencing performance to be taken into account are described in the annexes.

Systèmes de filtration d'air d'admission pour machines tournantes — Méthodes d'essai — Partie 1: Éléments filtrants pour filtres statiques

L'ISO 29461 spécifie les méthodes et modes opératoires pour la détermination de la performance des filtres à air utilisés dans les systèmes de filtration d'air d'admission pour machines tournantes, telles que les turbines à gaz, les compresseurs et les moteurs fixes à combustion interne. Elle s'applique aux filtres à air dont l'efficacité initiale va jusqu'à 99,9 % pour les particules de 0,4 µm. Les filtres avec une efficacité initiale supérieure sont soumis à essai et classés conformément à d'autres normes (par exemple l'EN 1822). Ce mode opératoire est prévu pour les filtres fonctionnant à des débits compris dans la plage de 0,25 m3/s (900 m3/h) à 1,67 m3/s (6 000 m3/h). L'ISO 29461-1:2013 concerne les systèmes de filtration (barrières filtrantes) statiques, mais peut aussi s'appliquer à d'autres types de filtres et systèmes de filtration, le cas échéant. Deux méthodes de détermination de l'efficacité sont utilisées dans l'ISO 29461-1:2013: l'efficacité particulaire (efficacité mesurée par rapport au nombre et à la taille des particules); l'efficacité gravimétrique (élimination en masse pondérée de la poussière de chargement). De plus, un échantillon de média plan ou un bloc d'échantillon de média, prélevé sur un filtre identique, doit être conditionné (déchargé) afin d'obtenir des informations sur l'intensité du mécanisme d'élimination électrostatique. Après détermination de son efficacité initiale, le filtre non traité est progressivement chargé de poussière jusqu'à atteindre sa perte de charge finale d'essai. Des informations sur les performances du filtre chargé sont ainsi obtenues. Les données de performance obtenues conformément à l'ISO 29461-1:2013 ne peuvent être utilisées quantitativement (par elles-mêmes) pour prédire les performances en service en termes d'efficacité et de durée de vie. Les autres facteurs ayant une incidence sur les performances à prendre en compte sont décrits dans les annexes.

General Information

Status
Withdrawn
Publication Date
02-Apr-2013
Withdrawal Date
02-Apr-2013
Current Stage
9599 - Withdrawal of International Standard
Start Date
15-Sep-2021
Completion Date
15-Sep-2021
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ISO 29461-1:2013 - Air intake filter systems for rotary machinery -- Test methods
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 29461-1
First edition
2013-04-01
Air intake filter systems for rotary
machinery — Test methods —
Part 1:
Static filter elements
Systèmes de filtration d’air d’admission pour machines tournantes —
Méthodes d’essai —
Partie 1: Éléments filtrants pour filtres statiques
Reference number
ISO 29461-1:2013(E)
ISO 2013
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ISO 29461-1:2013(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2013

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Published in Switzerland
ii © ISO 2013 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 29461-1:2013(E)
Contents Page

Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v

0 Introduction .............................................................................................................................................................................................................vi

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 2

3.2 Velocity........................................................................................................................................................................................................... 2

3.3 Efficiency ...................................................................................................................................................................................................... 2

3.5 Pressure drop (differential pressure) ................................................................................................................................. 3

3.6 Filter area .................................................................................................................................................................................................... 3

3.7 Filters .............................................................................................................................................................................................................. 3

3.8 Test aerosol ................................................................................................................................................................................................ 4

3.9 Test dust ........................................................................................................................................................................................................ 5

3.10 Particle sampling ................................................................................................................................................................................... 5

3.11 Particle shedding ................................................................................................................................................................................... 5

4 Symbols and abbreviated terms ........................................................................................................................................................... 6

5 General requirements ..................................................................................................................................................................................... 8

6 Test rig and equipment .................................................................................................................................................................................. 8

6.1 Test condition ........................................................................................................................................................................................... 8

6.2 Test rig ............................................................................................................................................................................................................ 8

6.3 DEHS test aerosol generation ..................................................................................................................................................12

6.4 Aerosol sampling system ............................................................................................................................................................13

6.5 Flow measurement ...........................................................................................................................................................................14

6.6 Particle counter ...................................................................................................................................................................................14

6.7 Differential pressure measuring equipment ..............................................................................................................15

6.8 Dust feeder ..............................................................................................................................................................................................15

6.9 Diluter equipment .............................................................................................................................................................................17

7 Qualification of test rig and apparatus .......................................................................................................................................18

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................18

7.2 Air velocity uniformity in the test duct ...........................................................................................................................18

7.3 Aerosol uniformity in the test duct.....................................................................................................................................19

7.4 Particle counter sizing accuracy ...........................................................................................................................................20

7.5 Particle counter zero test ............................................................................................................................................................20

7.6 Particle counter overload test .................................................................................................................................................20

7.7 100 % efficiency test .......................................................................................................................................................................21

7.8 Zero % efficiency test .....................................................................................................................................................................21

7.9 Aerosol generator response time .........................................................................................................................................21

7.10 Dilution ratio ..........................................................................................................................................................................................22

7.11 Correlation ratio .................................................................................................................................................................................22

7.12 Pressure drop checking ................................................................................................................................................................23

7.13 Dust feeder airflow rate ...............................................................................................................................................................23

7.14 Reference filter check .....................................................................................................................................................................24

7.15 Summary of qualification requirements ........................................................................................................................25

7.16 Apparatus maintenance ...............................................................................................................................................................25

8 Test materials .......................................................................................................................................................................................................26

8.1 Test air .........................................................................................................................................................................................................26

8.2 Test aerosol .............................................................................................................................................................................................26

8.3 Loading dust ...........................................................................................................................................................................................27

8.4 Final filter .................................................................................................................................................................................................27

9 Test procedure .....................................................................................................................................................................................................27

9.1 Preparation of filter to be tested...........................................................................................................................................28

9.2 Initial pressure drop .......................................................................................................................................................................28

© ISO 2013 – All rights reserved iii
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ISO 29461-1:2013(E)

9.3 Initial particulate efficiency measurement..................................................................................................................28

9.4 Conditioning test ................................................................................................................................................................................32

9.5 Dust loading ............................................................................................................................................................................................32

10 Uncertainty calculation of the test results ..............................................................................................................................33

10.1 Particulate efficiency for medium efficiency filters (initial particulate efficiency:

35 ≤ E ≤ 85 % at 0,4 μm)..............................................................................................................................................................33

10.2 Particulate efficiency for high efficiency filters (initial particulate efficiency >85 % at

0,4 μm) ........................................................................................................................................................................................................34

10.3 Gravimetric efficiency ....................................................................................................................................................................36

11 Reporting ...................................................................................................................................................................................................................36

11.1 General ........................................................................................................................................................................................................36

11.2 Interpretation of test reports ..................................................................................................................................................37

11.3 Summary ...................................................................................................................................................................................................38

11.4 Efficiency ...................................................................................................................................................................................................40

11.5 Pressure drop and airflow rate ..............................................................................................................................................40

11.6 Marking ......................................................................................................................................................................................................40

Annex A (normative) Conditioning test procedure ............................................................................................................................47

Annex B (informative) Shedding from filter elements ....................................................................................................................51

Annex C (informative) Commentary ..................................................................................................................................................................53

Annex D (normative) Pressure drop calculation ..................................................................................................................................57

Annex E (normative) Net Area Calculation .................................................................................................................................................59

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................66

iv © ISO 2013 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 29461-1:2013(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International

Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.

Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies

casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 29461-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 142, Cleaning equipment for air and other gases.

ISO 29461 consists of the following parts, under the general title Air intake filter systems for rotary

machinery — Test methods:
— Part 1: Static filter elements

Cleanable (pulse jet) and surface loading filters, mechanical integrity of filter elements, in situ testing,

marine and offshore environment filter systems, and cleanable (pulse Jet) filter elements will form the

subjects of future parts.
© ISO 2013 – All rights reserved v
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ISO 29461-1:2013(E)
0 Introduction
0.1 Filters in power generating/compressor applications

In rotating machinery applications, the filtering system, typically a set of filter elements arranged in

a suitable manner, are an important part of the whole turbine/compressor system. The development

of turbine machinery used for energy production or others has led to more sophisticated equipment

and therefore the importance of good protection of these systems has become more important in the

recent years. It is known that particulate contamination can deteriorate a turbine power system quite

substantially if not taken care of.

This event is often described as “erosion”, “fouling” and “hot corrosion” where salt and other corrosive

particles are known as potential problems. Other particulate matters may also cause significant

reduction of efficiency of the systems. It is important to understand that air filter devices in such systems

are located in various environmental conditions. The range of climate and particulate contamination is

very wide, ranging from deserts to humid rain forests to arctic environments. The requirements on

these filter systems are obviously different depending on where they will be operating.

ISO 29461 has based the performance of the air intake filter systems not only upon heavy dust collection

but also particulate efficiency in a size range that is considered to be the problematic area for these

applications. Both ultra-fine and fine particles, as well as larger particles, should be considered

when evaluating turbine fouling. In typical outdoor air, ultra-fine and fine particles in the size range

from 0,01 μm to 1 μm contribute to >99 % of the number concentration and to >90 % of the surface

contamination. The majority of the mass normally comes from larger particles (>1,0 μm).

Turbo-machinery filters comprise a wide range of products from filters for very coarse particles to

filters for very fine, sub-micron particles. The range of products varies from self-cleaning to depth and

surface loading systems. The filters and the systems have to withstand a wide temperature and humidity

range, very low to very high dust concentration and mechanical stress. The shape of products existing

today can be of many different types and have different functions such as droplet separators, coalescing

products, filter pads, metal filters, inertial filters, filter cells, bag filters, panel-type, self-cleanable and

depth loading filter cartridges and pleated media surface filter elements.

ISO 29461 will provide a way to compare these products in a similar way and define what criteria are

important for air filter intake systems for rotary machinery performance protection. The performance

of products in this broad range must be compared in a good manner. Comparing different filters and

filter types must be done with respect to the operating conditions they finally will be used in.

For instance, if a filter or a filter system is meant to operate in an extreme, very dusty environment, the

real particulate efficiency of such a filter cannot be predicted because the dust loading of the filter plays

an important role. ISO 29461-2 will address the performance of cleanable and surface loading filters.

0.2 Filtration characteristics

Initiatives to address the potential problems of particle re-entrainment, shedding and the in-service

charge neutralization characteristics of certain types of media have been included in Annexes A and B.

Certain types of filter media rely on electrostatic effects to achieve high efficiencies at low resistance

to airflow. Exposure to some types of challenge, such as combustion particles or other fine particles,

may inhibit such charges with the result that filter performance suffers. The normative test procedure,

described in Annex A, provides techniques for identifying this type of behaviour. This procedure is used to

determine whether the filter particulate efficiency is dependent on the electrostatic removal mechanism

and to provide quantitative information about the importance of the electrostatic removal. The procedure

was selected because it is well established, reproducible, relatively fast and easy to perform.

In an ideal filtration process, each particle would be permanently arrested at the first contact with a

filter fibre, but incoming particles may impact on a captured particle and dislodge it into the air stream.

Fibres or particles from the filter itself could also be released, due to mechanical forces. From the user’s

point of view it might be important to know this, see Annex B.
vi © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO 29461-1:2013(E)

Filters with a low initial or conditioned particulate efficiency (<35 %) for sub-micron particles (0,4 μm)

that do not increase their efficiency during the operation will typically not provide any major protection

for the operating machinery when challenged with typical atmospheric aerosols where the majority of

particles are smaller than 1,0 μm. However, in some cases with aerosols having a dominant fraction of

coarse particles, filters with low efficiencies at sub-micron particles can serve as a protection for later

filter stages and can also have a higher average particulate efficiency (e.g. surface loading filters) at

0,4 μm due to the dust loading. Therefore a gravimetric test can provide some information about capacity

and gravimetric efficiency for those aerosols. In general, a lower total filtration level than 35 % at 0,4 μm

should not be recommended for an air intake filter system for rotary machinery when the aerosol loading

of the filters are not contributing to a significant increase of the efficiency during the operation.

0.3 Organization of ISO 29461

The methods and procedures for determining particulate efficiency, pressure drop and the corresponding

reporting formats are the same for all types of static filter element.

The test methods concerning particulate efficiency, pressure drop and reported values are the same for all

filters, except for loading characteristics and cleaning procedure, which are different for cleanable surface

loading filters. These filters incorporate cleaning procedures and have different loading characteristics;

therefore, they require appropriately modified test methods, which will be defined in Part 2.

Part 3 will provide methods for determining the mechanical integrity of filters under conditions that

may be encountered in abnormal operating environments.

Part 4 will describe methods of testing installed filters under in-service operating conditions (in situ testing).

Part 5 will cover test methods for the specific requirement of offshore and marine application, and

specify methods for determining the sea salt removal efficiency of individual filters and/or complete

filter systems.

Part 6 will cover test methods for cleanable filter elements, and will not cover the system testing

(e.g. cleaning device) as in Part 2.

This part of ISO 29461 describes the test methods for static filter units, typically of the depth loading type

(see definitions 3.43 and 3.44). All filters can be tested in the same manner, thus obtaining comparable

results. However, for surface loading filters, reverse pulse filters, marine and offshore filter systems, as

well as other filter systems that are not regarded as static filter units, the appropriate part shall be used.

For multi-stage systems that use a number of components (e.g. equipment for cleaning, filters), this part

of ISO 29461 may be used as long as the qualification requirements of the test rig can be fulfilled. In

cases where this is not possible, Part 4 (in situ testing) procedures may be applied.

© ISO 2013 – All rights reserved vii
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 29461-1:2013(E)
Air intake filter systems for rotary machinery — Test
methods —
Part 1:
Static filter elements
1 Scope

ISO 29461 specifies methods and procedures for determining the performance of particulate air filters

used in air intake filter systems for rotary machinery such as stationary gas turbines, compressors and

other stationary internal combustion engines. It applies to air filters having an initial particle efficiency

up to 99,9 % with respect to 0,4 µm particles. Filters with higher initial particle efficiencies are tested

and classified according to other standards (e.g. EN 1822). These procedures are intended for filters

3 3 3 3

which operating at flow rates within the range 0,25 m /s (900 m /h) up to 1,67 m /s (6000 m /h).

This part of ISO 29461 refers to static (barrier) filter systems but can be applied to other filter types and

systems in appropriate circumstances.
Two methods of determining the efficiency are used in this part of ISO 29461:
— particulate efficiency (measured with respect to particle number and size);
— gravimetric efficiency (percentage weighted mass removal of loading dust).

Also a flat sheet media sample or media pack sample from an identical filter is conditioned (discharged)

to provide information about the intensity of the electrostatic removal mechanism.

After determination of its initial particle efficiency, the untreated filter is loaded with dust in steps until its

final test pressure drop is reached. Information on the loaded performance of the filter is then obtained.

The performance results obtained in accordance with this part of ISO 29461 cannot be quantitatively

applied (by themselves) to predict performance in service with regard to efficiency and lifetime. Other

factors influencing performance to be taken into account are described in the annexes.

2 Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated

references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced

document (including any amendments) applies.

ISO 2854, Statistical interpretation of data — Techniques of estimation and tests relating to means and variances

ISO 5167 (all parts), Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular

cross-section conduits running full

ISO 12103-1, Road vehicles — Test dust for filter evaluation — Part 1: Arizona test dust

ISO 14644-3:2005, Cleanrooms and associated controlled environments — Part 3: Test methods

ISO 21501-1, Determination of particle size distribution — Single particle light interaction methods —

Part 1: Light scattering aerosol spectrometer

ISO 21501-4, Determination of particle size distribution — Single particle light interaction methods —

Part 4: Light scattering airborne particle counter for clean spaces
© ISO 2013 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 29461-1:2013(E)

ASHRAE 52.2:1999, Method of testing general ventilation air-cleaning devices for removal efficiency by

particle size

IEST-RP-CC014, Calibration and Characterization of Optical Airborne Particle Counters

JIS Z 8901:2006, Test powders and test particles
JACA No.37:2001, Guideline of Substitute Materials for DOP
3 Terms and definitions
3.1
test airflow rate
volumetric airflow rate used for testing
[Source: ISO 29464:2011; 3.1.106]
3.2 Velocity
3.2.1
filter face velocity
airflow rate divided by the filter face area
[Source: ISO 29464:2011, 3.1.84]
3.2.2
media velocity
airflow rate divided by the effective filtering area
Note 1 to entry: Expressed at an accuracy of three significant figures.
3.3 Efficiency
3.3.1
particulate efficiency

percentage particulate removal efficiency of the filter at specified particle sizes measured with a particle

counter in the range of 0,3 µm to 3,0 µm
3.3.2
initial efficiency
particulate efficiency of the clean filter operating at the test airflow rate

Note 1 to entry: A clean filter is a filter not exposed to any test aerosol or substance prior to the efficiency test.

3.3.3
minimum efficiency

lowest particulate efficiency of initial, conditioned or dust loaded efficiencies

3.3.4
conditioned efficiency

efficiency of the conditioned filter media (per Annex A) operating at an average media velocity

corresponding to the test airflow rate in the filter
3.3.5
gravimetric efficiency
weighted (mass)
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 29461-1
Première édition
2013-04-01
Systèmes de filtration d’air
d’admission pour machines
tournantes — Méthodes d’essai —
Partie 1:
Éléments filtrants pour filtres statiques
Air intake filter systems for rotary machinery — Test methods —
Part 1: Static filter elements
Numéro de référence
ISO 29461-1:2013(F)
ISO 2013
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 29461-1:2013(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 29461-1:2013(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................................................................................v

0 Introduction .............................................................................................................................................................................................................vi

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 2

3.2 Vitesse............................................................................................................................................................................................................. 2

3.3 Efficacité ....................................................................................................................................................................................................... 2

3.5 Perte de charge (pression différentielle) ......................................................................................................................... 3

3.6 Surface du filtre ...................................................................................................................................................................................... 3

3.7 Filtres .............................................................................................................................................................................................................. 3

3.8 Aérosol d’essai ......................................................................................................................................................................................... 4

3.9 Poussière d’essai ................................................................................................................................................................................... 5

3.10 Prélèvement des particules .......................................................................................................................................................... 5

3.11 Relargage de particules ................................................................................................................................................................... 5

4 Symboles et abréviations ............................................................................................................................................................................. 6

5 Exigences générales .......................................................................................................................................................................................... 8

6 Equipement et banc d’essai ....................................................................................................................................................................... 8

6.1 Conditions d’essai ................................................................................................................................................................................. 8

6.2 Banc d’essai ................................................................................................................................................................................................ 8

6.3 Génération de l’aérosol d’essai de DEHS .......................................................................................................................12

6.4 Système de prélèvement d’aérosol .....................................................................................................................................13

6.5 Mesurage du débit .............................................................................................................................................................................14

6.6 Compteur de particules ................................................................................................................................................................14

6.7 Équipement de mesure de pression différentielle ................................................................................................15

6.8 Générateur de poussière .............................................................................................................................................................15

6.9 Equipement de dilution ................................................................................................................................................................17

7 Qualification de l’appareillage et du banc d’essai ..........................................................................................................18

7.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................18

7.2 Uniformité de la vitesse de l’air dans le conduit d’essai ..................................................................................18

7.3 Uniformité de l’aérosol dans le conduit d’essai .......................................................................................................19

7.4 Précision de calibrage du compteur de particules ................................................................................................20

7.5 Essai à zéro du compteur de particules ..........................................................................................................................20

7.6 Essai de surcharge du compteur de particules ........................................................................................................20

7.7 Essai d’efficacité à 100 % ............................................................................................................................................................21

7.8 Essai d’efficacité à zéro % ..........................................................................................................................................................21

7.9 Temps de réponse du générateur d’aérosol ................................................................................................................21

7.10 Rapport de dilution ..........................................................................................................................................................................22

7.11 Rapport de corrélation ..................................................................................................................................................................22

7.12 Vérification de la perte de charge ........................................................................................................................................23

7.13 Débit d’air du générateur de poussière ..........................................................................................................................23

7.14 Vérification du filtre de référence ........................................................................................................................................24

7.15 Récapitulatif des exigences de qualification ...............................................................................................................25

7.16 Maintenance de l’appareillage ................................................................................................................................................26

8 Matériaux d’essai ..............................................................................................................................................................................................26

8.1 Air d’essai .................................................................................................................................................................................................26

8.2 Aérosol d’essai ......................................................................................................................................................................................27

8.3 Poussière de chargement ............................................................................................................................................................27

8.4 Filtre final .................................................................................................................................................................................................28

9 Mode opératoire d’essai.............................................................................................................................................................................28

9.1 Préparation du filtre soumis à essai ..................................................................................................................................28

9.2 Perte de charge initiale .................................................................................................................................................................28

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ISO 29461-1:2013(F)

9.3 Mesurage de l’efficacité initiale .............................................................................................................................................29

9.4 Essai de conditionnement ..........................................................................................................................................................32

9.5 Chargement de poussière ...........................................................................................................................................................33

10 Calcul de l’incertitude des résultats d’essai ..........................................................................................................................35

10.1 Efficacité particulaire pour filtres à efficacité moyenne (efficacité initiale: 35 ≤ E ≤ 85 % à

0,4 µm) ........................................................................................................................................................................................................35

10.2 Efficacité particulaire pour filtres à haute efficacité (efficacité initiale > 85 % à 0,4 µm) ..36

10.3 Efficacité gravimétrique ...............................................................................................................................................................37

11 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................37

11.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................37

11.2 Interprétation des rapports d’essai ...................................................................................................................................38

11.3 Récapitulatif ...........................................................................................................................................................................................39

11.4 Efficacité ....................................................................................................................................................................................................40

11.5 Perte de charge et débit d’air ...................................................................................................................................................40

11.6 Marquage ..................................................................................................................................................................................................41

Annexe A (normative) Mode opératoire d’essai de conditionnement ............................................................................48

Annexe B (informative) Relargage par les éléments filtrants .................................................................................................53

Annexe C (informative) Commentaires ...........................................................................................................................................................55

Annexe D (normative) Calcul de la perte de charge...........................................................................................................................59

Annexe E (normative) Calcul de la surface nette ..................................................................................................................................61

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................69

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ISO 29461-1:2013(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne

la normalisation électrotechnique.

Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives

ISO/CEI, Partie 2.

La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de

Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.

Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités

membres votants.

L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de

ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.

L’ISO 29461-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 142, Séparateurs aérauliques.

L’ISO 29461 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Systèmes de filtration d’air

d’admission pour machines tournantes — Méthodes d’essai:
— Partie 1: Éléments filtrants pour filtres statiques

Les filtres autonettoyants (à jets d’air comprimé à contre-courant) et à chargement superficiels, l’intégrité

mécanique des éléments filtrants, les essais in situ, les systèmes de filtration pour environnements

marins et offshore, et les éléments filtrants autonettoyants (à jets d’air comprimé à contre-courant)

feront l’objet de parties futures.
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ISO 29461-1:2013(F)
0 Introduction
0.1 Filtres dans les applications de production d’énergie/compresseur

Dans les applications pour machines tournantes, le système de filtration, généralement constitué d’un

ensemble d’éléments filtrants disposés de manière appropriée, constitue une partie importante du

système turbine/compresseur dans son ensemble. Le développement des machines à turbine utilisées

pour la production d’énergie ou pour d’autres applications a conduit à des équipements plus sophistiqués

et, de ce fait, une protection satisfaisante de ces systèmes est devenue de plus en plus importante

ces dernières années. Il est connu qu’une contamination particulaire peut, si elle n’est pas prise en

considération, détériorer sensiblement un générateur à turbine.

Ce phénomène est souvent décrit comme une «érosion», un «encrassement» ou une «corrosion à chaud»,

car le sel et d’autres particules corrosives sont connus pour créer des problèmes potentiels. D’autres

matières particulaires peuvent également provoquer une réduction significative du rendement des

systèmes. Il est important de comprendre que les dispositifs de filtration d’air dans de tels systèmes

sont placés dans diverses conditions environnementales. La diversité des climats et de la contamination

particulaire est très large, allant des déserts aux environnements arctiques en passant par les forêts

humides. Les exigences relatives à ces systèmes de filtration sont évidemment différentes selon leur lieu

d’utilisation.

L’ISO 29461 a fondé les performances des systèmes de filtration d’air d’admission non seulement sur

la collecte de poussière lourde, mais aussi sur l’efficacité particulaire dans une plage de dimensions de

particules considérée comme problématique pour ces applications. Lors de l’évaluation de l’encrassement

d’une turbine, il convient de tenir compte des particules ultrafines et fines ainsi que des particules plus

grosses. Dans l’air extérieur type, les particules ultrafines et fines de taille comprise entre 0,01 µm et

1 µm représentent plus de 99 % de la concentration en nombre et plus de 90 % de la contamination de

surface. La plus grande partie de la masse est normalement due aux particules plus grosses (>1,0 µm).

Les filtres des turbomachines couvrent une large gamme de produits allant des filtres pour très grosses

particules aux filtres pour très fines particules submicroniques. La gamme des produits va des systèmes

autonettoyants aux systèmes à chargement superficiel et/ou en profondeur. Il faut que les filtres et les

systèmes supportent une large plage de température et d’humidité, des concentrations de poussière

et des contraintes mécaniques de très faibles à très élevées. Les produits existant à l’heure actuelle

peuvent être de beaucoup de types différents et avoir différentes fonctions, tels que les dévésiculeurs,

les produits coalescents, les tampons filtrants, les filtres métalliques, les filtres à inertie, les cellules

filtrantes, les filtres à manches, les filtres à cartouches de type panneau, autonettoyants et à charge en

profondeur et les éléments filtrants de surface à média plissé.

L’ISO 29461 fournit un moyen de comparer ces produits d’une manière similaire et définit les critères

importants pour les systèmes de filtration d’air d’admission destinés à préserver les performances des

machines tournantes. Dans cette large gamme, il faut que les performances des produits soient comparées

de manière appropriée. Il faut que la comparaison de différents filtres et types de filtre soit réalisée en

tenant dûment compte des conditions de fonctionnement dans lesquelles ils seront finalement utilisés.

Par exemple, si un filtre ou un système de filtration est destiné à fonctionner dans un environnement

extrême très poussiéreux, l’efficacité réelle d’un tel filtre ne peut être prédite car le chargement

de poussière du filtre joue un rôle important. L’ISO 29461-2 portera sur la performance des filtres

autonettoyants et à chargement superficiel.
0.2 Caractéristiques de filtrations

Les initiatives visant à résoudre les problèmes potentiels de réentraînement et de relargage de particules

et les caractéristiques de neutralisation de charge en service de certains types de média ont été incluses

dans les Annexes A et B.

Certains types de média filtrants s’appuient sur des effets électrostatiques pour obtenir une efficacité

élevée à une faible résistance à l’écoulement de l’air. L’exposition à certains types de particules, telles

que les particules de combustion ou d’autres particules fines, peut neutraliser de telles charges et, de ce

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ISO 29461-1:2013(F)

fait, réduire les performances du filtre. Le mode opératoire d’essai normatif, décrit à l’Annexe A, fournit

des techniques permettant d’identifier ce type de comportement. Ce mode opératoire est utilisé pour

déterminer si l’efficacité du filtre dépend du mécanisme d’élimination électrostatique et pour fournir

des informations quantitatives sur l’importance de l’élimination électrostatique. Ce mode opératoire a

été choisi parce qu’il est bien établi, reproductible, relativement rapide et facile à réaliser.

Dans un processus de filtration idéal, chaque particule devrait être arrêtée de façon permanente au

premier contact avec une fibre du filtre, mais des particules entrantes peuvent percuter une particule

capturée, la déloger et la libérer dans l’écoulement d’air. Des fibres ou des particules issues du filtre lui-

même peuvent aussi être libérées à cause des forces mécaniques. Du point de vue de l’utilisateur, il peut

être important de le savoir; voir l’Annexe B.

Les filtres qui ont une faible efficacité initiale ou une faible efficacité du filtre conditionné (<35 %) pour

les particules submicroniques (0,4 µm) et dont l’efficacité n’augmente pas durant le fonctionnement,

n’offriront généralement pas une protection importante aux machines en service lorsque celles-ci

sont exposées aux aérosols atmosphériques types dans lesquels la majorité des particules ont une

taille inférieure à 1,0 µm. Toutefois, dans le cas d’aérosols ayant une fraction dominante de grosses

particules, les filtres ayant une faible efficacité pour les particules submicroniques peuvent servir de

protection pour les étages de filtration suivants et peuvent aussi avoir une efficacité moyenne plus

élevée (par exemple filtres à chargement superficiel) à 0,4 µm en raison du chargement de poussière.

Par conséquent, un essai gravimétrique peut fournir certaines informations concernant la capacité et

l’efficacité pour ces aérosols. En général, il convient de déconseiller un niveau de filtration totale inférieur

à 35 % à 0,4 µm pour un système de filtration d’air d’admission pour machines tournantes lorsque la

concentration en aérosol des filtres ne contribue pas à augmenter l’efficacité de manière significative

durant le fonctionnement.
0.3 Organisation de l’ISO 29461

Les méthodes et procédures permettant de déterminer l’efficacité particulaire, la perte de charge et les

formats du rapport d’essai correspondant sont identiques pour tous les types d’éléments filtrants statiques.

Les méthodes d’essai relatives à l’efficacité particulaire, la perte de charge et les valeurs consignées sont

identiques pour tous les filtres, sauf pour les caractéristiques de chargement et le mode opératoire de

nettoyage qui sont différents pour les filtres autonettoyants à chargement superficiel et qui incluent des

procédures de nettoyage et ont des caractéristiques de chargement différentes. Ceux-ci nécessitent des

méthodes d’essai modifiées en conséquence qui seront définies dans une future partie 2.

La partie 3 fournira des méthodes permettant de déterminer l’intégrité mécanique des filtres dans des

conditions pouvant être rencontrées dans des environnements de fonctionnement anormal.

La partie 4 décrira des méthodes d’essai pour filtres installés, dans les conditions réelles de

fonctionnement (essais in situ).

La partie 5 traitera des méthodes d’essai pour les besoins spécifiques d’une application en milieu marin

et offshore et spécifiera des méthodes permettant de déterminer le rendement de dessalement des

filtres individuels et/ou des systèmes de filtration complets.

La partie 6 traite des méthodes d’essai pour les éléments filtrants autonettoyants, mais ne couvrira pas

les essais du système (appareils de nettoyage, etc.) comme la partie 2.

La présente partie de l’ISO 29461 décrit les méthodes d’essai relatives aux unités de filtration statiques,

généralement du type à chargement en profondeur (voir définitions 3.43 et 3.44). Tous les filtres peuvent

être soumis à essai de la même manière afin d’obtenir des résultats pouvant être comparés. Toutefois,

pour les filtres à chargement superficiel, les filtres à jets d’air comprimé à contre-courant, les systèmes

de filtration marins et offshore ainsi que les systèmes de filtration autres qui ne sont pas considérés

comme des unités de filtration statiques, la partie appropriée doit être utilisée.

Pour les systèmes multi-étages utilisant un certain nombre de composants (par exemple appareils

d’épuration, filtres), la présente partie de l’ISO 29461 peut être utilisée tant que les exigences de

qualification du banc d’essai sont remplies. Dans le cas où cela est impossible, la partie 4 (Essais in situ)

peut être utilisée.
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NORME INTERNATIONALE ISO 29461-1:2013(F)
Systèmes de filtration d’air d’admission pour machines
tournantes — Méthodes d’essai —
Partie 1:
Éléments filtrants pour filtres statiques
1 Domaine d’application

L’ISO 29461 spécifie les méthodes et modes opératoires pour la détermination de la performance des

filtres à air utilisés dans les systèmes de filtration d’air d’admission pour machines tournantes, telles

que les turbines à gaz, les compresseurs et les moteurs fixes à combustion interne. Elle s’applique aux

filtres à air dont l’efficacité initiale va jusqu’à 99,9 % pour les particules de 0,4 µm. Les filtres avec

une efficacité initiale supérieure sont soumis à essai et classés conformément à d’autres normes (par

exemple l’EN 1822). Ce mode opératoire est prévu pour les filtres fonctionnant à des débits compris

3 3 3 3
dans la plage de 0,25 m /s (900 m /h) à 1,67 m /s (6 000 m /h).

La présente partie de l’ISO 29461 concerne les systèmes de filtration (barrières filtrantes) statiques,

mais peut aussi s’appliquer à d’autres types de filtres et systèmes de filtration, le cas échéant.

Deux méthodes de détermination de l’efficacité sont utilisées dans la présente partie de l’ISO 29461:

— efficacité particulaire (efficacité mesurée par rapport au nombre et à la taille des particules);

— efficacité gravimétrique (élimination en masse pondérée de la poussière de chargement).

De plus, un échantillon de média plan ou un bloc d’échantillon de média, prélevé sur un filtre identique, doit

être conditionné (déchargé) afin d’obtenir des informations sur l’intensité du mécanisme d’élimination

électrostatique.

Après détermination de son efficacité initiale, le filtre non traité est progressivement chargé de

poussière jusqu’à atteindre sa perte de charge finale d’essai. Des informations sur les performances du

filtre chargé sont ainsi obtenues.

Les données de performance obtenues conformément à la présente partie de l’ISO 29461 ne peuvent

être utilisées quantitativement (par elles-mêmes) pour prédire les performances en service en termes

d’efficacité et de durée de vie. Les autres facteurs ayant une incidence sur les performances à prendre en

compte sont décrits dans les annexes.
2 Références normatives

Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour

les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition

du document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).

ISO 2854, Interprétation statistique des données — Techniques d’estimation et tests portant sur des

moyennes et des variances

ISO 5167 (toutes les parties), Mesure de débit des fluides au moyen d’appareils déprimogènes insérés dans

des conduites en charge de section circulaire

ISO 12103-1, Véhicules routiers — Poussière pour l’essai des filtres — Partie 1: Poussière d’essai d’Arizona

ISO 14644-3:2005, Salles propres et environnements maîtrisés apparentés — Partie 3: Méthodes d’essai

© ISO 2013 – Tous droits réservés 1
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ISO 29461-1:2013(F)

ISO 21501-1, Détermination de la distribution granulométrique — Méthodes d’interaction lu

...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.