Home
Programme
Registration
Route Description


Probleemomschrijving Studiegroep Wiskunde       -           voorjaar 2004


Titel: lekdetectiemethode


Voor het zuiveren van water wordt steeds vaker gebruik gemaakt van holle vezel membranen. Dit zijn poreuze rietjes van 1-2 mm diameter, gemaakt van bepaalde types plastic. De wand van deze rietjes heeft een fijn-poreuze structuur, die goed doorlaatbaar is voor water, maar ondoorlaatbaar voor deeltjes van bepaalde afmetingen. De grootte van de porin die de doorlaatbaarheid bepalen is in de orde van 10 500 nanometer (0.01 0.5 m).


Deze rietjes worden met enkele duizenden in een buis gelijmd, zodat een filtratie-element (een module) ontstaat. Het is hierbij van groot belang dat alle rietjes defect-vrij in de module zitten, omdat lekkende rietjes kunnen zorgen voor een troebel product (deeltjes lekken door deze imperfecties).


Lekkage in de rietjes kan ontstaan tijdens het fabricageproces, maar ook door de handling tijdens het maken van de modules. De grootte van de defecten die we op willen sporen is in de orde van 2 50 m. Tijdens de kwaliteitscontrole worden de lekken opgespoord door een module onder te dompelen in water en luchtdruk op de buitenzijde van de rietjes te zetten. Bij een lek rietje zie je luchtbelletjes ontwijken aan de binnenzijde. Nadeel van deze lekdetectiemethode is dat de modules eerst bevochtigd moeten worden, en dan weer gedroogd, omdat het eindproduct droog naar de klant gaat (en pas wordt bevochtigd tijdens gebruik). Verder worden de kleine lekken (< 5 m) vak niet gevonden omdat de hoeveelheid lucht die ontwijkt te klein is om goed gedetecteerd te kunnen worden.


We zijn op zoek naar een methode om lekken in rietjes op te sporen, waarbij een bij voorkeur - droge techniek (bv geluidsgolven) gebruikt wordt. In eerste instantie kan daarvoor naar een enkel rietje gekeken worden om het principe aan te tonen, maar uiteindelijk is een analysemethode op moduleniveau gewenst. Alle natuurkundige principes die daarvoor in aanmerking komen zijn toegestaan, mits er geen al te grote risicos voor de operators ontstaan. Voor alle duidelijkheid: het moet hier gaan om een niet-destructieve methode, omdat we het op moduleniveau willen toepassen.



Ingangsparameters

- Temperatuurbereik module: 0 50 C

- Drukbereik:
-- Binnen naar buiten: 15 bar
-- Buiten naar binnen: 10 bar
(wenselijk: maximaal 3 bar)

- Binnendiameter membraan: 800 m

- Buitendiameter membraan: 1300 m

- Wanddikte: 250 m

- Diametervariaties: +/- 50 m

- Porositeit wand: 50-80 %

- Membraan-poriegrootte: 0,01 0,5 m



Klick here for a larger picture.

 

 

JH/IB, 4 december 2003