Jedra analiza čiste sobe

Uvod

Čista soba je osnova za nadzor onesnaževanja. Brez čiste prostore delov, ki so občutljivi na onesnaževanje, ni mogoče množično proizvajati. V FED-STD-2 je čista soba opredeljena kot soba z filtracijo zraka, distribucijo, optimizacijo, gradbenimi materiali in opremo, v katerih se za nadzor koncentracije delcev v zraku uporabljajo specifični redni operativni postopki za doseganje ustrezne ravni čistosti delcev.

Da bi dosegli dober učinek čistoče v čisti sobi, se je treba osredotočiti le na sprejemanje razumnih ukrepov za čiščenje klimatske naprave, ampak tudi, da zahtevate postopek, gradnjo in druge posebnosti, da sprejmete ustrezne ukrepe: ne le razumno zasnovo, temveč tudi skrbno konstrukcijo in namestitev v skladu s specifikacijami ter pravilna uporaba čistega prostora in znanstvenega vzdrževanja in upravljanja. Da bi dosegli dober učinek v čisti sobi, so bile številne domače in tuje literature izpostavljene z različnih vidikov. Pravzaprav je težko doseči idealno usklajevanje med različnimi specialitetami, oblikovalci pa je težko dojeti kakovost gradnje in namestitve ter uporabo in upravljanje, zlasti slednje. Kar zadeva ukrepe čistega čiščenja, mnogi oblikovalci ali celo gradbene stranke pogosto ne posvečajo dovolj pozornosti njihovim potrebnim pogojem, kar ima za posledico nezadovoljiv učinek čistoče. Ta članek le na kratko obravnava štiri potrebne pogoje za doseganje potreb po čistoči pri ukrepih čistega čiščenja.

1. čistoča za oskrbo z zrakom

Da bi zagotovili, da čistci za oskrbo z zrakom izpolnjuje zahteve, je ključna zmogljivost in namestitev končnega filtra čistilnega sistema.

Izbira filtra

Končni filter čistilnega sistema običajno sprejme filter HEPA ali podzemni filter. Po standardih moje države je učinkovitost HEPA filtrov razdeljena na štiri razrede: razred A je ≥99,9%, razred B je ≥99,9%, razred C je ≥99,999%, razred D (za delce ≥0,1 μm) ≥99,999 % (znan tudi kot ultra-hepa filtri); Podzemni filtri so (za delce ≥0,5 μm) 95 ~ 99,9%. Višja kot je učinkovitost, dražji je filter. Zato pri izbiri filtra ne bi smeli izpolniti le potreb po čistosti zračne oskrbe, ampak tudi upoštevati ekonomsko racionalnost.

Z vidika potreb po čistočah je načelo uporaba nizkozmogljivih filtrov za čiste prostore na nizki ravni in visokozmogljive filtre za čiste prostore na visoki ravni. Na splošno gledano: za nizko in srednje učinkovite filtre se lahko uporabljajo za raven 1 milijon; Podzemne filtre HEPA ali razreda A se lahko uporabljajo za ravni pod razredom 10.000; Filtri razreda B se lahko uporabljajo za 10.000 do 100 razreda; In filtri razreda C se lahko uporabljajo za ravni od 100 do 1. Zdi se, da lahko izbirate dve vrsti filtrov za vsako raven čistoče. Ali izbrati visokozmogljive ali nizko zmogljive filtre, je odvisno od posebnega položaja: kadar je onesnaževanje z okoljem resno ali je razmerje med izpušnimi plimi veliko ali pa je čista soba še posebej pomembna in zahteva večji varnostni faktor v teh ali enega Od teh primerov je treba izbrati filter visokega razreda; V nasprotnem primeru lahko izberemo filter z nižjo zmogljivostjo. Za čiste prostore, ki zahtevajo nadzor nad 0,1 μm delcev, je treba izbrati filtre razreda D ne glede na koncentracijo nadzorovanih delcev. Zgoraj je le z vidika filtra. Pravzaprav morate izbrati dober filter, morate v celoti razmisliti tudi o značilnostih čiste sobe, filtra in sistema za čiščenje.

Namestitev filtra

Da bi zagotovili čistočo oskrbe z zrakom, ni dovolj, da bi imeli le kvalificirane filtre, ampak tudi za zagotovitev: a. Filter med prevozom in namestitvijo ni poškodovan; b. Namestitev je tesna. Da bi dosegli prvo točko, mora biti osebje za gradbeništvo in namestitev dobro usposobljeno, tako da znanje o namestitvi sistemov za čiščenje in spretnosti spretnosti namestitve. V nasprotnem primeru bo težko zagotoviti, da filter ni poškodovan. V zvezi s tem obstajajo globoke lekcije. Drugič, problem tesnosti vgradnje je predvsem odvisen od kakovosti strukture namestitve. Priročnik za oblikovanje na splošno priporoča: za en sam filter se uporablja namestitev na odprtem tipu, tako da tudi če pride do puščanja, ne bo puščala v sobo; Z uporabo končne odprtine za zrak Hepa je lažje zagotoviti tudi tesnost. Za zrak več filtrov se v zadnjih letih pogosto uporabljajo gel tesnilo in tesnjenje negativnega tlaka.

Tesnilo gela mora zagotoviti, da je tekoči rezervotni sklep tesen, celoten okvir pa na isti vodoravni ravnini. Negativno tesnjenje tlaka je, da se zunanja oboda sklepa med filtrom in statičnim tlačnim poljem ter okvirju v stanju negativnega tlaka. Tako kot namestitev odprtega tipa, tudi če pride do puščanja, ne bo puščala v sobo. Dejansko, dokler je namestitveni okvir raven in je končni obraz filtra v enakomernem stiku z namestitvenim okvirjem, mora biti enostavno, da filter izpolnjuje zahteve glede tesnosti namestitve v kateri koli vrsti namestitve.

2. Organizacija zračnega toka

Organizacija zračnega pretoka čiste sobe se razlikuje od splošne klimatizirane sobe. Zahteva, da se najprej dostavi najčistejši zrak na operacijsko območje. Njegova funkcija je omejiti in zmanjšati onesnaževanje na predelane predmete. V ta namen je treba pri načrtovanju organizacije zračnega toka razmisliti o naslednjih načelih: zmanjšati vrtinčne tokove, da se izognete onesnaževanju zunaj delovnega območja na delovno območje; Poskusite preprečiti sekundarno letenje prahu, da zmanjšate možnost, da se prah onesnaži obdelovanca; Zračni tok na delovnem območju mora biti čim bolj enakomeren, njegova hitrost vetra pa mora ustrezati zahtevam postopka in higiene. Ko pretok zraka teče v povratni zračni vtičnici, je treba prah v zraku učinkovito odvzeti. Izberite različne načine dostave zraka in vrnitev glede na različne potrebe po čistosti.

Različne organizacije za pretok imajo svoje značilnosti in obsege:

(1). Navpični enosmerni tok

Poleg skupnih prednosti pridobivanja enakomernega pretoka zraka navzdol, olajšanju razporeditve procesne opreme, močne sposobnosti samoapifikacije in poenostavitve skupnih objektov, kot so osebne čistilne naprave Zajeti filtri HEPA imajo prednosti nizkega odpornosti in dolgega nadomestnega cikla filtra, vendar je stropna struktura zapletena in stroški visoki; Prednosti in slabosti stranskega pokritega HEPA filtra Topa dostave in zgornje dostave plošč v celotni luknji so nasprotne od zgornje dostave s polno pokrito HEPA filter. Med njimi je najvišja dobava plošče s polnimi luknjami enostavno kopičiti prah na notranji površini plošče odprtine, ko sistem neprekinjeno deluje, slabo vzdrževanje pa vpliva na čistočo; Gosta difuzor je potrebna mešalna plast, tako da je primeren le za visoke čiste prostore nad 4m, njegove značilnosti pa so podobne zgornjim dostavitvam plošče v polni luknji; Metoda povratnega zraka za ploščo z rešetki na obeh straneh in prodajne prostore za povratni zrak, enakomerno razporejene na dnu nasprotnih sten, je primerna samo za čiste prostore z mrežnim razmikom manj kot 6 m na obeh straneh; Prostolke za povratni zrak, razporejene na dnu enojne stene, so primerne samo za čiste prostore z majhno razdaljo med sten (na primer ≤ <2 ~ 3m).

(2). Vodoravni enosmerni tok

Samo prvo delovno območje lahko doseže raven čistoče 100. Ko zrak teče na drugo stran, se koncentracija prahu postopoma povečuje. Zato je primeren le za čiste prostore z različnimi potrebami po čistosti za isti postopek v isti sobi. Lokalna distribucija HEPA filtrov na steni za oskrbo z zrakom lahko zmanjša uporabo filtrov HEPA in prihrani začetne naložbe, vendar obstajajo vrtinci v lokalnih območjih.

(3). Turbulenten pretok zraka

Značilnosti najvišje dostave plošč in najvišjega dostave gostih difuzorjev so enake tistim, ki so omenjeni zgoraj: Prednosti stranske dostave so enostavne za razporeditev cevovodov, tehnični vmesnik ni potreben, nizki in ugodni za obnovo starih tovarn . Slabosti so, da je hitrost vetra na delovnem območju velika, koncentracija prahu na navzdol na strani pa je višja kot na strani navzgor; Zgornja dobava prodajnih mest HEPA ima prednosti preprostega sistema, brez cevovodov za filtrom HEPA in čistega pretoka zraka, ki se neposredno dostavi na delovno območje, vendar se čist pretok zraka počasi razprši in zračni tok na delovnem območju je bolj enakomeren; Kadar pa je več prodajnih mest enakomerno razporejenih ali uporabljenih odprtin za filtriranje HEPA z difuzorji, lahko zračni tok v delovnem območju naredi tudi bolj enakomeren; Ko pa sistem ne deluje neprekinjeno, je difuzor nagnjen k kopičenju prahu.

Zgornja razprava je vse v idealnem stanju in jo priporočajo ustrezni nacionalni specifikaciji, standardi ali priročniki za oblikovanje. V dejanskih projektih organizacija zračnega toka ni dobro zasnovana zaradi objektivnih pogojev ali subjektivnih razlogov oblikovalca. Običajni vključujejo: navpični enosmerni tok sprejema povratni zrak iz spodnjega dela sosednjega dveh sten, lokalni razred 100 sprejme zgornjo dostavo in zgornjo vrnitev (to je, da se pod lokalnim zračnim vtičnikom dodajo viseča zavesa), burne čiste sobe pa sprejmejo HEPA Filter Air Outlet zgornja dobava in zgornji donos ali eno stran nižji donos (večji razmik med stenami) itd. Te metode organizacije zračnega toka so bile izmerjene in večina njihove čistoče ne ustreza zasnove zahteve. Zaradi trenutnih specifikacij za praznega ali statičnega sprejemanja nekatere od teh čistih prostorov komaj dosežejo oblikovano raven čistoče v praznih ali statičnih pogojih, vendar je sposobnost motenj proti onesnaževanju zelo nizka in ko čista soba vstopi v delovno stanje, ga, IT ne izpolnjuje zahtev.

Pravilna organizacija zračnega toka je treba postaviti z zavesami, ki visijo do višine delovnega območja v lokalnem območju, razred 100.000 pa ne bi smel sprejeti zgornje dostave in zgornjega donosa. Poleg tega večina tovarn trenutno proizvaja visoko učinkovite zračne prodajalne z difuzorji, njihovi difuzorji pa so le okrasne plošče odprtine in ne igrajo vloge razpršenega pretoka zraka. Oblikovalci in uporabniki bi morali na to posebno pozornost posvetiti.

3. Volumen dovoda zraka ali hitrost zraka

Zadostna volumen prezračevanja je redčenje in odstranjevanje notranjega onesnaženega zraka. Glede na različne potrebe po čistoči, ko je neto višina čistega prostora visoka, je treba prezračevalno frekvenco ustrezno povečati. Med njimi se prezračevalna količina čiste sobe na 1 milijon ravni upošteva v skladu s sistemom za čiščenje z visoko učinkovitostjo, preostali pa so upoštevani v skladu s sistemom čiščenja z visoko učinkovitostjo; Ko se filtri HEPA iz čistega prostora razreda 100.000 koncentrirajo v strojni sobi ali se na koncu sistema uporabljajo podzemni filtri, se lahko prezračevalna frekvenca ustrezno poveča za 10-20%.

Za zgornje prezračevalne prostornine, priporočene vrednosti, avtor meni, da je: hitrost vetra skozi prostor prostora enosmernega pretoka čista soba je nizka, burna čista soba pa ima priporočeno vrednost z zadostnim varnostnim faktorjem. Vertikalni enosmerni tok ≥ 0,25m/s, vodoravni enosmerni tok ≥ 0,35m/s. Čeprav lahko zahteve glede čistoče izpolnite, če jih testiramo v praznih ali statičnih pogojih, je sposobnost proti onesnaževanju slaba. Ko soba vstopi v delovno stanje, čistoča morda ne bo ustrezala zahtevam. Ta vrsta primera ni osamljen primer. Hkrati v seriji ventilatorja moje države ni oboževalcev, primernih za sisteme za čiščenje. Na splošno oblikovalci pogosto ne opravijo natančnih izračunov zračnega odpornosti sistema ali ne opazijo, ali je izbrani ventilator na ugodnejšem delovnem mestu na značilni krivulji, kar povzroči, da količina zraka ali hitrost vetra v kratkem ne doseže oblikovne vrednosti po tem, ko se sistem sproži. Ameriški zvezni standard (FS209A ~ B) je določil, da se hitrost pretoka zraka enosmerne čiste sobe skozi presek čiste sobe običajno vzdržuje pri 90 ft/min (0,45 m/s), ne-uniformiranost pa je v ± 20% Pod pogojem, da ni vmešavanja v celotni sobi. Vsako znatno zmanjšanje hitrosti pretoka zraka bo povečalo možnost samočiščenega časa in onesnaženja med delovnimi položaji (po razglasitvi FS209C oktobra 1987 ni bilo uveljavljenih predpisov za vse kazalnike parametrov, razen koncentracije prahu).

Zaradi tega avtor meni, da je primerno ustrezno povečati trenutno domačo oblikovalno vrednost enosmerne hitrosti pretoka. Naša enota je to storila v dejanskih projektih in učinek je razmeroma dober. Turbulentna čista soba ima priporočeno vrednost z razmeroma zadostnim varnostnim faktorjem, vendar mnogi oblikovalci še vedno niso zagotovljeni. Pri izdelavi specifičnih modelov povečajo prezračevalno količino čistega prostora razreda 100.000 na 20-25 krat/h, čisti prostor razreda 10.000 na 30-40 krat/h in čisti prostor razreda 1000 na 60-70 krat/h. To ne samo poveča zmogljivost opreme in začetne naložbe, ampak tudi poveča stroške vzdrževanja in upravljanja v prihodnosti. Pravzaprav tega ni treba storiti. Pri sestavljanju tehničnih ukrepov za čiščenje zraka moje države so raziskali in izmerili več kot 100 čiste sobe razreda 100 na Kitajskem. Številne čiste sobe so bile preizkušene v dinamičnih pogojih. Rezultati so pokazali, da lahko prezračevalni količini razreda 100.000 čistih prostorov ≥10 krat/h, 10.000 čistih prostorov razreda ≥20 krat/h in čiste sobe razreda 1000 ≥50 krat/h lahko ustrezajo zahtevam. Ameriški zvezni standard (FS2O9A ~ B) Okvisi: Ne-enosmerne čiste prostore (razred 100.000, razred 10.000), višina sobe 8 ~ 12ft (2,44 ~ 3,66 m) (tj. 20 -krat/h). Zato je specifikacija oblikovanja upoštevala velik presežek koeficienta, oblikovalec pa lahko varno izbere glede na priporočeno vrednost prezračevalnega volumna.

4. statični tlak

Vzdrževanje določenega pozitivnega pritiska v čisti sobi je eden bistvenih pogojev, ki zagotavljajo, da čista soba ni ali manj onesnažena za vzdrževanje oblikovane ravni čistoče. Tudi za čiste prostore negativnega tlaka mora imeti sosednje prostore ali apartmaje s čistočo, ki ni nižja od stopnje, da ohrani določen pozitiven tlak, tako da je mogoče vzdrževati čistočo čistega prostora negativnega tlaka.

Pozitivna vrednost tlaka čiste sobe se nanaša na vrednost, kadar je statični tlak v zaprtih prostorih večji od zunanjega statičnega tlaka, ko so vsa vrata in okna zaprta. Z metodo dosežemo, da je volumen zračnega dovoda čistilnega sistema večji od volumna povratnega zraka in prostornine izpušnega zraka. Da bi zagotovili pozitivno vrednost tlaka v čisti sobi, so ventilatorji za oskrbo, vrnitev in izpuh prednostno zaklenjeni. Ko je sistem vklopljen, se najprej zažene ventilator za oskrbo, nato pa se zaženejo ventilatorji za vrnitev in izpuh; Ko je sistem izklopljen, se ventilator izpušnih plinov najprej izklopi, nato pa se ventilatorji za vrnitev in oskrbo izklopijo, da preprečijo, da bi bila čista soba onesnažena, ko je sistem vklopljen in izklopljen.

Volumen zraka, potreben za vzdrževanje pozitivnega tlaka čiste sobe, je v glavnem določena z naravojstnostjo vzdrževalne konstrukcije. V zgodnjih dneh gradnje čiste sobe v moji državi je bilo zaradi slabe nenehnosti konstrukcije ohišja potreben 2 do 6 -krat/h dovoljenja zraka, da se je ohranil pozitiven tlak ≥5Pa; Trenutno se je močno izboljšala nepredutnost vzdrževalne konstrukcije in za vzdrževanje enakega pozitivnega tlaka je potrebna le 1 do 2 -krat/h oskrbe z zrakom; in za vzdrževanje ≥10Pa je potrebna le 2 do 3 -krat/h oskrbe z zrakom.

Specifikacije oblikovanja moje države [6] določajo, da mora biti statična tlačna razlika med čistimi prostori različnih razredov in med čistimi površinami in ne čistimi območji najmanj 0,5 mm H2O (~ 5Pa) ter statično razliko med čistim območjem in na prostem ne sme biti najmanj 1,0 mm H2O (~ 10PA). Avtor meni, da je ta vrednost iz treh razlogov prenizka:

(1) Pozitiven tlak se nanaša na sposobnost čistega prostora, da zatisne onesnaževanje zraka v zaprtih prostorih skozi vrzeli med vrati in oken, ali za zmanjšanje onesnaževal, ki prodrejo v sobo, ko se vrata in okna odprejo za kratek čas. Velikost pozitivnega tlaka kaže na moč zatiranja onesnaževanja. Seveda je večji pozitiven pritisk, tem bolje (o čemer bomo razpravljali kasneje).

(2) Volumen zraka, potreben za pozitiven tlak, je omejen. Volumen zraka, potreben za pozitiven tlak 5Pa in 10Pa pozitiven tlak, je le približno 1 čas/h različen. Zakaj tega ne bi storili? Očitno je bolje, da spodnjo mejo pozitivnega tlaka vzamete kot 10Pa.

(3) Ameriški zvezni standard (FS209A ~ B) določa, da je, ko so vsi vhodi in izhodi zaprti, najmanjša razlika med pozitivnim tlakom med čisto sobo in sosednjo območje nizke čistoče 0,05 palca vodnega stolpca (12,5pa). To vrednost so sprejele številne države. Toda pozitivna vrednost tlaka v čisti sobi ni višja, tem bolje. Glede na dejanske inženirske teste naše enote več kot 30 let, ko je vrednost pozitivnega tlaka ≥ 30Pa, je težko odpreti vrata. Če vrata neprevidno zaprete, bo to naredilo! Prestrašil bo ljudi. Ko je vrednost pozitivnega tlaka ≥ 50 ~ 70Pa, se bodo vrzeli med vrati in okeni žvižgali, šibki ali tisti z nekaterimi neprimernimi simptomi pa se bodo počutili neprijetno. Vendar ustrezne specifikacije ali standardi številnih držav doma in v tujini ne določajo zgornje meje pozitivnega pritiska. Kot rezultat, številne enote si prizadevajo le za izpolnjevanje zahtev spodnje meje, ne glede na to, koliko je zgornja meja. V dejanski čisti sobi, s katero se srečuje avtor, je vrednost pozitivnega tlaka do 100Pa ali več, kar ima za posledico zelo slabe učinke. Pravzaprav prilagajanje pozitivnega tlaka ni težka stvar. Popolnoma je mogoče nadzorovati v določenem območju. Obstajal je dokument, ki je predstavil, da določena država v vzhodni Evropi določa vrednost pozitivnega tlaka kot 1-3 mm H20 (približno 10 ~ 30Pa). Avtor verjame, da je ta razpon ustreznejši.