Jezgra analiza čiste sobe

Uvod

Čista soba je osnova kontrole zagađenja. Bez čiste sobe, dijelovi osjetljivi na zagađenje ne mogu se masovno proizvoditi. U FED-STD-2, čista soba je definirana kao soba s filtracijom zraka, distribucijom, optimizacijom, građevinskim materijalima i opremom, u kojoj se specifični redovni operativni postupci koriste za kontrolu koncentracije čestica u zraku kako bi se postigla odgovarajuća razina čistoće čestica.

Da bi se postigao dobar učinak čistoće u čistoj sobi, potrebno je ne samo usredotočiti se na poduzimanje razumnih mjera za pročišćavanje klimatizacije, već i da zahtijevaju proces, izgradnju i druge specijalitete da poduzmu odgovarajuće mjere: ne samo razuman dizajn, već i pažljivu konstrukciju i instalacija u skladu sa specifikacijama, kao i ispravna upotreba čiste sobe i znanstvenog održavanja i upravljanja. Kako bi se postigao dobar učinak u čistoj sobi, iz različitih perspektiva izložene su mnoge domaće i strane literature. U stvari, teško je postići idealnu koordinaciju između različitih specijaliteta, a dizajnerima je teško shvatiti kvalitetu konstrukcije i ugradnje, kao i uporabu i upravljanje, posebno posljednje. Što se tiče mjera za pročišćavanje čistih soba, mnogi dizajneri, ili čak građevinske stranke, često ne obraćaju dovoljno pažnje na njihove potrebne uvjete, što rezultira nezadovoljavajućim učinkom čistoće. Ovaj članak samo ukratko raspravlja o četiri potrebna uvjeta za postizanje zahtjeva za čistoćom u mjerama čistog pročišćavanja sobe.

1. Čistoća opskrbe zrakom

Kako bi se osiguralo da čistoća opskrbe zrakom ispunjava zahtjeve, ključ je performanse i ugradnja završnog filtra sustava pročišćavanja.

Odabir filtra

Konačni filter sustava pročišćavanja uglavnom prihvaća HEPA filter ili sub-hepa filter. Prema standardima moje zemlje, učinkovitost HEPA filtera podijeljena je u četiri razreda: klasa A je ≥99,9%, klasa B je ≥99,9%, klasa C je ≥99,999%, klasa D je (za čestice ≥0,1 µm) ≥99,999999. % (također poznat kao ultra-hepa filtri); Sub-HEPA filtri su (za čestice ≥0,5 μm) 95 ~ 99,9%. Što je veća učinkovitost, skuplji je filter. Stoga, pri odabiru filtra, ne bismo trebali ispuniti samo zahtjeve čistoće opskrbe zrakom, već i razmotrimo ekonomsku racionalnost.

Iz perspektive zahtjeva čistoće, princip je korištenje filtera niskih performansi za čiste sobe niske razine i filtera visokih performansi za čiste sobe na visokoj razini. Općenito govoreći: filtri visoke i srednje učinkovitosti mogu se koristiti za razinu od milijun; Sub-HEPA ili HEPA filtri klase A mogu se koristiti za razine ispod klase 10 000; Filteri klase B mogu se koristiti za klasu 10 000 do 100; A klase C filtri mogu se koristiti za razine 100 do 1., čini se da postoje dvije vrste filtera za odabir za svaku razinu čistoće. Hoće li odabrati filtre visokih performansi ili niskih performansi, ovisi o specifičnoj situaciji: kada je zagađenje okoliša ozbiljno ili je omjer ispušnih plinova u zatvorenom prostoru velik, ili je čista soba posebno važna i zahtijeva veći faktor sigurnosti, u tim ili jedne Od tih slučajeva treba odabrati filter visoke klase; Inače se može odabrati filter nižih performansi. Za čiste sobe koje zahtijevaju kontrolu od 0,1 μm čestica, Filteri klase D treba odabrati bez obzira na koncentraciju kontroliranih čestica. Navedeno je samo iz perspektive filtra. U stvari, da biste odabrali dobar filter, također morate u potpunosti razmotriti karakteristike čiste sobe, filtra i sustava pročišćavanja.

Instalacija filtra

Da bi se osigurala čistoća opskrbe zrakom, nije dovoljno imati samo kvalificirane filtre, već i osigurati: a. Filter nije oštećen tijekom transporta i ugradnje; b. Instalacija je tijesna. Da bi se postigla prva točka, osoblje za izgradnju i instalaciju mora biti dobro obučeno, s znanjem o instaliranju sustava pročišćavanja i kvalificiranim instalacijskim vještinama. Inače će biti teško osigurati da filter nije oštećen. U tom pogledu postoje duboke lekcije. Drugo, problem stezanja instalacije uglavnom ovisi o kvaliteti instalacijske strukture. Priručnik za dizajn općenito preporučuje: koristi se za jedan filter, koristi se instalacija otvorenog tipa, tako da čak i ako dođe do propuštanja, neće procuriti u sobu; Koristeći gotovu HEPA utičnicu za zrak, također je lakše osigurati. Za zrak više filtara, posljednjih godina često se koriste brtvljenje gela i negativni tlak.

Gel brtva mora osigurati da je spoj spremnika za tekućinu čvrsto, a ukupni okvir na istoj vodoravnoj ravnini. Negativno brtvljenje tlaka je napraviti vanjsku periferiju zgloba između filtra i statičkog okvira tlaka i okvira u stanju negativnog tlaka. Poput instalacije otvorenog tipa, čak i ako postoji curenje, neće procuriti u sobu. U stvari, sve dok je instalacijski okvir ravan, a krajnje lice filtra ujednačen je kontakt s instalacijskim okvirom, filtar bi trebao biti lako udovoljiti zahtjevima zatezanja instalacije u bilo kojoj vrsti instalacije.

2. organizacija protoka zraka

Organizacija protoka zraka u čistoj sobi razlikuje se od one u općoj klimatiziranoj sobi. Zahtijeva da se najčišći zrak prvo isporuči u radno područje. Njegova je funkcija ograničiti i smanjiti zagađenje na obrađene objekte. U tu svrhu treba razmotriti sljedeća načela prilikom dizajniranja organizacije protoka zraka: minimizirati vrtložne struje kako biste izbjegli donošenje zagađenja izvan radnog područja u radno područje; Pokušajte spriječiti sekundarno letenje prašine kako biste smanjili šansu da prašina kontaminira radni komad; Protok zraka u radnom području trebao bi biti što ujednačeni, a njegova brzina vjetra trebala bi ispunjavati zahtjeve procesa i higijene. Kad protok zraka teče do izlaza za povratni zrak, prašinu u zraku treba učinkovito oduzeti. Odaberite različite načine isporuke zraka i povratka prema različitim zahtjevima čistoće.

Različite organizacije za protok zraka imaju svoje karakteristike i opseg:

(1). Vertikalni jednosmjerni tok

Uz uobičajene prednosti dobivanja ujednačenog protoka zraka prema dolje, olakšavanja rasporeda procesne opreme, snažne sposobnosti samo-porođaja i pojednostavljenja zajedničkih objekata kao što su postrojenja za osobnu pročišćavanje, četiri metode opskrbe zrakom također imaju vlastite prednosti i nedostatke: cjelovite Pokriveni HEPA filtri imaju prednosti niskog otpora i dugog ciklusa zamjene filtra, ali struktura stropa je složena, a trošak visok; Prednosti i nedostaci bočno prekrivene HEPA filter gornje isporuke i gornja isporuka ploče s punim rupom nasuprot su onima s potpunim prekrivenim HEPA filterom. Među njima je gornja isporuka s punim rupama lako akumulirati prašinu na unutarnjoj površini ploče otvora kada sustav ne kontinuirano radi, a loše održavanje ima određeni utjecaj na čistoću; Gornja dostava guste difuzore zahtijeva sloj miješanja, tako da je pogodan samo za visoke čiste sobe iznad 4m, a njegove su karakteristike slične vrhunskoj isporuci ploče s punim rupom; Metoda povratnog zraka za ploču s rešetkama s obje strane i utičnice povratnog zraka ravnomjerno raspoređene na dnu suprotnih zidova pogodna je samo za čiste sobe s neto razmakom manjim od 6 m na obje strane; Povratni zračni prostori raspoređeni na dnu jednostruke zid pogodne su samo za čiste sobe s malom udaljenosti između zidova (poput ≤ <2 ~ 3m).

(2). Vodoravni jednosmjerni protok

Samo prvo radno područje može dostići razinu čistoće od 100. Kada zrak teče na drugu stranu, koncentracija prašine se postupno povećava. Stoga je pogodan samo za čiste sobe s različitim zahtjevima čistoće za isti postupak u istoj sobi. Lokalna distribucija HEPA filtera na zidu za opskrbu zrakom može smanjiti upotrebu HEPA filtera i uštedjeti početna ulaganja, ali postoje vrtlozi u lokalnim područjima.

(3). Burni protok zraka

Karakteristike vrhunske isporuke ploča s otvorima i vrhunske isporuke gustih difuzora iste su kao i gore spomenute: Prednosti bočne isporuke lako su rasporediti cjevovode, nije potreban tehnički međuslojni, niski troškovi i pogodni za obnovu starih tvornica . Nedostaci su u tome što je brzina vjetra u radnom području velika, a koncentracija prašine na strani niz vjetar veća je od one na strani vjetra; Najbolja isporuka prodajnih mjesta HEPA filter ima prednosti jednostavnog sustava, bez cjevovoda iza HEPA filtra, a čisti protok zraka izravno se isporučuje u radno područje, ali čisti protok zraka difuzira se polako i protok zraka u radnom području je ujednačeniji; Međutim, kada je više utičnica zraka ravnomjerno raspoređeno ili se koriste utičnice zraka HEPA s difuzorima, protok zraka u radnom području također se može učiniti ujednačenim; Ali kada sustav ne radi kontinuirano, difuzor je sklon akumulaciji prašine.

Gornja rasprava je sve u idealnom stanju, a preporučuju je relevantnim nacionalnim specifikacijama, standardima ili priručnicima za dizajn. U stvarnim projektima organizacija protoka zraka nije dobro osmišljena zbog objektivnih uvjeta ili subjektivnih razloga dizajnera. Uobičajeni uključuju: vertikalni jednosmjerni tok prihvaća povratni zrak iz donjeg dijela susjedne dva zida, lokalna klasa 100 prihvaća gornju isporuku i gornji povratak (to jest, nije dodana viseća zavjesa ispod lokalne utičnice) i turbulentne čiste sobe usvajaju HEPA filtriranje Air Outlet Top Dostava i gornji povratak ili jednostruki donji povratak (veći razmak između zidova) itd. Ove su metode organizacije protoka zraka mjerene i većina njihove čistoće ne zadovoljava zahtjeve za dizajnom. Zbog trenutnih specifikacija za prazno ili statično prihvaćanje, neke od ovih čistih prostorija jedva dosežu dizajniranu razinu čistoće u praznim ili statičkim uvjetima, ali sposobnost smetnji protiv zagađenja je vrlo niska, a kad čista soba uđe u radno stanje, to ne ispunjava zahtjeve.

Ispravna organizacija protoka zraka trebala bi biti postavljena sa zavjesama koje se vise do visine radnog područja u lokalnom području, a klasa 100 000 ne bi trebala usvojiti gornju isporuku i gornji povratak. Pored toga, većina tvornica trenutno proizvodi zračne prostore visoke učinkovitosti s difuzorima, a njihovi difuzori su samo ukrasni otvori za otvor i ne igraju ulogu difuznog protoka zraka. Dizajneri i korisnici trebali bi na to obratiti posebnu pozornost.

3. Volumen napajanja zraka ili brzina zraka

Dovoljan volumen ventilacije je razrijediti i ukloniti zatvoreni zagađeni zrak. Prema različitim zahtjevima čistoće, kada je neto visina čiste sobe visoka, frekvenciju ventilacije treba na odgovarajući način povećati. Među njima se volumen ventilacije u čistoj sobi na razini 1 milijuna razmatra u skladu s sustavom pročišćavanja visoke učinkovitosti, a ostatak se razmatra u skladu s sustavom pročišćavanja visoke učinkovitosti; Kada se HEPA filtri čiste sobe klase 100 000 koncentriraju u strojnoj sobi ili se na kraju sustava koriste filtri sub-hepa, frekvencija ventilacije može se na odgovarajući način povećati za 10-20%.

Za gornju ventilacijsku količinu preporučene vrijednosti, autor vjeruje da je: brzina vjetra kroz dio sobe u jednosmjernoj sobi za čista protoka je mala, a turbulentna čista soba ima preporučenu vrijednost s dovoljnim sigurnosnim faktorom. Okomiti jednosmjerni protok ≥ 0,25m/s, horizontalni jednosmjerni protok ≥ 0,35m/s. Iako se zahtjevi za čistoćom mogu ispuniti kada se testiraju u praznim ili statičkim uvjetima, sposobnost anti-zagađenja je loša. Jednom kada soba uđe u radno stanje, čistoća možda neće ispuniti zahtjeve. Ova vrsta primjera nije izolirani slučaj. U isto vrijeme, u seriji ventilatora moje zemlje nema obožavatelja pogodnih za sustave pročišćavanja. Općenito, dizajneri često ne izračunavaju točne proračune otpora zraka sustava ili ne primjećuju je li odabrani ventilator na povoljnijem radnom mjestu na karakterističnoj krivulji, što rezultira u tome Nakon što se sustav stavi u rad. Američki savezni standard (FS209A ~ b) odredio je da se brzina protoka zraka jednosmjerne čiste sobe kroz presjek čiste sobe obično održava na 90ft/min (0,45m/s), a brzina nejednakost je unutar ± 20% pod uvjetom da nema uplitanja u cijelu sobu. Svako značajno smanjenje brzine protoka zraka povećat će mogućnost samočišćenja vremena i zagađenja između radnih položaja (nakon proglašenja FS209C u listopadu 1987., nisu doneseni propisi za sve pokazatelje parametara osim koncentracije prašine).

Iz tog razloga, autor vjeruje da je prikladno na odgovarajući način povećati trenutnu domaću dizajnersku vrijednost jednosmjerne brzine protoka. Naša jedinica to je učinila u stvarnim projektima, a učinak je relativno dobar. Turbulentna čista soba ima preporučenu vrijednost s relativno dovoljnim sigurnosnim faktorom, ali mnogi dizajneri još uvijek nisu sigurni. Kada izrađuju određene dizajne, oni povećavaju ventilacijsku količinu čiste sobe klase 100 000 na 20-25 puta/h, čiste sobe klase 10 000 do 30-40 puta/h, a čista soba klase 1000 do 60-70 puta/h. To ne samo da povećava kapacitet opreme i početna ulaganja, već i povećava buduće troškove održavanja i upravljanja. U stvari, to nema potrebe. Prilikom sastavljanja tehničkih mjera za čišćenje zraka, istraženo je i izmjereno više od čiste sobe klase 100 u Kini. Mnoge čiste sobe testirane su u dinamičnim uvjetima. Rezultati su pokazali da volumen ventilacije u čistim sobama 100.000 klase ≥10 puta/h, čiste sobe 10.000 klase ≥20 puta/h, a čiste sobe klase 1000 ≥50 puta/h mogu udovoljiti zahtjevima. Američki savezni standard (FS2O9A ~ b) Stipulira: Neumoćne čiste sobe (klasa 100 000, klasa 10 000), visina sobe 8 ~ 12ft (2,44 ~ 3,66 m), obično smatraju da je cijela soba najmanje jednom u 3 minute (tj. 20 puta/h). Stoga je specifikacija dizajna uzela u obzir veliki višak koeficijenta, a dizajner može sigurno odabrati u skladu s preporučenom vrijednošću ventilacijskog volumena.

4. Statička razlika u tlaku

Održavanje određenog pozitivnog tlaka u čistoj sobi jedan je od bitnih uvjeta kako bi se osiguralo da čista soba nije ili manje zagađena za održavanje dizajnirane razine čistoće. Čak i za negativne sobe za čišćenje tlaka, mora imati susjedne sobe ili apartmane s razinom čistoće koji nisu niži od njegove razine kako bi održali određeni pozitivni tlak, tako da se može održavati čistoća u čistoj sobi negativnog tlaka.

Vrijednost pozitivnog tlaka čiste sobe odnosi se na vrijednost kada je zatvoreni statički tlak veći od vanjskog statičkog tlaka kada su sva vrata i prozori zatvoreni. Postiže se metodom da je volumen napajanja zraka u sustavu pročišćavanja veći od volumena povratnog zraka i volumena ispušnog zraka. Kako bi se osigurala pozitivna vrijednost tlaka čiste sobe, ventilatori za opskrbu, povratak i ispušni sustav su premješteni. Kad se sustav uključi, prvo se pokreće ventilator za opskrbu, a zatim se pokreću ventilatori za povratak i ispuh; Kad se sustav isključi, prvo je ispušni ventilator isključen, a zatim se fanovi povratka i opskrbe isključuju kako bi se spriječilo da se čista soba kontaminira kada je sustav uključen i isključen.

Volumen zraka potreban za održavanje pozitivnog tlaka čiste sobe uglavnom se određuje nepropusnošću strukture održavanja. U ranim danima izgradnje čiste sobe u mojoj zemlji, zbog lošeg zračnog propuhavanja građevine, trebalo je 2 do 6 puta/h opskrbe zrakom da bi se održao pozitivan tlak od ≥5Pa; Trenutno je nepropusnost konstrukcije održavanja uvelike poboljšana, a za održavanje istog pozitivnog tlaka potrebno je samo 1 do 2 puta/h opskrbe zrakom; i za održavanje ≥10Pa potrebno je samo 2 do 3 puta/h opskrbe zrakom.

Dizajnske specifikacije moje zemlje [6] određuju da je statička razlika tlaka između čistih prostorija različitih razreda i između čistih područja i ne-čistih područja trebala biti ne manje od 0,5 mm H2O (~ 5Pa), a statička razlika tlaka između čistog područja a na otvorenom treba biti ne manje od 1,0 mm H2O (~ 10Pa). Autor vjeruje da je ta vrijednost iz tri razloga preniska:

(1) Pozitivni pritisak odnosi se na sposobnost čiste sobe da suzbije zagađenje zraka u zatvorenom prostoru kroz praznine između vrata i prozora ili da minimiziraju zagađivače koji prodiru u sobu kada se vrata i prozori otvaraju nakratko. Veličina pozitivnog tlaka ukazuje na snagu sposobnosti suzbijanja zagađenja. Naravno, što je veći pozitivni pritisak, to će bolje (o čemu će se kasnije raspravljati).

(2) Volumen zraka potreban za pozitivni tlak je ograničen. Volumen zraka potreban za 5PA pozitivni tlak i 10Pa pozitivni tlak je samo oko 1 vremenski/h različiti. Zašto to ne učiniti? Očito je bolje uzeti donju granicu pozitivnog tlaka kao 10Pa.

(3) Američki savezni standard (FS209A ~ b) propisuje da kada su svi ulazi i izlazi zatvoreni, minimalna razlika u pozitivnom tlaku između čiste sobe i bilo kojeg susjednog područja niske čistoće je 0,05 inča vodenog stupca (12,5Pa). Ovu su vrijednost usvojile mnoge zemlje. Ali pozitivna vrijednost tlaka čiste sobe nije veća, to je bolje. Prema stvarnim inženjerskim testovima naše jedinice više od 30 godina, kada je vrijednost pozitivnog tlaka ≥ 30Pa, teško je otvoriti vrata. Ako nepažljivo zatvorite vrata, ona će se baviti! To će uplašiti ljude. Kad je vrijednost pozitivnog tlaka ≥ 50 ~ 70Pa, praznine između vrata i prozora napravit će zvižduk, a slabi ili oni s nekim neprimjerenim simptomima osjećat će se nelagodno. Međutim, relevantne specifikacije ili standardi mnogih zemalja u zemlji i inozemstvu ne određuju gornju granicu pozitivnog pritiska. Kao rezultat toga, mnoge jedinice nastoje ispuniti samo zahtjeve donje granice, bez obzira na to koliko je gornja granica. U stvarnoj čistoj sobi s kojom se autor susreo, vrijednost pozitivnog tlaka je čak 100Pa ili više, što rezultira vrlo lošim učincima. U stvari, prilagođavanje pozitivnog tlaka nije teško. Potpuno je moguće kontrolirati u određenom rasponu. Uzeo je dokument koji je ustvrdio da određena zemlja u istočnoj Europi propisuje vrijednost pozitivnog tlaka kao 1-3 mm H20 (oko 10 ~ 30Pa). Autor vjeruje da je ovaj raspon prikladniji.