Analiza podstawowa czystego pokoju

Wstęp

Czysty pokój jest podstawą kontroli zanieczyszczenia. Bez czystego pomieszczenia części wrażliwe na zanieczyszczenie nie mogą być produkowane masowo. W Fed-STD-2 Clean Room jest zdefiniowany jako pomieszczenie z filtracją powietrza, dystrybucją, optymalizacją, materiałami budowlanymi i sprzętem, w którym stosowane są określone regularne procedury operacyjne do kontrolowania stężenia cząstek w powietrzu w celu osiągnięcia odpowiedniego poziomu czystości cząstek.

Aby osiągnąć dobry efekt czystości w czystym pomieszczeniu, konieczne jest nie tylko skupienie się na podejmowaniu rozsądnych środków oczyszczania klimatyzacji, ale także wymagania procesu, budowy i innych specjalności do podjęcia odpowiednich środków: nie tylko rozsądny projekt, ale także staranne budownictwo oraz instalacja zgodnie ze specyfikacjami, a także prawidłowe stosowanie czystej pomieszczenia oraz konserwacji i zarządzania naukowego. Aby osiągnąć dobry wpływ w czystym pokoju, wiele literatury krajowej i zagranicznej zostało wyjaśnionych z różnych perspektyw. W rzeczywistości trudno jest osiągnąć idealną koordynację między różnymi specjalizacjami i projektantom trudno jest uchwycić jakość budowy i instalacji, a także użytkowanie i zarządzanie, zwłaszcza. Jeśli chodzi o środki oczyszczania czystego pomieszczenia, wielu projektantów, a nawet stron budowlanych, często nie zwraca wystarczającej uwagi na ich niezbędne warunki, co powoduje niezadowalający efekt czystości. W tym artykule tylko krótko omawia cztery niezbędne warunki do osiągnięcia wymagań dotyczących czystości w środkach oczyszczania pomieszczenia w czystości.

1. Czystość zaopatrzenia w powietrze

Aby upewnić się, że czystość dostaw powietrza spełnia wymagania, kluczem jest wydajność i instalacja końcowego filtra systemu oczyszczania.

Wybór filtra

Ostateczny filtr systemu oczyszczania zasadniczo przyjmuje filtr HEPA lub filtr sub-HEPA. Zgodnie ze standardami mojego kraju wydajność filtrów HEPA jest podzielona na cztery stopnie: klasa A wynosi ≥99,9%, klasa B wynosi ≥99,9%, klasa C wynosi ≥99,999%, klasa D wynosi (dla cząstek ≥0,1 μm) ≥99,9999 % (znany również jako filtry ultra-hepa); Filtry sub-HEPA to (dla cząstek ≥0,5 μm) 95 ~ 99,9%. Im wyższa wydajność, tym droższy filtr. Dlatego przy wyborze filtra powinniśmy nie tylko spełniać wymagania dotyczące czystości dostaw powietrza, ale także rozważać racjonalność gospodarczą.

Z perspektywy wymagań dotyczących czystości zasadą jest użycie filtrów niskiego poziomu do czystych pomieszczeń i filtrów o wysokiej wydajności do czystych pomieszczeń. Ogólnie rzecz biorąc: filtry o wysokiej i średniej wydajności mogą być używane na poziomie 1 miliona; Filtry HEPA sub-HEPA lub klasy A mogą być używane dla poziomów poniżej klasy 10 000; Filtry klasy B mogą być używane dla klasy 10 000 do 100; a filtry klasy C mogą być używane na poziomie 100 do 1. Wydaje się, że istnieje dwa rodzaje filtrów do wyboru dla każdego poziomu czystości. To, czy wybrać filtry o wysokiej wydajności, czy niskiej wydajności, zależy od konkretnej sytuacji: gdy zanieczyszczenie środowiska jest poważne, lub współczynnik wydechu wewnętrznego jest duży, lub pomieszczenie czyste jest szczególnie ważne i wymaga większego współczynnika bezpieczeństwa, w tych lub jednym Spośród tych przypadków należy wybrać filtr wysokiej klasy; W przeciwnym razie można wybrać filtr o niższej wydajności. W przypadku pomieszczeń czystych wymagających kontroli cząstek 0,1 μm filtry klasy D należy wybrać niezależnie od kontrolowanego stężenia cząstek. Powyższe jest tylko z perspektywy filtra. W rzeczywistości, aby wybrać dobry filtr, musisz również w pełni rozważyć charakterystykę czystego pomieszczenia, filtra i systemu oczyszczania.

Instalacja filtru

Aby zapewnić czystość zaopatrzenia w powietrze, nie wystarczy mieć tylko wykwalifikowane filtry, ale także zapewnić: Filtr nie jest uszkodzony podczas transportu i instalacji; B. Instalacja jest ciasna. Aby osiągnąć pierwszy punkt, personel budowlany i instalacyjny musi być dobrze wyszkolony, zarówno z wiedzą o instalacji systemów oczyszczania, jak i umiejętności instalacji wykwalifikowanych. W przeciwnym razie trudno będzie upewnić się, że filtr nie zostanie uszkodzony. W tym względzie są głębokie lekcje. Po drugie, problem szczelności instalacji zależy głównie od jakości struktury instalacji. Podręcznik projektowy ogólnie zaleca: W przypadku pojedynczego filtra stosowana jest instalacja typu typu, tak aby nawet jeśli wystąpi wyciek, nie wyciekła do pokoju; Używając gotowego gniazdka powietrza HEPA, mocność jest również łatwiejsza do zapewnienia. W przypadku powietrza wielu filtrów w ostatnich latach często stosuje się uszczelnienie żelowe i uszczelnienie podciśnienia.

Uszczelnienie żelowe musi zapewnić ciasne zbiornik zbiornika cieczy, a ogólna rama znajduje się na tej samej płaszczyźnie poziomej. Uszczelnienie podciśnienia ma uczynić zewnętrzne obrzeże złącza między filtrem a statyczną skrzynką ciśnieniową i ramą w stanie ciśnienia pod względem podciśnienia. Podobnie jak instalacja typu otwartego, nawet jeśli wystąpi wyciek, nie wycieknie do pokoju. W rzeczywistości, dopóki rama instalacyjna jest płaska, a twarz końcowa filtra jest w jednolitym kontakcie z ramką instalacyjną, powinno być łatwe, aby filtr spełnia wymagania dotyczące ucisku instalacji w dowolnym typie instalacji.

2. Organizacja przepływu powietrza

Organizacja przepływu powietrza w czystym pomieszczeniu różni się od ogólnej klimatyzowanej pomieszczenia. Wymaga to, aby najpierw dostarczył najczystsze powietrze do obszaru operacyjnego. Jego funkcją jest ograniczenie i zmniejszenie zanieczyszczenia do przetworzonych obiektów. W tym celu przy projektowaniu organizacji przepływu powietrza należy wziąć pod uwagę następujące zasady: zminimalizować prądy wirowe, aby uniknąć zanieczyszczenia spoza obszaru roboczego do obszaru roboczego; Staraj się zapobiec lataniu pyłu wtórnego w celu zmniejszenia ryzyka pyłu zanieczyszczenia przedmiotu; Przepływ powietrza w obszarze roboczym powinien być tak jednolity, jak to możliwe, a jego prędkość wiatru powinna spełniać wymagania dotyczące procesu i higieny. Gdy przepływ powietrza przepływa do gniazdka lotniczego, kurz w powietrzu należy skutecznie usunąć. Wybierz różne tryby dostarczania powietrza i zwrotu według różnych wymagań dotyczących czystości.

Różne organizacje przepływu powietrza mają swoje własne cechy i zakresy:

(1). Pionowy przepływ jednokierunkowy

Oprócz powszechnych zalet uzyskania jednolitego przepływu powietrza w dół, ułatwiając rozmieszczenie sprzętu procesowego, silna zdolność samoklany i upraszczanie wspólnych obiektów, takich jak osobiste obiekty oczyszczania, cztery metody zasilania powietrza mają również własne zalety i wady: pełne Zakryte filtry HEPA mają zalety niskiego oporu i długiego cyklu wymiany filtra, ale struktura sufitu jest złożona, a koszt jest wysoki; Zalety i wady objętych bocznym filtrem HEPA Dostawa górna i pełna dołkowa płyta górna są przeciwne do pełnoziarnistej dostawy filtra HEPA. Wśród nich pełna płyta górna jest łatwa do zgromadzenia pyłu na wewnętrznej powierzchni płyty otworu, gdy system nie jest wykonywany, a słaba konserwacja ma pewien wpływ na czystość; Gęsta dostawa z dyfuzorem wymaga warstwy miksującej, więc jest odpowiednia tylko do wysokich czystych pomieszczeń powyżej 4M, a jej charakterystyka jest podobna do dostarczania górnej płyty z pełną dziurą; Metoda powrotu powietrza dla płytki z grilami po obu stronach i gniazdem powietrza powrotnego równomiernie ułożone na dnie przeciwnych ścian jest odpowiednia tylko do czystych pomieszczeń z odstępem netto mniejszym niż 6 m po obu stronach; Gniazda powietrza powracającego ułożone na dole ściany jednorazowego nadają się tylko do czystych pomieszczeń o niewielkiej odległości między ścianami (takimi jak ≤ <2 ~ 3m).

(2). Poziomy przepływ jednokierunkowy

Tylko pierwszy obszar roboczy może osiągnąć poziom czystości 100. Gdy powietrze płynie na drugą stronę, stężenie pyłu stopniowo wzrasta. Dlatego nadaje się tylko do czystych pomieszczeń o różnych wymaganiach dotyczących czystości dla tego samego procesu w tym samym pomieszczeniu. Lokalna dystrybucja filtrów HEPA na ścianie zaopatrzenia w powietrze może zmniejszyć korzystanie z filtrów HEPA i zaoszczędzić początkowe inwestycje, ale na obszarach lokalnych są wirie.

(3). Turbulent Airflow

Charakterystyka najlepszych dostarczania płytek z kryzacją i najwyższe dostarczanie gęstych dyfuzorów są takie same jak te wspomniane powyżej: Zalety dostawy bocznej są łatwe do zorganizowania rurociągów, nie jest wymagana techniczna międzywarta, tani i sprzyjający renowacji starych fabryk . Wady polegają na tym, że prędkość wiatru w obszarze roboczym jest duża, a stężenie pyłu po stronie wiatru jest wyższe niż po stronie wiatr; Najważniejsze dostarczanie gniazd filtrów HEPA ma zalety prostego systemu, braku rurociągów za filtrem HEPA i czysty przepływ powietrza dostarczany bezpośrednio do obszaru roboczego, ale czysty przepływ powietrza rozprasza się powoli, a przepływ powietrza w obszarze roboczym jest bardziej jednolity; Jednak gdy wiele punktów powietrznych jest równomiernie rozmieszczone lub używane są gniazda powietrza filtracyjnego HEPA z dyfuzorami, przepływ powietrza w obszarze roboczym może być również bardziej jednolity; Ale kiedy system nie działa ciągle, dyfuzor jest podatny na akumulację pyłu.

Powyższa dyskusja jest w idealnym stanie i jest zalecana przez odpowiednie specyfikacje krajowe, standardy lub podręczniki projektowe. W rzeczywistych projektach organizacja Airflow nie jest dobrze zaprojektowana z obiektywnych warunków lub subiektywnych powodów projektanta. Typowe obejmują: Pionowy przepływ jednokierunkowy przyjmuje powrót powietrza z dolnej części sąsiadujących dwóch ścian, lokalna klasa 100 przyjmuje górną dostawę i powrót górnego (to znaczy nie dodaje się zasłony wiszącej pod lokalnym ujściu powietrznym), a burzliwe czyste pomieszczenia przyjmowane Górna dostawa powietrza Filtr HEPA i górna lub jedna strona dolna powrót (większy odstęp między ścianami) itp. Metody organizacji przepływu powietrza zostały zmierzone, a większość ich czystości nie spełnia wymagań projektowych. Ze względu na aktualne specyfikacje pustej lub statycznej akceptacji niektóre z tych czystych pomieszczeń ledwo osiągają zaprojektowany poziom czystości w pustych lub statycznych warunkach, ale zdolność ingerencji przeciw spolowaniu jest bardzo niska, a gdy czysty pokój wejdzie do stanu roboczego, IT, IT, IT nie spełnia wymagań.

Prawidłowa organizacja przepływu powietrza powinna być ustawiona z zasłonami zwisającymi na wysokość obszaru roboczego w okolicy lokalnej, a klasa 100 000 nie powinna przyjmować górnej dostawy i górnego zwrotu. Ponadto większość fabryk produkuje obecnie wysokowydajne gniazda powietrza z dyfuzorami, a ich dyfuzory są tylko dekoracyjnymi płytkami kryzy i nie odgrywa roli dyfuzji przepływu powietrza. Projektanci i użytkownicy powinni zwrócić na to szczególną uwagę.

3. Objętość zasilania powietrza lub prędkość powietrza

Wystarczająca objętość wentylacyjna polega na rozcieńczeniu i usunięciu zanieczyszczonego powietrza. Zgodnie z różnymi wymaganiami dotyczącymi czystości, gdy wysokość netto czystego pomieszczenia jest wysoka, częstotliwość wentylacji należy odpowiednio zwiększyć. Wśród nich liczba wentylacji 1 miliona poziomów czystej pomieszczenia jest rozważana zgodnie z systemem oczyszczania o wysokiej wydajności, a reszta jest rozpatrywana zgodnie z systemem oczyszczania o wysokiej wydajności; Gdy filtry HEPA z czystych pomieszczeń klasy 100 000 jest skoncentrowane w maszynie lub filtry sub-hepa są używane na końcu systemu, częstotliwość wentylacji można odpowiednio zwiększyć o 10-20%.

W przypadku powyższych wartości zalecanych objętości wentylacji autor uważa, że: prędkość wiatru przez sekcję pokoju jednokierunkowego pomieszczenia czystego przepływu jest niska, a turbulentna czysta pokój ma zalecaną wartość o wystarczającym współczynniku bezpieczeństwa. Pionowy przepływ jednokierunkowy ≥ 0,25 m/s, poziomy jednokierunkowy przepływ ≥ 0,35 m/s. Chociaż wymagania dotyczące czystości można spełnić po testowaniu w pustych lub statycznych warunkach, zdolność antypolingowa jest słaba. Gdy pokój wejdzie do stanu roboczego, czystość może nie spełniać wymagań. Ten typ przykładu nie jest przypadkiem izolowanym. Jednocześnie nie ma fanów odpowiednich do systemów oczyszczania w serii Ventilator w moim kraju. Zasadniczo projektanci często nie dokonują dokładnych obliczeń oporu powietrza systemu, czy też nie zauważają, czy wybrany wentylator jest w bardziej korzystnym punkcie pracy na charakterystycznej krzywej, co powoduje, że objętość powietrza lub prędkość wiatru wkrótce nie osiągnie wartości projektowej Po uruchomieniu systemu. Standard federalny USA (FS209A ~ B) zastrzeżony, że prędkość przepływu powietrza jednokierunkowego pomieszczenia czystego przez przekrój pomieszczenia w czystym pomieszczeniu jest zwykle utrzymywany przy 90 stóp/min (0,45 m/s), a nierówność prędkości wynosi ± 20% pod warunkiem braku zakłóceń w całym pokoju. Wszelkie znaczące spadek prędkości przepływu powietrza zwiększy możliwość czasu samoczyszczenia i zanieczyszczenia między pozycjami roboczymi (po ogłoszeniu FS209C w październiku 1987 r. Nie sporządzono żadnych przepisów dla wszystkich wskaźników parametrów innych niż stężenie pyłu).

Z tego powodu autor uważa, że ​​właściwe jest odpowiednio zwiększenie obecnej krajowej wartości projektowania jednokierunkowej prędkości przepływu. Nasza jednostka zrobiła to w rzeczywistych projektach, a efekt jest stosunkowo dobry. Turbulentne czyste pokój ma zalecaną wartość o stosunkowo wystarczającym współczynniku bezpieczeństwa, ale wielu projektantów nadal nie jest pewnych. Podczas tworzenia określonych wzorów zwiększają objętość wentylacyjną klasy 100 000 czystych pomieszczeń do 20-25 razy/h, czysty pokój klasy 10 000 do 30-40 razy/h oraz czysty pokój klasy 1000 do 60-70 razy/h. To nie tylko zwiększa pojemność sprzętu i początkowe inwestycje, ale także zwiększa przyszłe koszty utrzymania i zarządzania. W rzeczywistości nie trzeba tego robić. Podczas opracowywania środków technicznych w moim kraju w moim kraju zbadano i mierzono ponad czysty pokój klasy 100 w Chinach. Wiele czystych pokoi badano w warunkach dynamicznych. Wyniki wykazały, że objętości wentylacji 100 000 czystych pomieszczeń ≥10 razy/h, klasy 10 000 czystych pokoi ≥20 razy/h oraz czyste pokoje klasy 1000 ≥50 razy/h mogą spełniać wymagania. Standard federalny USA (FS2O9A ~ B) Wpisuje: nieoświatowe czyste pomieszczenia (klasa 100 000, klasa 10 000), wysokość pomieszczenia 8 ~ 12 stóp (2,44 ~ 3,66 m), zwykle uważa cały pokój za wentylę przynajmniej raz na 3 minuty (IE 20 razy/h). Dlatego specyfikacja projektowa uwzględniła duży współczynnik nadwyżki, a projektant może bezpiecznie wybierać zgodnie z zalecaną wartością objętości wentylacji.

4. Statyczna różnica ciśnienia

Utrzymanie pewnego dodatniego ciśnienia w czystym pomieszczeniu jest jednym z istotnych warunków, aby upewnić się, że czysty pokój nie jest lub mniej zanieczyszczony, aby utrzymać zaprojektowany poziom czystości. Nawet w przypadku pomieszczeń czyszczących ujemnego, musi mieć sąsiednie pomieszczenia lub apartamenty o poziomie czystości nie niższym niż jego poziom, aby utrzymać pewne ciśnienie dodatnie, tak aby mogła być utrzymywana czystość pomieszczenia na czyste ciśnienie.

Dodatkowa wartość ciśnienia w czystym pomieszczeniu odnosi się do wartości, gdy ciśnienie statyczne wewnętrzne jest większe niż ciśnienie statyczne na zewnątrz, gdy wszystkie drzwi i okna są zamknięte. Metodę osiąga się, że objętość zasilania powietrza systemu oczyszczania jest większa niż objętość powietrza powracającego i objętość powietrza spalin. Aby zapewnić dodatnią wartość ciśnienia w czystym pomieszczeniu, wentylatory zaopatrzenia, zwrotu i wydechu są najlepiej połączone. Po włączeniu systemu wentylator zaopatrzenia jest najpierw uruchomiony, a następnie uruchamiane są wentylatory powrotu i wydechu; Gdy system jest wyłączony, wentylator wydechowy jest najpierw wyłączony, a następnie powrót i wentylatory zaopatrzenia są wyłączone, aby zapobiec zanieczyszczeniu czystego pomieszczenia po włączeniu i wyłączeniu systemu.

Objętość powietrza wymagana do utrzymania ciśnienia dodatnim w czystym pomieszczeniu zależy głównie przez szczelność struktury konserwacyjnej. We wczesnych dniach budowy czystego pokoju w moim kraju, ze względu na słabą szczelność struktury obudowy, utrzymywanie dodatniego ciśnienia ≥5P zajęło od 2 do 6 razy/h dostawy powietrza; Obecnie szczelność struktury konserwacyjnej została znacznie ulepszona, a do utrzymania tego samego ciśnienia dodatnim wymagane jest tylko 1 do 2 razy/h dostawy powietrza; a do utrzymania ≥10PA wymagane jest tylko 2 do 3 razy/h dostawy powietrza.

Specyfikacje projektowe mojego kraju [6] stanowi, że statyczna różnica ciśnienia między czystymi pomieszczeniami o różnych klasach i pomiędzy obszarami czystymi a obszarami nieczyszczonymi powinna być nie mniejsza niż 0,5 mm H2O (~ 5PA), a statyczna różnica ciśnienia między obszarem czystym a na zewnątrz powinien być nie mniejszy niż 1,0 mm H2O (~ 10PA). Autor uważa, że ​​ta wartość wydaje się zbyt niska z trzech powodów:

(1) Ciśnienie dodatnie odnosi się do zdolności czystego pomieszczenia do tłumienia zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach przez szczeliny między drzwiami i oknami lub do zminimalizowania zanieczyszczeń, które wnikają do pokoju, gdy drzwi i okna są otwarte przez krótki czas. Rozmiar ciśnienia dodatnie wskazuje na siłę zdolności supresji zanieczyszczenia. Oczywiście im większa ciśnienie dodatnie, tym lepiej (co zostanie omówione później).

(2) Objętość powietrza wymagana do ciśnienia dodatniego jest ograniczona. Objętość powietrza wymagana dla ciśnienia dodatniego 5PA i ciśnienia dodatnie 10PA jest tylko około 1 czas/h różna. Dlaczego tego nie zrobić? Oczywiście lepiej jest przyjąć dolną granicę ciśnienia dodatniego jako 10PA.

(3) Standard federalny USA (FS209A ~ B) stanowi, że gdy wszystkie wejścia i wyjścia są zamknięte, minimalna pozytywna różnica ciśnienia między pomieszczeniem czystym a dowolnym sąsiednim obszarem o niskiej czystości wynosi 0,05 cala kolumny wody (12,5PA). Wartość ta została przyjęta przez wiele krajów. Ale dodatnia wartość ciśnienia w czystym pomieszczeniu nie jest wyższa, tym lepiej. Zgodnie z faktycznymi testami inżynieryjnymi naszej jednostki przez ponad 30 lat, kiedy dodatnia wartość ciśnienia wynosi ≥ 30PA, trudno jest otworzyć drzwi. Jeśli nie daremnie zamkniesz drzwi, zrobi to huk! Będzie przestraszyć ludzi. Gdy dodatnia wartość ciśnienia wynosi ≥ 50 ~ 70PA, szczeliny między drzwiami a oknami będą gwizdnąć, a słabe lub te z pewnymi niewłaściwymi objawami wydają się niekomfortowe. Jednak odpowiednie specyfikacje lub standardy wielu krajów w kraju i za granicą nie określają górnej granicy presji dodatniej. W rezultacie wiele jednostek stara się jedynie spełnić wymagania dolnego limitu, niezależnie od tego, ile górny jest limit. W faktycznym czystym pomieszczeniu napotkanym przez autora wartość ciśnienia dodatniej wynosi nawet 100PA lub więcej, co powoduje bardzo złe efekty. W rzeczywistości dostosowanie ciśnienia dodatnie nie jest trudne. Kontrola go w określonym zakresie jest całkowicie możliwe. Wprowadzono dokument, że pewien kraj w Europie Wschodniej określa wartość ciśnienia dodatnią jako 1-3 mm H20 (około 10 ~ 30PA). Autor uważa, że ​​ten zakres jest bardziej odpowiedni.