Основний аналіз чистого приміщення

Вступ

Чиста кімната - це основа контролю забруднення. Без чистого приміщення деталі, чутливі до забруднення, не можуть бути масовими. У FED-STD-2 чисте приміщення визначається як приміщення з фільтрацією повітря, розподілу, оптимізації, будівельних матеріалів та обладнання, в яких конкретні регулярні експлуатаційні процедури використовуються для контролю концентрації частинок, що перебувають у повітрі, для досягнення відповідного рівня чистоти частинок.

Для досягнення хорошої чистоти в чистому приміщенні необхідно не лише зосередитись на прийнятті розумних заходів щодо очищення кондиціонування, а й вимагати процесу, будівництва та інших спеціальностей для вжиття відповідних заходів: не лише розумної конструкції, але й ретельної конструкції та встановлення відповідно до специфікацій, а також правильного використання чистого приміщення та наукового обслуговування та управління. Для того, щоб досягти хорошого ефекту в чистому приміщенні, багато домашніх та іноземних літератур були викладені з різних точок зору. Насправді важко досягти ідеальної координації між різними спеціальностями, і дизайнерам важко зрозуміти якість будівництва та встановлення, а також використання та управління, особливо останнє. Що стосується заходів чистого очищення приміщень, багато дизайнерів або навіть будівельних вечірок часто не приділяють достатньої уваги їх необхідним умовам, що призводить до незадовільного ефекту чистоти. У цій статті лише коротко обговорюється чотири необхідні умови для досягнення вимог до чистоти в заходах чистого очищення приміщень.

1. Чистота подачі повітря

Щоб переконатися, що чистота подачі повітря відповідає вимогам, ключовим є продуктивність та встановлення кінцевого фільтра системи очищення.

Вибір фільтра

Кінцевий фільтр системи очищення, як правило, приймає фільтр HEPA або фільтр підепа. Відповідно до стандартів моєї країни, ефективність фільтрів HEPA поділяється на чотири ступеня: клас A становить ≥99,9%, клас В становить ≥99,9%, клас C - ≥99,99%, клас D - (для частинок ≥0,1 мкм) ≥99,999 % (також відомі як фільтри Ultra-Hepa); Фільтри підхопи (для частинок ≥0,5 мкм) 95 ~ 99,9%. Чим вище ефективність, тим дорожче фільтр. Тому, вибираючи фільтр, ми повинні не тільки відповідати вимогам чистоти подачі повітря, але й враховувати економічну раціональність.

З точки зору вимог до чистоти, принцип полягає у використанні низькопродуктивних фільтрів для низькорівневих чистих приміщень та високопродуктивних фільтрів для чистих приміщень високого рівня. Взагалі: фільтри з високою та середньою ефективністю можуть використовуватися для рівня 1 мільйона; Фільтри HEPA Sub-HEPA або класу A можуть використовуватися для рівнів нижче 10 000 класів; Фільтри класу B можна використовувати для класу від 10 000 до 100; і фільтри класу С можна використовувати для рівнів від 100 до 1. Здається, що для кожного рівня чистоти є два типи фільтрів. Незалежно від того, чи вибрати високоефективні або низькопродуктивні фільтри залежить від конкретної ситуації: коли забруднення навколишнього середовища є серйозним, або співвідношення вихлопних виробів у приміщенні, або чисте приміщення є особливо важливим і вимагає більшого коефіцієнта безпеки в цьому чи одному З цих випадків слід вибрати фільтр високого класу; В іншому випадку може бути вибраний фільтр з нижчою продуктивністю. Для чистих приміщень, які потребують контролю частинок 0,1 мкм, фільтри класу D повинні бути обрані незалежно від концентрації контрольованих частинок. Вищезазначене лише з точки зору фільтра. Насправді, щоб вибрати хороший фільтр, ви також повинні повністю розглянути характеристики чистого приміщення, фільтра та систему очищення.

Встановлення фільтра

Щоб забезпечити чистоту подачі повітря, недостатньо мати лише кваліфіковані фільтри, а також забезпечити: a. Фільтр не пошкоджений під час транспортування та встановлення; б. Установка щільна. Для досягнення першого пункту персонал з будівництва та встановлення повинен бути добре навченим, як знання про встановлення систем очищення, так і навичок кваліфікованих установ. В іншому випадку буде важко переконатися, що фільтр не пошкодився. У цьому плані є глибокі уроки. По -друге, проблема жорсткості встановлення в основному залежить від якості конструкції встановлення. Посібник з дизайну, як правило, рекомендує: для одного фільтра використовується установка відкритого типу, так що навіть якщо відбудеться витік, він не просочиться в кімнату; Використовуючи готову торгову точку HEPA, герметичність також простіше забезпечити. Для повітря декількох фільтрів в останні роки часто використовуються гель -ущільнювач та герметизація негативного тиску.

Гелеве ущільнення повинно гарантувати, що рідкий суглоб є щільним, а загальна рама знаходиться на одній горизонтальній площині. Негативний тиск ущільнювача полягає в тому, щоб зробити зовнішню периферію суглоба між фільтром та статичним коробкою тиску та кадром у стані негативного тиску. Як і встановлення відкритого типу, навіть якщо є витік, він не просочиться в кімнату. Насправді, поки кадр встановлення плоский, а обличчя кінця фільтра знаходиться в рівномірному контакті з встановленням кадру, це повинно бути легко, щоб фільтр відповідав вимогам встановлення у будь -якому типі встановлення.

2. Організація повітряного потоку

Організація повітряного потоку чистої кімнати відрізняється від загальної кімнати з кондиціонером. Це вимагає, щоб найчистіше було доставити в операційну зону спочатку. Його функція полягає у обмеженні та зменшенні забруднення обробленими об'єктами. З цією метою слід враховувати наступні принципи при розробці організації повітряного потоку: мінімізуйте вихрові струми, щоб уникнути забруднення поза робочою зоною до робочої зони; Спробуйте запобігти польоту вторинного пилу, щоб зменшити ймовірність забруднення пилу заготовку; Потік повітря в робочій зоні повинен бути максимально рівномірним, а його швидкість вітру повинна відповідати вимогам процесу та гігієни. Коли повітряний потік стікає до виходу з зворотного повітря, пил у повітрі повинен бути ефективно забрати. Виберіть різні режими доставки та повернення повітря відповідно до різних вимог до чистоти.

Різні організації повітряного потоку мають власні характеристики та сфери застосування:

(1). Вертикальний однонаправлений потік

На додаток до загальних переваг отримання рівномірного потоку вниз, сприяючи розташуванню технологічного обладнання, сильної здатності до самозахисту та спрощенням загальних об'єктів, таких як особисті об'єкти очищення, чотири методи подачі повітря також мають власні переваги та недоліки: повні- Покриті фільтри HEPA мають переваги низького опору та довгого циклу заміни фільтра, але структура стелі є складною, а вартість висока; Переваги та недоліки бічної доставки, покритого бічним фільтром HEPA та верхня доставка пластини, протилежні від повної покритої верхньої доставки фільтра HEPA. Серед них верхня доставка пластини з повною луною легко накопичувати пил на внутрішній поверхні пластини отвору, коли система не замислюється, а погане обслуговування має певний вплив на чистоту; Щільна дифузорна верхня доставка вимагає змішувального шару, тому він підходить лише для високих чистих приміщень вище 4м, а його характеристики схожі на верхню доставку пластини з повною ділянкою; Метод зворотного повітря для тарілки з решітками з обох боків та розетками зворотного повітря рівномірно розташованим на дні протилежних стін підходить лише для чистих кімнат з чистим відстань менше 6 м з обох боків; Повітряні розетки, розташовані внизу односторонньої стіни, підходять лише для чистих кімнат з невеликою відстань між стінами (наприклад, ≤ <2 ~ 3 м).

(2). Горизонтальний однонаправлений потік

Тільки перша робоча зона може досягти рівня чистоти 100. Коли повітря стікає в інший бік, концентрація пилу поступово збільшується. Тому він підходить лише для чистих приміщень з різними вимогами до чистоти для одного і того ж процесу в одній кімнаті. Місцевий розподіл фільтрів HEPA на стіні подачі повітря може зменшити використання фільтрів HEPA та заощадити початкові інвестиції, але в місцевих районах є Eddies.

(3). Турбулентний потік повітря

Характеристики верхньої доставки отворів та верхньої доставки щільних дифузорів такі ж, як і згадані вище: Переваги бічної доставки легко влаштувати трубопроводи, не потрібно технічного проміжку, низької вартості та сприяють ремонту старих заводів . Недоліки полягають у тому, що швидкість вітру в робочій зоні велика, а концентрація пилу на стороні вітру вище, ніж на стороні вітру; Верхня доставка торгових точок HEPA має переваги простої системи, немає трубопроводів за фільтром HEPA, а чистий потік повітря безпосередньо подається в робочу зону, але чистий потік повітря повільно розповсюджується, а потік повітря в робочій зоні є більш рівномірним; Однак, коли використовуються кілька торгових точок повітря або використовуються торгові точки фільтра HEPA з дифузаторами, потік повітря в робочій зоні також може бути більш рівномірним; Але коли система не працює постійно, дифузор схильний до накопичення пилу.

Вищезазначена дискусія - це все в ідеальному стані і рекомендується відповідними національними специфікаціями, стандартами або посібниками з дизайну. У фактичних проектах організація повітряного потоку недостатньо розроблена через об'єктивні умови або суб'єктивні причини дизайнера. Поширені з них включають: вертикальний однонаправлений потік приймає повернення повітря з нижньої частини сусідніх двох стін, місцевий клас 100 приймає верхню доставку та верхню повернення (тобто жодна підвісна завіса не додається під місцевим виходом повітря), а турбулентні чисті кімнати приймають Верхня доставка повітряного випуску Hepa Filter Air та верхня повернення або нижня повернення в одній стороні (більший інтервал між стінами) і т. Д. Ці методи організації повітряного потоку вимірювались, і більшість їх чистоти не відповідає конструкції вимоги. Через поточні специфікації для порожнього або статичного прийняття, деякі з цих чистих приміщень ледь досягають розробленого рівня чистоти в порожніх або статичних умовах, але здатність до переплутування заторгнення дуже низька, і як тільки чиста кімната потрапить у робочий стан, ІТ не відповідає вимогам.

Правильна організація повітряного потоку повинна бути встановлена ​​шторами, що висять до висоти робочої зони в місцевій зоні, а клас 100 000 не повинен приймати верхню доставку та верхню віддачу. Крім того, більшість фабрик в даний час виробляють високоефективні торгові точки з дифузорами, а їх дифузатори є лише декоративними пластинами для отвору і не відіграють роль дифузного повітряного потоку. Дизайнери та користувачі повинні звернути на це особливу увагу.

3. Об'єм подачі повітря або швидкість повітря

Достатній об'єм вентиляції є розбавлення та видалення забрудненого повітря в приміщенні. Відповідно до різних вимог до чистоти, коли чиста висота чистої кімнати висока, частота вентиляції повинна бути належним чином збільшена. Серед них об'єм вентиляції чистого приміщення на 1 мільйон рівня розглядається відповідно до системи очищення високої ефективності, а решта розглядаються відповідно до системи високої ефективності; Коли фільтри HEPA класу 100 000 чистої кімнати зосереджені в машинному приміщенні або фільтри-гепа використовуються в кінці системи, частоту вентиляції може бути належним чином збільшуватися на 10-20%.

Для вищезгаданого об'єму вентиляції рекомендовані значення автор вважає, що: швидкість вітру через ділянку приміщення однонаправленого чистого приміщення потоку низька, а турбулентна чиста кімната має рекомендоване значення з достатнім коефіцієнтом безпеки. Вертикальний однонаправлений потік ≥ 0,25 м/с, горизонтальний однонаправлений потік ≥ 0,35 м/с. Хоча вимоги до чистоти можуть бути виконані при тестуванні в порожніх або статичних умовах, здатність проти забруднення погана. Після того, як кімната потрапляє в робочий стан, чистота може не відповідати вимогам. Цей тип прикладу не є ізольованим випадком. У той же час, у серії вентилятора моєї країни немає вентиляторів, придатних для систем очищення. Як правило, дизайнери часто не роблять точних обчислень стійкості до повітря системи, або не помічають, чи вибраний вентилятор знаходиться в більш сприятливій робочій точці на характерній кривій, що призводить до того, що незабаром не вдається досягти конструктивної вартості повітря Після введення системи в експлуатацію. Федеральний стандарт США (FS209A ~ B) передбачав, що швидкість повітряного потоку однонаправленого чистого приміщення через поперечний переріз чистого приміщення зазвичай зберігається при 90 футів/хв (0,45 м/с), а швидкість нерівномірності знаходиться в межах ± 20% за умови відсутності втручання у всю кімнату. Будь-яке значне зниження швидкості повітряного потоку збільшить можливість часу самоочищення та забруднення між робочими позиціями (після оприлюднення FS209C У жовтні 1987 року для всіх показників параметрів, крім концентрації пилу).

З цієї причини автор вважає, що доречно належним чином збільшити поточну внутрішню проектну вартість однонаправленої швидкості потоку. Наш підрозділ зробив це у фактичних проектах, і ефект відносно хороший. Турбулентна чиста кімната має рекомендовану цінність із відносно достатнім фактором безпеки, але багато дизайнерів досі не впевнені. Виготовляючи конкретні конструкції, вони збільшують об'єм вентиляції 100 000 чистих приміщень до 20-25 разів/год, класу 10 000 чистих приміщень до 30-40 разів/год, а клас 1000 чистих приміщень до 60-70 разів/год. Це не тільки збільшує потужність обладнання та початкові інвестиції, але й збільшує майбутні витрати на обслуговування та управління. Насправді цього не потрібно робити. Під час складання технічних заходів з очищення повітря в моїй країні в Китаї було досліджено та вимірювали більше класу 100 чистих приміщень. Багато чистих кімнат були випробувані в динамічних умовах. Результати показали, що обсяги вентиляції 100 000 чистих приміщень ≥10 разів/год, 10 000 чистих приміщень класу ≥20 разів/год, а чисті кімнати класу 1000 разів ≥50 разів/год можуть відповідати вимогам. Федеральний стандарт США (FS2O9A ~ B) Застосовується: Несправні чисті кімнати (клас 100 000, клас 10 000), висота кімнати 8 ~ 12 футів (2,44 ~ 3,66 м), як правило, вважайте, що вся кімната провітрена принаймні раз на 3 хвилини (тобто 20 разів/год). Тому специфікація проектування враховувала великий коефіцієнт надлишків, і дизайнер може безпечно вибирати відповідно до рекомендованого значення вентиляції.

4. Статична різниця тиску

Підтримка певного позитивного тиску в чистому приміщенні - це одна з найважливіших умов, щоб забезпечити, щоб чиста кімната не була забрудненою або менш забрудненою для підтримки рівня чистоти. Навіть для чистого тиску чистих тисків він повинен мати сусідні кімнати або апартаменти з рівнем чистоти, не нижчими, ніж його рівень, щоб підтримувати певний позитивний тиск, щоб чистоти чистого тиску можна підтримувати.

Позитивне значення тиску чистої кімнати відноситься до значення, коли статичний тиск у приміщенні більший, ніж зовнішній статичний тиск, коли всі двері та вікна закриті. Він досягається методом, що об'єм подачі повітря системи очищення перевищує об'єм повернення та об'єм вихлопного повітря. Для того, щоб забезпечити позитивне значення тиску в чистому приміщенні, вентилятори постачання, повернення та вихлопу бажано переплетені. Коли система увімкнена, вентилятор живлення запускається спочатку, а потім запускаються вентилятори повернення та вихлопу; Коли система вимкнена, вентилятор вихлопу спочатку вимкнено, а потім вентилятори повернення та постачання вимкнено, щоб запобігти забрудненню чистої кімнати, коли система включена та вимкнена.

Об'єм повітря, необхідний для підтримки позитивного тиску чистої кімнати, в основному визначається герметичністю структури технічного обслуговування. У перші дні будівництва чистого приміщення в моїй країні, через погану герметичність структури корпусу, знадобилося 2 - 6 разів/год подачі повітря, щоб підтримувати позитивний тиск ≥5PA; В даний час герметичність структури технічного обслуговування значно покращилася, і для підтримки одного і того ж позитивного тиску потрібно лише 1 - 2 рази/год подачі повітря; і лише 2 - 3 рази/год подачі повітря необхідний для підтримки ≥10PA.

Технічні характеристики моєї країни [6] передбачають, що статична різниця тиску між чистими приміщеннями різних сортів та між чистими ділянками та неклінними областями повинна бути не менше 0,5 мм H2O (~ 5PA) та статичною різницею тиску між чистою областю і на відкритому повітрі повинен бути не менше 1,0 мм H2O (~ 10PA). Автор вважає, що ця цінність здається занадто низькою з трьох причин:

(1) Позитивний тиск стосується здатності чистої кімнати придушити забруднення повітря в приміщенні через зазори між дверима та вікнами, або мінімізувати забруднювачі, які проникають у приміщення, коли двері та вікна відкриваються на короткий час. Розмір позитивного тиску вказує на силу здатності придушення забруднення. Звичайно, чим більший позитивний тиск, тим краще (який буде обговорено пізніше).

(2) Об'єм повітря, необхідний для позитивного тиску, обмежений. Об'єм повітря, необхідний для позитивного тиску 5PA, і позитивний тиск 10PA - лише близько 1 часу/год. Чому б це не зробити? Очевидно, краще прийняти нижню межу позитивного тиску як 10PA.

(3) Федеральний стандарт США (FS209A ~ B) передбачає, що коли всі входи та виходи закриті, мінімальна різниця позитивного тиску між чистим приміщенням та будь -якою сусідньою областю низької чистоти становить 0,05 дюйма водної колони (12,5PA). Ця цінність була прийнята багатьма країнами. Але позитивне значення тиску в чистому приміщенні не чим вище. Відповідно до фактичних інженерних тестів нашого підрозділу більше 30 років, коли значення позитивного тиску становить ≥ 30PA, важко відкрити двері. Якщо ви недбало закриєте двері, це зробить удар! Це буде лякати людей. Коли значення позитивного тиску становить ≥ 50 ~ 70PA, прогалини між дверима та вікнами зроблять свист, а слабкі або ті, у яких деякі невідповідні симптоми відчуватимуться незручно. Однак відповідні специфікації або стандарти багатьох країн вдома та за кордоном не визначають верхню межу позитивного тиску. Як результат, багато одиниць прагнуть відповідати вимогам нижньої межі, незалежно від того, наскільки верхня межа. У фактичному чистому приміщенні, з якою стикається автор, значення позитивного тиску становить 100PA і більше, що призводить до дуже поганих наслідків. Насправді коригування позитивного тиску - це не складна річ. Цілком можливо контролювати його в певному діапазоні. Було введено документ, що певна країна у Східній Європі передбачає позитивне значення тиску як 1-3 мм H20 (близько 10 ~ 30PA). Автор вважає, що цей діапазон є більш доречним.