Tīras telpas pamata analīze

Ievads

Tīrā telpa ir piesārņojuma kontroles pamats. Bez tīras telpas piesārņojumu jutīgās detaļas nevar ražot masveidā. Fed-STD-2 tīrā telpa tiek definēta kā telpa ar gaisa filtrēšanu, izplatīšanu, optimizāciju, celtniecības materiāliem un aprīkojumu, kurā tiek izmantotas īpašas regulāras darbības procedūras, lai kontrolētu gaisā esošo daļiņu koncentrāciju, lai sasniegtu atbilstošu daļiņu tīrības līmeni.

Lai panāktu labu tīrības efektu tīrā telpā, ir nepieciešams ne tikai koncentrēties uz saprātīgu gaisa kondicionēšanas attīrīšanas pasākumu veikšanu, bet arī pieprasīt procesu, celtniecību un citas specialitātes, lai veiktu atbilstošus pasākumus: ne tikai saprātīgs dizains, bet arī rūpīga konstrukcija un uzstādīšana saskaņā ar specifikācijām, kā arī pareiza tīras telpas un zinātniskās apkopes un pārvaldības izmantošana. Lai panāktu labu efektu tīrā telpā, daudzas vietējās un ārvalstu literatūras ir izskaidrotas no dažādiem aspektiem. Faktiski ir grūti panākt ideālu koordināciju starp dažādām specialitātēm, un dizaineriem ir grūti aptvert būvniecības un uzstādīšanas kvalitāti, kā arī izmantošanu un pārvaldību, it īpaši pēdējo. Ciktāl tas attiecas uz tīras telpas attīrīšanas pasākumiem, daudzi dizaineri vai pat celtniecības partijas bieži nepievērš pietiekamu uzmanību to nepieciešamajiem apstākļiem, kā rezultātā rodas neapmierinoša tīrības ietekme. Šajā rakstā tikai īsi apskatīti četri nepieciešamie nosacījumi tīrības prasību sasniegšanai tīras telpas attīrīšanas pasākumos.

1. Gaisa padeves tīrība

Lai nodrošinātu, ka gaisa padeves tīrība atbilst prasībām, galvenais ir attīrīšanas sistēmas galīgā filtra veiktspēja un uzstādīšana.

Filtra izvēle

Attīrīšanas sistēmas galīgais filtrs parasti izmanto HEPA filtru vai apakš-HEPA filtru. Saskaņā ar manas valsts standartiem HEPA filtru efektivitāte ir sadalīta četrās pakāpēs: A klase ir ≥99,9%, B klase ir ≥99,9%, C klase ir ≥99,999%, D klase ir (daļiņām ≥0,1 μm) ≥99,999. % (pazīstams arī kā ultra-hepa filtri); Sub-HEPA filtri ir (daļiņām ≥0,5μm) 95 ~ 99,9%. Jo augstāka ir efektivitāte, jo dārgāks ir filtrs. Tāpēc, izvēloties filtru, mums vajadzētu ne tikai izpildīt gaisa piegādes tīrības prasības, bet arī apsvērt ekonomisko racionalitāti.

No tīrības prasību viedokļa princips ir izmantot zemas veiktspējas filtrus zema līmeņa tīrām telpām un augstas veiktspējas filtriem augsta līmeņa tīrām telpām. Vispārīgi runājot: augstas un vidējas efektivitātes filtrus var izmantot 1 miljonam līmenim; Sub-HEPA vai A klases HEPA filtrus var izmantot līmeņiem, kas ir zemāki par 10 000 klasi; B klases filtrus var izmantot no 10 000 līdz 100 klasei; un C klases filtrus var izmantot no 100 līdz 1. līmeņiem. Šķiet, ka ir divu veidu filtri, no kuriem izvēlēties katram tīrības līmenim. Tas, vai izvēlēties augstas veiktspējas vai zemas veiktspējas filtrus, ir atkarīgs no īpašās situācijas: ja vides piesārņojums ir nopietns vai iekštelpu izplūdes attiecība ir liela, vai arī tīra telpa ir īpaši svarīga un tai ir nepieciešams lielāks drošības koeficients šajos vai vienā No šiem gadījumiem jāizvēlas augstas klases filtrs; Pretējā gadījumā var izvēlēties zemākas veiktspējas filtru. Tīrām telpām, kurās nepieciešama 0,1 μm daļiņu kontrole, jā atlasīt D klases filtriem neatkarīgi no kontrolētās daļiņu koncentrācijas. Iepriekš minētais ir tikai no filtra viedokļa. Faktiski, lai izvēlētos labu filtru, jums arī pilnībā jāapsver tīras telpas, filtra un attīrīšanas sistēmas īpašības.

Filtra uzstādīšana

Lai nodrošinātu gaisa padeves tīrību, nepietiek tikai ar kvalificētiem filtriem, bet arī nodrošināt: a. Transporta un uzstādīšanas laikā filtrs netiek sabojāts; b. Instalācija ir stingri. Lai sasniegtu pirmo punktu, būvniecības un uzstādīšanas personālam jābūt labi apmācītam, gan ar zināšanām par attīrīšanas sistēmu uzstādīšanu un kvalificētām uzstādīšanas prasmēm. Pretējā gadījumā būs grūti nodrošināt, ka filtrs netiek sabojāts. Šajā sakarā ir dziļas mācības. Otrkārt, uzstādīšanas necaurlaidības problēma galvenokārt ir atkarīga no instalācijas struktūras kvalitātes. Projektēšanas rokasgrāmata parasti iesaka: vienam filtram tiek izmantota atvērta tipa instalācija, lai pat tad, ja rodas noplūde, tā netiks noplūdusi telpā; Izmantojot pabeigtu HEPA gaisa kontaktligzdu, ir arī vieglāk nodrošināt saspringumu. Vairāku filtru gaisā pēdējos gados bieži tiek izmantots gēla blīvējums un negatīvā spiediena blīvējums.

Gēla blīvējumam ir jāpārliecinās, ka šķidruma tvertnes savienojums ir stingri un kopējais rāmis ir uz vienas horizontālās plaknes. Negatīva spiediena blīvējums ir savienojuma ārējā perifērija starp filtru un statiskā spiediena kārbu un rāmi negatīva spiediena stāvoklī. Tāpat kā atvērtā tipa instalācija, pat ja ir noplūde, tā netiks noplūdusi telpā. Faktiski, kamēr instalēšanas rāmis ir plakans un filtra gala virsma ir vienmērīgā saskarē ar uzstādīšanas rāmi, vajadzētu būt viegli panākt, lai filtrs atbilstu instalācijas stingrības prasībām jebkurā instalācijas tipā.

Tīras telpas gaisa plūsmas organizācija atšķiras no vispārējās telpas ar gaisa kondicionēšanu. Tas prasa, lai vispirms darbotos tīrākais gaiss. Tās funkcija ir ierobežot un samazināt apstrādāto objektu piesārņojumu. Šajā nolūkā, izstrādājot gaisa plūsmas organizāciju, jāņem vērā šādi principi: samaziniet virpuļplūsmas straumes, lai izvairītos no piesārņojuma no darba zonas darba zonā; Centieties novērst sekundāro putekļu lidošanu, lai samazinātu putekļu iespējamību piesārņojoši sagatave; Gaisa plūsmai darba zonā jābūt pēc iespējas vienveidīgai, un tā vēja ātrumam jāatbilst procesam un higiēnas prasībām. Kad gaisa plūsma plūst līdz atgriešanās gaisa kontaktligzdai, gaisā esošie putekļi ir efektīvi jāņem prom. Izvēlieties dažādus gaisa piegādi un atgriešanās režīmus atbilstoši dažādām tīrības prasībām.

Dažādām gaisa plūsmas organizācijām ir savas īpašības un jomas:

(1). Vertikāla vienvirziena plūsma

Papildus kopīgajām priekšrocībām, iegūstot vienotu lejupejošu gaisa plūsmu, veicot procesa aprīkojuma izvietojumu, spēcīgu pašsaistīšanās spēju un vienkāršojot tādas kopīgas iespējas kā personīgās attīrīšanas iespējas, četrām gaisa piegādes metodēm ir arī savas priekšrocības un trūkumi: pilnas Pārklātajiem HEPA filtriem ir zemas pretestības un garā filtra nomaiņas cikla priekšrocības, bet griestu struktūra ir sarežģīta un izmaksas ir augstas; Sānos pārklātas HEPA filtra augšējās piegādes un pilna cauruma plāksnes augšējās piegādes priekšrocības un trūkumi ir pretēji pilnvērtīgam HEPA filtra augšējam piegādei. Starp tiem pilna cauruma plāksnes augšdaļas piegādi ir viegli uzkrāt putekļus uz atveres plāksnes iekšējās virsmas, kad sistēma nepārtraukti darbojas, un slikta apkope nedaudz ietekmē tīrību; Blīvai difuzora augšdaļai ir nepieciešams sajaukšanas slānis, tāpēc tas ir piemērots tikai augstām tīrām telpām virs 4 m, un tā īpašības ir līdzīgas pilna cauruma plāksnes augšai piegādei; Atgriešanās gaisa metode plāksnei ar grilām abās pusēs un gaisa izplūdes atveri, kas vienmērīgi izkārtota pretējo sienu apakšā, ir piemērota tikai tīrām telpām ar atstarpi, kas ir mazāka par 6 m no abām pusēm; Atgriešanās gaisa izplūdes atveres, kas izvietotas vienas puses sienas apakšā, ir piemērotas tikai tīrām telpām ar nelielu attālumu starp sienām (piemēram, ≤ <2 ~ 3 m).

(2). Horizontāla vienvirziena plūsma

Tikai pirmā darba zona var sasniegt tīrības līmeni 100. Kad gaiss plūst uz otru pusi, putekļu koncentrācija pakāpeniski palielinās. Tāpēc tas ir piemērots tikai tīrām telpām ar dažādām tīrības prasībām tajā pašā procesā vienā telpā. HEPA filtru vietējā izplatība uz gaisa padeves sienas var samazināt HEPA filtru izmantošanu un ietaupīt sākotnējos ieguldījumus, taču vietējos apgabalos ir virpuļi.

(3). Vētraina gaisa plūsma

Orificejas plākšņu augstākās piegādes raksturlielumi un blīvu difuzoru augšējā piegāde ir tādas pašas kā iepriekšminētās: Sānu piegādes priekšrocības ir viegli sakārtotas cauruļvadi, nav nepieciešams tehnisks starpslānis, zemas izmaksas un veicina veco rūpnīcu atjaunošanu Apvidū Trūkumi ir tādi, ka vēja ātrums darba zonā ir liels, un putekļu koncentrācija pretvēja pusē ir augstāka nekā pretvēja pusē; HEPA filtru noieta labākajai piegādei ir vienkāršas sistēmas priekšrocības, bez HEPA filtra cauruļvadiem un tīra gaisa plūsma, kas tieši piegādāta darba zonā, bet tīra gaisa plūsma lēnām izkliedējas un gaisa plūsma darba zonā ir vienveidīgāka; Tomēr, ja ir vienmērīgi sakārtotas vairākas gaisa tirdzniecības vietas vai tiek izmantotas HEPA filtra gaisa kontaktligzdas ar difuzoriem, gaisa plūsmu darba zonā var arī padarīt vienveidīgāku; Bet, kad sistēma nedarbojas nepārtraukti, difuzoram ir nosliece uz putekļu uzkrāšanos.

Iepriekš minētā diskusija ir visa ideālā stāvoklī, un to ieteica atbilstošas ​​nacionālās specifikācijas, standarti vai dizaina rokasgrāmatas. Faktiskos projektos gaisa plūsmas organizācija nav labi izstrādāta objektīvu nosacījumu vai dizainera subjektīvo iemeslu dēļ. Parastie ir šādi: vertikāla vienvirziena plūsma. Atgriežas gaiss no blakus esošo divu sienu apakšējās daļas, vietējā 100. klase pieņem augšējo piegādi un augšējo atdevi (tas ir, zem vietējā gaisa kontaktligzdas nepievieno piekaramo aizkaru), un turbulentās tīras telpas nav pievienotas HEPA filtra gaisa kontaktligzdas augšējā piegāde un augšējā atgriešanās vai vienas puses apakšējā atgriešanās (lielāka atstarpe starp sienām) utt. Šīs gaisa plūsmas organizācijas metodes ir izmērītas, un lielākā daļa to tīrības neatbilst dizainam prasības. Due to the current specifications for empty or static acceptance, some of these clean rooms barely reach the designed cleanliness level in empty or static conditions, but the anti-pollution interference ability is very low, and once the clean room enters the working state, it neatbilst prasībām.

Pareizā gaisa plūsmas organizācija būtu jāiestata ar aizkariem, kas karājas līdz darba zonas augstumam vietējā apgabalā, un 100 000 klasei nevajadzētu pieņemt augšējo piegādi un augšējo atdevi. Turklāt vairums rūpnīcu pašlaik ražo augstas efektivitātes gaisa kontaktligzdas ar difuzoriem, un to difuzori ir tikai dekoratīvas atveres plāksnes un tām nav difūzijas gaisa plūsmas loma. Dizaineriem un lietotājiem tam vajadzētu pievērst īpašu uzmanību.

3. Gaisa padeves tilpums vai gaisa ātrums

Pietiekams ventilācijas tilpums ir atšķaidām un noņemt iekštelpu piesārņoto gaisu. Saskaņā ar dažādām tīrības prasībām, kad tīras telpas neto augstums ir augsts, ventilācijas biežums ir pienācīgi jāpalielina. Starp tiem 1 miljona līmeņa tīras telpas ventilācijas tilpums tiek ņemts vērā saskaņā ar augstas efektivitātes attīrīšanas sistēmu, bet pārējie tiek ņemti vērā saskaņā ar augstas efektivitātes attīrīšanas sistēmu; Kad 100 000 klases HEPA filtri ir koncentrēti tīra telpā mašīnā vai sistēmas beigās tiek izmantoti apakš-HEPA filtri, ventilācijas frekvenci var atbilstoši palielināt par 10-20%.

Iepriekš minētajām ventilācijas tilpuma vērtībām autors uzskata, ka: vēja ātrums caur vienvirziena plūsmas tīra telpas telpas sadaļu ir zems, un turbulentai tīrai telpai ir ieteicama vērtība ar pietiekamu drošības koeficientu. Vertikāla vienvirziena plūsma ≥ 0,25 m/s, horizontāla vienvirziena plūsma ≥ 0,35 m/s. Lai arī tīrības prasības var izpildīt, pārbaudot tukšos vai statiskos apstākļos, pret piesārņojuma spējas ir sliktas. Kad istaba nonāk darba stāvoklī, tīrība var neatbilst prasībām. Šāda veida piemērs nav izolēts gadījums. Tajā pašā laikā manas valsts ventilatoru sērijā nav fanu, kas piemēroti attīrīšanas sistēmām. Parasti dizaineri bieži neveic precīzus sistēmas gaisa pretestības aprēķinus vai arī nepamaniet, vai izvēlētais ventilators ir labvēlīgāks par raksturīgās līknes darba punktu, kā rezultātā gaisa tilpums vai vēja ātrums drīz nesasniedz dizaina vērtību Pēc sistēmas ieviešanas darbībā. ASV federālais standarts (FS209A ~ b) noteica, ka vienvirziena tīras telpas gaisa plūsmas ātrums caur tīru telpas šķērsgriezumu parasti uztur ar 90 pēdu/min (0,45 m/s), un ātruma nevienmērība ir ± 20% robežās ± 20% robežās ± 20% robežās ± 20% apstākļos, kad nav iejaukšanās visā telpā. Jebkurš ievērojams gaisa plūsmas ātruma samazinājums palielinās pašattīrošā laika un piesārņojuma iespēju starp darba pozīcijām (pēc FS209C izsludināšanas 1987. gada oktobrī visiem parametru indikatoriem, izņemot putekļu koncentrāciju, netika izstrādāti noteikumi.

Šī iemesla dēļ autors uzskata, ka ir lietderīgi pienācīgi palielināt vienvirziena plūsmas ātruma pašreizējo vietējā projektēšanas vērtību. Mūsu vienība to ir izdarījusi faktiskos projektos, un efekts ir salīdzinoši labs. Turbulentai tīrai telpai ir ieteicama vērtība ar salīdzinoši pietiekamu drošības koeficientu, taču daudzi dizaineri joprojām nav nodrošināti. Veicot īpašus dizainus, tie palielina 100 000 klases tīru telpu ventilācijas tilpumu līdz 20-25 reizes/h, 10 000 klases tīru telpu līdz 30–40 reizes/h un 1000 klases tīru telpu līdz 60–70 reizes/h. Tas ne tikai palielina aprīkojuma ietilpību un sākotnējos ieguldījumus, bet arī palielina turpmākās uzturēšanas un pārvaldības izmaksas. Faktiski tas nav jādara. Apkopojot manas valsts gaisa tīrīšanas tehniskos pasākumus, tika pētīta un izmērīta vairāk nekā 100. klases tīra telpa Ķīnā. Daudzas tīras telpas tika pārbaudītas dinamiskos apstākļos. Rezultāti parādīja, ka 100 000 klases tīru istabu ventilācijas apjomi ≥10 reizes/h, 10 000 klases tīru istabu ≥20 reizes/h un 1000 klases tīru istabu ≥ 50 reizes/h var izpildīt prasības. ASV federālais standarts (FS2O9A ~ b) nosaka: netīrās vienvirziena telpas (100 000 klase, 10 000 klase), telpas augstums 8 ~ 12 pēdas (2,44 ~ 3,66 m), parasti visu istabu uzskata par vēdināmu vismaz reizi 3 minūtēs ik pēc 3 minūtēm, lai ventilētu vismaz reizi 3 minūtēs. (ti, 20 reizes/h). Tāpēc projektēšanas specifikācijā ir ņemts vērā liels pārpalikuma koeficients, un dizainers var droši izvēlēties atbilstoši ventilācijas tilpuma ieteicamajai vērtībai.

4. Statiskā spiediena starpība

Noteikta pozitīva spiediena uzturēšana tīrā telpā ir viens no būtiskiem nosacījumiem, lai nodrošinātu, ka tīrā telpa nav vai mazāk piesārņota, lai saglabātu projektēto tīrības līmeni. Pat negatīva spiediena tīru istabu gadījumā tai jābūt blakus esošām telpām vai apartamentiem ar tīrības līmeni, kas nav zemāks par tā līmeni, lai saglabātu noteiktu pozitīvu spiedienu, lai varētu saglabāt negatīvā spiediena tīra telpas tīrību.

Tīras telpas pozitīvā spiediena vērtība attiecas uz vērtību, kad iekštelpu statiskais spiediens ir lielāks nekā āra statiskais spiediens, kad visas durvis un logi ir aizvērtas. Ar metodi tiek panākts, ka attīrīšanas sistēmas gaisa padeves tilpums ir lielāks nekā gaisa tilpums un izplūdes gaisa tilpums. Lai nodrošinātu tīras telpas pozitīvo spiediena vērtību, vēlams bloķēt piegādes, atgriešanās un izplūdes ventilatorus. Kad sistēma ir ieslēgta, vispirms tiek izveidots piegādes ventilators, un pēc tam tiek sākti atgriešanās un izplūdes ventilatori; Kad sistēma ir izslēgta, izplūdes ventilators vispirms tiek izslēgts, un pēc tam atgriešanās un piegādes ventilatori tiek izslēgti, lai neļautu tīrai telpai būt piesārņošanai, kad sistēma ir ieslēgta un izslēgta.

Gaisa tilpumu, kas nepieciešams tīras telpas pozitīvā spiediena saglabāšanai, galvenokārt nosaka apkopes struktūras hermētiskums. Tīras istabas būvniecības pirmajās dienās manā valstī, pateicoties korpusa struktūras sliktajai hermētiskumam, bija nepieciešams 2 līdz 6 reizes/h gaisa padeves, lai saglabātu pozitīvu spiedienu ≥5Pa; Pašlaik uzturēšanas struktūras hermētiskums ir ievērojami uzlabojies, un, lai saglabātu tādu pašu pozitīvu spiedienu, ir nepieciešams tikai 1 līdz 2 reizes/h gaisa padeves; un, lai uzturētu ≥10Pa, ir nepieciešams tikai 2 līdz 3 reizes/h gaisa padeve.

Manas valsts dizaina specifikācijām [6] noteica, ka statiskā spiediena starpībai starp dažādu pakāpju tīrām telpām un starp tīrām vietām un netīrām vietām jābūt ne mazāk kā 0,5 mm H2O (~ 5Pa), un statiskā spiediena starpībai starp tīru zonu un ārpus telpām jābūt ne mazāk kā 1,0 mm H2O (~ 10Pa). The author believes that this value seems to be too low for three reasons:

(1) Pozitīvs spiediens attiecas uz tīras telpas spēju apspiest iekštelpu gaisa piesārņojumu caur spraugām starp durvīm un logiem vai samazināt piesārņotājus, kas iekļūst telpā, kad durvis un logi tiek atvērti uz īsu laiku. Pozitīvā spiediena lielums norāda uz piesārņojuma nomākšanas spējas stiprumu. Protams, jo lielāks ir pozitīvais spiediens, jo labāk (par to tiks apspriests vēlāk).

(2) Pozitīva spiediena nepieciešamais gaisa tilpums ir ierobežots. Gaisa tilpums, kas nepieciešams 5Pa pozitīvam spiedienam un 10Pa pozitīvajam spiedienam, ir tikai aptuveni 1 laiks/h atšķirīgs. Kāpēc gan to nedarīt? Acīmredzot labāk ir pieņemt zemāku pozitīvā spiediena robežu kā 10Pa.

(3) ASV federālais standarts (FS209A ~ b) nosaka, ka, kad visas ieejas un izejas ir aizvērtas, minimālā pozitīvā spiediena starpība starp tīru telpu un jebkuru blakus esošo zemo tīrības zonu ir 0,05 collas ūdens kolonnas (12,5Pa). Šo vērtību ir pieņēmusi daudzas valstis. Bet tīras telpas pozitīvā spiediena vērtība nav augstāka, jo labāk. Saskaņā ar faktiskajiem mūsu vienības inženiertehniskajiem testiem vairāk nekā 30 gadus, kad pozitīvā spiediena vērtība ir ≥ 30Pa, ir grūti atvērt durvis. Ja jūs neuzmanīgi aizverat durvis, tas radīs sprādzienu! Tas nobiedēs cilvēkus. Kad pozitīvā spiediena vērtība ir ≥ 50 ~ 70Pa, spraugas starp durvīm un logiem radīs svilpi, un vājie vai tie, kuriem ir daži neatbilstoši simptomi, jutīsies neērti. Tomēr daudzu valstu attiecīgajās specifikācijās vai standartos mājās un ārvalstīs nav norādīts pozitīvā spiediena augšējā robeža. Tā rezultātā daudzas vienības cenšas izpildīt tikai apakšējās robežas prasības neatkarīgi no tā, cik lielā ir augšējā robeža. Faktiskajā tīrā telpā, ar kuru sastopas autors, pozitīvā spiediena vērtība ir pat 100Pa vai vairāk, kā rezultātā rodas ļoti slikta ietekme. Faktiski pozitīvā spiediena pielāgošana nav grūta lieta. Ir pilnīgi iespējams to kontrolēt noteiktā diapazonā. Bija dokuments, kas iepazīstināja ar to, ka noteikta valsts Austrumeiropā nosaka pozitīvo spiediena vērtību kā 1-3 mm H20 (apmēram 10 ~ 30Pa). Autore uzskata, ka šis diapazons ir piemērotāks.