A tiszta szoba alapvető elemzése

Bevezetés

A tiszta szoba a szennyezés ellenőrzésének alapja. Tiszta helyiség nélkül a szennyezés-érzékeny alkatrészek nem lehet tömeggyártás. A FED-STD-2-ben a tiszta helyiséget úgy definiálják, mint egy szoba szűréssel, eloszlással, optimalizálással, építőanyagokkal és berendezésekkel, amelyekben speciális rendszeres működési eljárásokat alkalmaznak a levegőben lévő részecskék koncentrációjának szabályozására a megfelelő részecskék-tisztességi szint elérése érdekében.

A tiszta helyiségben a jó tisztasági hatás elérése érdekében nemcsak az ésszerű légkondicionáló tisztítási intézkedések megtételére kell összpontosítania, hanem a megfelelő intézkedések megtételéhez: nemcsak az ésszerű tervezés, hanem a gondos felépítés is megkövetelése. és telepítés a specifikációkkal összhangban, valamint a tiszta helyiség és a tudományos karbantartás és kezelés helyes használata. A tiszta helyiségben a jó hatás elérése érdekében számos hazai és külföldi irodalom különféle szempontból magyarázható. Valójában nehéz elérni az ideális koordinációt a különböző specialitások között, és a tervezőknek nehéz megragadni az építés és a telepítés minőségét, valamint a felhasználást és a menedzsmentet, különösen az utóbbiakat. Ami a tiszta helyiség tisztítási intézkedéseit illeti, sok tervező, vagy akár építőipari partik gyakran nem fordítanak elegendő figyelmet a szükséges feltételekre, ami nem kielégítő tisztasági hatást eredményez. Ez a cikk csak röviden tárgyalja a tisztasági követelmények elérésének négy szükséges feltételét a tiszta helyiség tisztítási intézkedéseiben.

1. Légellátás tisztaság

Annak biztosítása érdekében, hogy a levegőellátás -tisztaság megfeleljen a követelményeknek, a kulcs a tisztító rendszer végső szűrőjének teljesítménye és telepítése.

Szűrőválasztás

A tisztító rendszer végső szűrője általában HEPA szűrőt vagy al-HEPA szűrőt alkalmaz. Az én országom szabványai szerint a HEPA szűrők hatékonysága négy fokozatra oszlik: az A osztály ≥99,9%, a B osztály ≥99,9%, a C osztály ≥99,999%, a D osztály (≥0,1 μm részecskéknél ≥99,999 % (ultra-HEPA szűrők néven is ismert); A szub-HEPA szűrők (≥0,5 μm részecskéknél) 95 ~ 99,9%. Minél nagyobb a hatékonyság, annál drágább a szűrő. Ezért a szűrő kiválasztásakor nemcsak a levegőellátás tisztasági követelményeinek kell megfelelnünk, hanem a gazdasági racionalitást is.

A tisztasági követelmények szempontjából az alapelv az alacsony teljesítményű szűrők használata alacsony szintű tiszta helyiségekhez és nagy teljesítményű szűrőkhöz a magas szintű tiszta helyiségekhez. Általánosságban elmondható: A magas és közepes hatékonyságú szűrők felhasználhatók az 1 millió szintre; al-HEPA vagy A osztályú HEPA szűrők használhatók a 10 000 osztály alatti szintekhez; A B osztályú szűrők 10 000–100 osztályhoz használhatók; és a C osztályú szűrők használhatók a 100–1. A nagy teljesítményű vagy az alacsony teljesítményű szűrők kiválasztása az konkrét helyzettől függ: ha a környezetszennyezés súlyos, vagy a beltéri kipufogó arány nagy, vagy a tiszta helyiség különösen fontos, és nagyobb biztonsági tényezőt igényel, ezekben vagy egyben Ezek közül az esetek közül egy magas osztályú szűrőt kell kiválasztani; Ellenkező esetben egy alacsonyabb teljesítményű szűrő választható ki. A 0,1 μm -es részecskék ellenőrzését igénylő tiszta helyiségeknél a D osztályú szűrőket kell kiválasztani, függetlenül a szabályozott részecskekoncentrációtól. A fentiek csak a szűrő szemszögéből származnak. Valójában a jó szűrő kiválasztásához teljes mértékben figyelembe kell vennie a tiszta helyiség, a szűrő és a tisztító rendszer tulajdonságait is.

Szűrő telepítés

A levegőellátás tisztaságának biztosítása érdekében nem elegendő csak minősített szűrők, hanem annak biztosítása érdekében is: a. A szűrő nem sérült a szállítás és a telepítés során; b. A telepítés szoros. Az első pont elérése érdekében az építőipari és a telepítő személyzetnek jól képzettnek kell lenniük, mind a tisztító rendszerek telepítésének ismereteivel, mind a képzett telepítési képességekkel. Ellenkező esetben nehéz lesz biztosítani, hogy a szűrő ne sérüljön meg. Ebben a tekintetben mély leckék vannak. Másodszor, a telepítési szorosság problémája elsősorban a telepítési struktúra minőségétől függ. A tervezési kézikönyv általában azt javasolja: egyetlen szűrő esetén nyílt típusú telepítést használnak, így még ha szivárgás is bekövetkezik, az nem szivárog a helyiségbe; A kész HEPA légmenet használatával a szorosságot is könnyebb biztosítani. Több szűrő levegőjéhez az utóbbi években gyakran használják a géltömítést és a negatív nyomás tömítését.

A géltömítésnek gondoskodnia kell arról, hogy a folyékony tartály ízülete szoros legyen, és az általános keret ugyanabban a vízszintes síkban legyen. A negatív nyomás tömítése az, hogy a szűrő és a statikus nyomásdoboz és a keret közötti ízület külső perifériáját negatív nyomás állapotban készítsék. Mint a nyílt típusú telepítés, még ha szivárgás is van, akkor nem szivárog a szobába. Valójában mindaddig, amíg a telepítési keret lapos, és a szűrő vége egyenletes érintkezésben van a telepítési kerettel, könnyűnek kell lennie, hogy a szűrő megfeleljen a telepítési szorítási követelményeknek bármely telepítési típusnál.

2. légáramlás szervezete

A tiszta szoba légáramlási szervezete különbözik az általános légkondicionált szobától. Ez megköveteli, hogy a legtisztább levegőt először a működési területre szállítsák. Funkciója a feldolgozott objektumok korlátozásának és csökkentésének korlátozása és csökkentése. Ebből a célból a következő alapelveket kell figyelembe venni a légáramlás szervezetének megtervezésekor: minimalizálja az örvényáramot, hogy elkerülje a szennyezés munkaterületen kívüli eljutását; Próbáljon megakadályozni, hogy a másodlagos por repüljön, hogy csökkentse a por szennyeződésének esélyét; A munkaterületen lévő légáramnak a lehető legegyességibbnek kell lennie, és szélsebességének meg kell felelnie a folyamat és a higiéniai követelményeknek. Amikor a légáram a visszatérő levegő kimenetére áramlik, a levegőben lévő port hatékonyan el kell távolítani. Válassza ki a különböző levegőszállítási és visszatérési módokat a különböző tisztasági követelmények szerint.

A különböző légáram -szervezeteknek megvannak a saját jellemzői és hatókörei:

(1). Függőleges egyirányú áramlás

Az egységes lefelé irányuló légáramlás megszerzésének, a folyamatfelszerelések elrendezésének, az erős ön tisztító képességének megkönnyítésének és a közös létesítmények, például a személyes tisztító lehetőségek egyszerűsítésének elősegítése mellett a négy levegőellátási módszernek is megvannak a saját előnyei és hátrányai is: teljes A fedett HEPA szűrőknek az alacsony ellenállás és a hosszú szűrőcsere -ciklus előnyei vannak, de a mennyezeti szerkezet összetett és a költségek magas; Az oldalsó borított HEPA szűrő felső kézbesítésének és a teljes lyukú lemez felső kézbesítésének előnyei és hátrányai ellentétesek a teljes borított HEPA szűrő felső szállításával. Közülük a teljes lyukú lemez felső kézbesítése könnyen felhalmozható a por felhalmozódása a nyílás lemez belső felületén, amikor a rendszer nem folytonosan működik, és a rossz karbantartás némi hatással van a tisztaságra; A sűrű diffúzor felső kézbesítéséhez keverési réteget igényel, tehát csak a 4M feletti magas tiszta szobákhoz alkalmas, és jellemzői hasonlóak a teljes lyukú lemez felső szállításához; A tányér visszatérő levegő módszere mindkét oldalán rácsokkal, és a visszatérő levegő -aljzatok egyenletesen vannak elrendezve az ellenkező falak alján, csak tiszta helyiségekhez alkalmasak, mindkét oldalán 6 m -nél kevesebb nettó távolsággal; Az egyoldalas fal alján elrendezett visszatérő levegő-kimenetek csak tiszta helyiségekhez alkalmasak, a falak között kis távolságra (például ≤ <2 ~ 3m).

(2). Vízszintes egyirányú áramlás

Csak az első munkaterület érheti el a 100 -as tisztasági szintet. Amikor a levegő a másik oldalra áramlik, a porkoncentráció fokozatosan növekszik. Ezért csak olyan tiszta helyiségekhez alkalmas, amelyek különböző tisztasági követelményekkel rendelkeznek ugyanazon a helyiségben. A HEPA szűrők helyi eloszlása ​​a levegőellátás falán csökkentheti a HEPA szűrők használatát és mentheti a kezdeti beruházásokat, ám a helyi területeken vannak örvények.

(3). Turbulens légáramlás

A nyíláslemezek felső kézbesítésének jellemzői és a sűrű diffúzorok felső kézbesítésének jellemzői megegyeznek a fent említettekkel: Az oldalsó szállítás előnyei könnyűek a csővezetékek elrendezéséhez - A hátrányok az, hogy a szélsebesség a munkaterületen nagy, és a porkoncentráció a szél oldalán magasabb, mint a szélső oldalon; A HEPA szűrőmenetek legmagasabb szállításának előnyei az egyszerű rendszernek, a HEPA szűrő mögött nincs csővezeték, és a tiszta légáramlás közvetlenül a munkaterületre kerül, de a tiszta légáram lassan diffundál, és a munkaterület légáramának egységesebb; Ha azonban több levegő kimenetet egyenletesen elrendeznek, vagy HEPA szűrő légcsatornákat használnak diffúzorokkal, a munkaterület légáramát szintén egységesebbé lehet tenni; De amikor a rendszer nem folyamatosan fut, a diffúzor hajlamos a por felhalmozódására.

A fenti vita mind ideális állapotban van, és a releváns nemzeti előírások, szabványok vagy tervezési kézikönyvek ajánlják. A tényleges projektekben a légáramlás szervezete nem megfelelő módon van jól megtervezve objektív feltételek vagy a tervező szubjektív okai miatt. A közönségesek a következők: A függőleges egyirányú áramlás a visszatérő levegőt a szomszédos két falak alsó részéből, a helyi osztályba a felső bejutást és a felső visszatérést (vagyis a helyi levegő kimenete alatt nem ad hozzá függő függönyt), és a turbulens tiszta szobák elfogadják az alkalmazást A HEPA szűrő levegő kimenetelű felső kézbesítése és a felső visszatérés vagy az egyoldalas alacsonyabb hozam (nagyobb távolság a falak között) stb. Ezeket a légáram-szervezési módszereket megmértük, és tisztaságuk nagy része nem felel meg a tervezési követelményeknek. Az üres vagy statikus elfogadás jelenlegi előírásainak köszönhetően ezeknek a tiszta szobáknak néhány része alig éri el a tervezett tisztasági szintet üres vagy statikus körülmények között, de a szennyezésellenes interferencia képesség nagyon alacsony, és amint a tiszta helyiség belép a működő állapotba, azt az IT-be, az azt nem felel meg a követelményeknek.

A megfelelő légáram -szervezetet úgy kell beállítani, hogy a függönyök a helyi területen a munkaterület magasságáig lógjanak, és a 100 000 osztály nem szabad elfogadnia a felső kézbesítést és a felső visszatérést. Ezenkívül a legtöbb gyár jelenleg nagy hatékonyságú légcsatornákat termel diffúzorokkal, és diffúzoraik csak dekoratív nyíláslemezek, és nem játszanak a diffúzás légáramlás szerepét. A tervezőknek és a felhasználóknak különös figyelmet kell fordítaniuk erre.

3.

A szellőztetési térfogat elegendő a beltéri szennyezett levegő hígításához és eltávolításához. A különböző tisztasági követelmények szerint, ha a tiszta helyiség nettó magassága magas, akkor a szellőztetési gyakoriságot megfelelően meg kell növelni. Közülük az egymillió szintű tiszta helyiség szellőztetési mennyiségét a nagy hatékonyságú tisztító rendszer szerint vesszük figyelembe, a többi pedig a nagy hatékonyságú tisztító rendszer szerint; Amikor a 100 000 osztályú tiszta helyiség HEPA szűrőit a gépteremben koncentrálják, vagy a rendszer végén használják az al-HEPA szűrőket, a szellőztetési frekvenciát 10-20%-kal lehet megfelelően növelni.

A fenti szellőztetési mennyiségben ajánlott értékek esetében a szerző úgy véli, hogy: az egyirányú áramlás tiszta helyiségének helyiségének szélsebessége alacsony, és a turbulens tiszta helyiségnek ajánlott értéke van, elegendő biztonsági tényezővel. Függőleges egyirányú áramlás ≥ 0,25 m/s, vízszintes egyirányú áramlás ≥ 0,35 m/s. Noha a tisztasági követelmények kielégíthetők, ha üres vagy statikus körülmények között tesztelik, a szennyezésgátló képesség rossz. Amint a szoba belép a munkaállapotba, a tisztaság nem felel meg a követelményeknek. Az ilyen típusú példa nem izolált eset. Ugyanakkor nem léteznek rajongók tisztító rendszerekhez a hazám ventilátor sorozatában. Általánosságban a tervezők gyakran nem végeznek pontos számításokat a rendszer légállóságáról, vagy nem veszik észre, hogy a kiválasztott ventilátor kedvezőbb munkakötőben van -e a jellegzetes görbénél, ami a levegő térfogatának vagy a szélsebességnek a hamarosan nem éri el a tervezési értéket. Miután a rendszert üzembe helyezték. Az Egyesült Államok szövetségi szabványa (FS209A ~ B) kimondta, hogy az egyirányú tiszta helyiség légáramlási sebessége a tiszta helyiség keresztmetszetén keresztül általában 90 láb/perc (0,45 m/s) tartja fenn, és a sebesség nem egységes képessége ± 20% -on belül van. az egész szobában nincs beavatkozás nélkül. A légáramlás sebességének jelentős csökkenése növeli az öntisztítási idő és a szennyezés lehetőségét a munkahelyzetek között (az FS209C 1987 októberi kihirdetése után nem történt rendelet az összes paraméter-mutatóra, kivéve a porkoncentrációt).

Ezért a szerző úgy véli, hogy helyénvaló az egyirányú áramlási sebesség jelenlegi belföldi tervezési értékének megfelelő növelése. Egységünk ezt a tényleges projektekben tette meg, és a hatás viszonylag jó. A turbulens tiszta szoba ajánlott értéke van, viszonylag elegendő biztonsági tényezővel, de sok tervező még mindig nem biztos. Konkrét tervek készítésekor a 100 000 osztályú tiszta helyiség szellőztetési mennyiségét 20-25-szer, 10 000 osztályú tiszta helyiség 30–40-ig/h-ig, az 1000 osztályú tiszta helyiséget pedig 60-70-szer/h értékre növeli. Ez nem csak növeli a berendezés kapacitását és a kezdeti beruházást, hanem növeli a jövőbeni karbantartási és kezelési költségeket is. Valójában nincs szükség erre. Az országom légtisztítási műszaki intézkedéseinek összeállításakor Kínában több mint 100 osztályú tiszta helyiséget vizsgáltak és mértek. Számos tiszta szobát teszteltünk dinamikus körülmények között. Az eredmények azt mutatták, hogy a 100 000 osztályú tiszta szobák szellőztetési mennyisége ≥10 -szer/h, 10 000 osztályú tiszta szoba ≥20/h, és az 1000 osztályú tiszta helyiség ≥ 50 -szer/h képes megfelelni a követelményeknek. Az Egyesült Államok szövetségi szabványa (FS2O9a ~ b) előírja: nem unidirekcionális tiszta helyiségek (100 000 osztály, 10 000 osztály), szobamagasság 8 ~ 12 láb (2,44 ~ 3,66 m), általában az egész szobát legalább 3 percenként szellőztetni kell. (azaz 20 -szor/h). Ezért a tervezési specifikáció figyelembe vette a nagy többlet -együtthatót, és a tervező biztonságosan választhat a szellőztetési mennyiség ajánlott értékének megfelelően.

4. Statikus nyomáskülönbség

A tiszta helyiségben egy bizonyos pozitív nyomás fenntartása az egyik alapvető feltétel annak biztosítása érdekében, hogy a tiszta helyiség ne vagy kevésbé legyen szennyezett a tervezett tisztasági szint fenntartása érdekében. Még a negatív nyomástisztító helyiségek esetében is szomszédos szobákkal vagy lakosztályokkal kell rendelkeznie, amelyek tisztasági szintje nem alacsonyabb, mint egy bizonyos pozitív nyomást, hogy fenntartható legyen a negatív nyomás tiszta szoba tisztasága.

A tiszta helyiség pozitív nyomásértéke arra az értékre utal, ha a beltéri statikus nyomás nagyobb, mint a kültéri statikus nyomás, ha az összes ajtó és ablak bezáródik. Ezt azzal a módszerrel valósítják meg, hogy a tisztító rendszer levegőellátási térfogata nagyobb, mint a visszatérő levegő térfogata és a kipufogó levegő térfogata. A tiszta helyiség pozitív nyomásértékének biztosítása érdekében a kínálat, a visszatérés és a kipufogóventilátorok előnyösen összekapcsolódnak. Amikor a rendszer bekapcsol, először elindul az ellátó ventilátor, majd elindul a visszatérő és a kipufogóventilátorok; Amikor a rendszer ki van kapcsolva, a kipufogóventilátort először kikapcsolják, majd a visszatérő és az ellátó ventilátorokat kikapcsolják, hogy megakadályozzák a tiszta helyiség szennyeződését, amikor a rendszer be- és ki van kapcsolva.

A tiszta helyiség pozitív nyomásának fenntartásához szükséges levegőmennyiséget elsősorban a karbantartási szerkezet légköre határozza meg. A tiszta szobaépítés korai napjaiban hazámban, a ház szerkezetének rossz légszükségletének köszönhetően a levegőellátás 2-6 -szoros/h órájába tartott, hogy a pozitív nyomást ≥5Pa; Jelenleg a karbantartási struktúra légszükséglete jelentősen javult, és ugyanazon pozitív nyomás fenntartásához csak 1-2 -szer/órakor szükséges a levegőellátás; és a ≥10Pa fenntartásához csak 2-3 -szoros/h -szoros a levegőellátás.

Az én országom tervezési előírásai [6] előírják, hogy a különféle fokozatú tiszta helyiségek és a tiszta területek és a nem tisztító területek közötti statikus nyomáskülönbségnek legalább 0,5 mm H2O-nak (~ 5Pa) kell lennie, és a tiszta terület statikus nyomáskülönbségének a tiszta terület között és a szabadban legalább 1,0 mm H2O (~ 10Pa) legyen. A szerző úgy véli, hogy ez az érték három okból túl alacsonynak tűnik:

(1) A pozitív nyomás arra utal, hogy egy tiszta helyiség képes elnyomni a beltéri levegőszennyezést az ajtók és az ablakok közötti réseken, vagy minimalizálni a helyiségbe behatolható szennyező anyagokat, amikor az ajtók és az ablakok rövid ideig kinyílnak. A pozitív nyomás mérete jelzi a szennyezés elnyomásának képességét. Természetesen minél nagyobb a pozitív nyomás, annál jobb (ezt később megvitatják).

(2) A pozitív nyomáshoz szükséges levegőmennyiség korlátozott. Az 5Pa pozitív nyomáshoz és a 10Pa pozitív nyomáshoz szükséges levegőmennyiség csak körülbelül 1/h különbség. Miért nem csinálja? Nyilvánvaló, hogy jobb, ha a pozitív nyomás alsó határát 10Pa -ként veszi.

(3) Az Egyesült Államok szövetségi szabványa (FS209A ~ B) kimondja, hogy ha az összes bejárat és kilépés bezáródik, a tiszta helyiség és a szomszédos alacsony tisztasági terület közötti minimális pozitív nyomáskülönbség 0,05 hüvelyk vízoszlop (12,5Pa). Ezt az értéket sok ország fogadta el. De a tiszta helyiség pozitív nyomásértéke nem minél magasabb. Az egységünk tényleges mérnöki tesztjei szerint több mint 30 éve, amikor a pozitív nyomásérték ≥ 30Pa, nehéz kinyitni az ajtót. Ha gondatlanul bezárja az ajtót, akkor ez robbant! Megijeszti az embereket. Ha a pozitív nyomásérték ≥ 50 ~ 70Pa, az ajtók és az ablakok közötti rések sípot okoznak, és a gyenge vagy a nem megfelelő tünetekkel járó gyengék kényelmetlenül érzik magukat. Számos otthon és külföldön lévő ország releváns specifikációi vagy szabványai azonban nem határozzák meg a pozitív nyomás felső határát. Ennek eredményeként sok egység csak az alsó határ követelményeinek teljesítésére törekszik, függetlenül attól, hogy mekkora a felső határ. A szerző által tapasztalt tényleges tiszta helyiségben a pozitív nyomásérték akár 100 pa vagy annál nagyobb, ami nagyon rossz hatásokat eredményez. Valójában a pozitív nyomás beállítása nem nehéz. Teljesen lehetséges egy bizonyos tartományon belül ellenőrizni. Volt egy dokumentum, amely bevezeti, hogy egy bizonyos ország Kelet-Európában a pozitív nyomásértéket 1-3 mm-es H20-nak (kb. 10 ~ 30Pa) határozza meg. A szerző úgy véli, hogy ez a tartomány megfelelőbb.