Въведение
Чистото помещение е в основата на контрола на замърсяването. Без чисто място, чувствителните към замърсяването части не могат да бъдат произведени масово. В FED-STD-2 чистата стая се определя като стая с въздушна филтрация, разпределение, оптимизация, строителни материали и оборудване, при която специфични редовни работни процедури се използват за контрол на концентрацията на частици във въздуха, за да се постигне подходящото ниво на чистота на частиците.
За да се постигне добър ефект на чистота в чистото помещение, е необходимо не само да се съсредоточим върху предприемането на разумни мерки за пречистване на климатика, но и да се изисква процес, строителство и други специалитети, за да се предприемат съответните мерки: не само разумен дизайн, но и внимателно строителство и инсталиране в съответствие със спецификациите, както и правилно използването на чиста стая и научна поддръжка и управление. За да се постигне добър ефект в чистото помещение, много вътрешни и чуждестранни литератури са изложени от различни гледни точки. Всъщност е трудно да се постигне идеална координация между различни специалности и е трудно за дизайнерите да схванете качеството на строителството и монтажа, както и използването и управлението, особено последните. Що се отнася до мерките за пречистване на чисти помещения, много дизайнери или дори строителни страни често не обръщат достатъчно внимание на необходимите им условия, което води до незадоволителен ефект на чистота. Тази статия само накратко обсъжда четирите необходими условия за постигане на изискванията за чистота в мерките за пречистване на чисти помещения.
1. Чистота на снабдяването с въздух
За да се гарантира, че чистотата на подаването на въздух отговаря на изискванията, ключът е производителността и инсталирането на крайния филтър на системата за пречистване.
Избор на филтър
Крайният филтър на системата за пречистване обикновено приема HEPA филтър или под-HEPA филтър. Според стандартите на моята страна ефективността на филтрите за HEPA е разделена на четири степени: клас А е ≥99,9%, клас B е ≥99,9%, клас C е ≥99,999%, клас D е (за частици ≥0.1 μm) ≥99.999 % (известен също като ултра-хепа филтри); Суб-хепа филтрите са (за частици ≥0,5 μm) 95 ~ 99,9%. Колкото по -висока е ефективността, толкова по -скъп е филтърът. Следователно, когато избираме филтър, ние не само трябва да отговаряме на изискванията за чистота на доставките на въздух, но и да вземем предвид икономическата рационалност.
От гледна точка на изискванията за чистота, принципът е да се използват филтри с ниска ефективност за чисти помещения на ниско ниво и филтри с висока производителност за чисти стаи на високо ниво. Най-общо казано: Филтрите с висока и средна ефективност могат да се използват за ниво 1 милион; Sub-Hepa или HEPA филтри от клас A могат да се използват за нива под 10 000 клас; Филтрите от клас В могат да се използват за 10 000 до 100 клас; и филтрите от клас C могат да се използват за нива от 100 до 1. Изглежда, че има два вида филтри, от които да избирате за всяко ниво на чистота. Дали да изберете високоефективни или нископроизводителни филтри зависи от конкретната ситуация: когато замърсяването на околната среда е сериозно, или съотношението на отработените газове е голямо, или чистото помещение е особено важно и изисква по-голям фактор на безопасност, в тези или един От тези случаи трябва да бъде избран филтър от висок клас; В противен случай може да бъде избран филтър с по-ниска ефективност. За чисти помещения, които изискват контрол на 0,1 μm частици, трябва да се избират филтри от клас D, независимо от концентрацията на контролирана частица. Горното е само от гледна точка на филтъра. Всъщност, за да изберете добър филтър, трябва да вземете предвид напълно характеристиките на чистата стая, филтъра и системата за пречистване.
Инсталация на филтъра
За да се гарантира чистотата на подаването на въздух, не е достатъчно да има само квалифицирани филтри, но и да се гарантира: a. Филтърът не е повреден по време на транспортиране и монтаж; б. Инсталацията е стегната. За да се постигне първата точка, персоналът на строителството и инсталацията трябва да бъде добре обучен, както с познанията за инсталиране на системи за пречистване, така и умения за квалифициране на инсталацията. В противен случай ще бъде трудно да се гарантира, че филтърът не е повреден. В това отношение има дълбоки уроци. Второ, проблемът със стегнатостта на инсталацията зависи основно от качеството на инсталационната структура. Ръководството за проектиране обикновено препоръчва: За един филтър се използва отворен тип инсталация, така че дори да се случи изтичане, тя няма да изтече в стаята; Използвайки завършен изход на HEPA Air, плътността също е по -лесно да се гарантира. За въздуха на множество филтри гел уплътнението и отрицателното запечатване на налягане често се използват през последните години.
Гел уплътнението трябва да гарантира, че течният резервоар е стегнат и общата рамка е на същата хоризонтална равнина. Отрицателното запечатване на налягането е да се направи външната периферия на ставата между филтъра и статичното поле на налягане и рамката в състояние на отрицателно налягане. Подобно на инсталацията с отворен тип, дори и да има изтичане, тя няма да изтече в стаята. Всъщност, докато инсталационната рамка е плоска и лицето на филтъра е в равномерно контакт с инсталационната рамка, трябва да бъде лесно да накарате филтъра да отговаря на изискванията за стегнатост на инсталацията при всеки тип инсталация.
2. Организация на въздушния поток
Организацията на въздушния поток на чиста стая е различна от тази на общо помещение с климатик. Това изисква първо да се доставя най -чистият въздух до работната зона. Нейната функция е да ограничи и намали замърсяването до преработените обекти. За тази цел трябва да се вземат предвид следните принципи при проектирането на организацията на въздушния поток: минимизирайте вихровите течения, за да се избегне въвеждането на замърсяване извън работната зона в работната зона; Опитайте се да предотвратите летенето на вторично прах, за да намалите вероятността от замърсяване на праха за детайла; Въздушният поток в работната зона трябва да бъде възможно най -равномерно, а скоростта на вятъра му трябва да отговаря на изискванията на процеса и хигиената. Когато въздушният поток тече към изхода на връщания въздух, прахът във въздуха трябва да се отнеме ефективно. Изберете различни режими на доставка на въздух и възвръщаемост според различните изисквания за чистота.
Различните организации на въздушния поток имат свои характеристики и обхвати:
(1). Вертикален еднопосочен поток
В допълнение към общите предимства на получаването на равномерен въздушен поток надолу, улесняване на подреждането на процесното оборудване, силната способност за самоохибиване и опростяване на общи съоръжения, като лични съоръжения за пречистване, четирите метода за доставка на въздух също имат свои собствени предимства и недостатъци: Пълно- Покритите HEPA филтри имат предимствата на ниско съпротивление и дълъг цикъл за подмяна на филтри, но структурата на тавана е сложна и цената е висока; Предимствата и недостатъците на най-горната доставка на HEPA филтър за HEPA и най-горната доставка на плочата с пълна дупка са противоположни на тези на пълно покрита HEPA филтър за доставка. Сред тях най-горната доставка на плочата с пълна дупка е лесно да се натрупва прах върху вътрешната повърхност на отвора на отвора, когато системата непрекъснато работи, а лошата поддръжка оказва известно влияние върху чистотата; Плътната доставка на дифузора изисква смесителен слой, така че е подходящ само за високи чисти помещения над 4 м, а характеристиките му са подобни на горната доставка на плочата с пълна дупка; Методът за връщане на въздуха за чинията с решетки от двете страни и изходните обекти за възвръщаемост, равномерно подредени в долната част на противоположните стени, е подходящ само за чисти помещения с нетно разстояние по -малко от 6 м от двете страни; Изпълнението на възвръщаемостта на въздуха, подредени в долната част на стената на една страна, са подходящи само за чисти помещения с малко разстояние между стените (като ≤ <2 ~ 3M).
(2). Хоризонтален еднопосочен поток
Само първата работна зона може да достигне нивото на чистота от 100. Когато въздухът тече от другата страна, концентрацията на праха постепенно се увеличава. Следователно, той е подходящ само за чисти помещения с различни изисквания за чистота за един и същ процес в една и съща стая. Местното разпределение на HEPA филтри на стената на захранване на въздух може да намали използването на HEPA филтри и да спести първоначална инвестиция, но има вихри в местните райони.
(3). Турбулентен въздушен поток
Характеристиките на най -високата доставка на табели на отвора и най -високата доставка на плътни дифузори са същите като споменатите по -горе: предимствата на страничната доставка са лесни за подреждане на тръбопроводи, не се изискват технически междинно слой, ниска цена и благоприятни за обновяването на стари фабрики . Недостатъците са, че скоростта на вятъра в работната зона е голяма, а концентрацията на прах от страната на низходящата вятър е по -висока от тази на страната на вятъра; Най -горната доставка на търговските обекти на HEPA има предимствата на простата система, без тръбопроводи зад филтъра HEPA и чистият въздушен поток директно се доставя в работната зона, но чистият въздушен поток се разпространява бавно и въздушният поток в работната зона е по -равномерен; Въпреки това, когато множество въздушни търговски обекти са равномерно подредени или се използват въздушни изходи на HEPA с дифузори, въздушният поток в работната зона също може да се направи по -равномерно; Но когато системата не работи непрекъснато, дифузьорът е предразположен към натрупване на прах.
Горната дискусия е в идеално състояние и се препоръчва от съответните национални спецификации, стандарти или ръководства за дизайн. В действителните проекти организацията на въздушния поток не е добре проектирана поради обективни условия или субективни причини на дизайнера. Общите включват: вертикалният еднопосочен поток приема възвръщаемост от долната част на съседните две стени, местният клас 100 приема горната доставка и горната връщане (тоест не се добавя висяща завеса под местния въздушен изход) и турбулентни чисти помещения приемат Доставка на HEPA филтър за въздух и горна възвръщаемост или еднократна долна възвръщаемост (по-голямо разстояние между стените) и др. Тези методи за организация на въздушния поток са измерени и по-голямата част от тяхната чистота не отговаря на Изискванията за проектиране. Поради текущите спецификации за празно или статично приемане, някои от тези чисти помещения почти не достигат до проектираното ниво на чистота при празни или статични условия, но способността за намеса на замърсяване е много ниска и след като чистата стая влезе в работното състояние, тя е не отговаря на изискванията.
Правилната организация на въздушния поток трябва да бъде поставена с завеси, висящи до височината на работната зона в местната зона, а клас 100 000 не трябва да приема горна доставка и горна възвръщаемост. В допълнение, повечето фабрики понастоящем произвеждат високоефективни въздушни търговски обекти с дифузори, а техните дифузори са само декоративни плочи на отвора и не играят ролята на дифузен въздушен поток. Дизайнерите и потребителите трябва да обърнат специално внимание на това.
3. Обем на подаване на въздух или скорост на въздуха
Достатъчен обем на вентилацията е да се разрежда и премахне замърсеният въздух на закрито. Според различни изисквания за чистота, когато нетната височина на чистото помещение е висока, честотата на вентилацията трябва да се увеличи по подходящ начин. Сред тях обемът на вентилацията на чистата стая на 1 милион ниво се разглежда според системата за пречистване с висока ефективност, а останалите се разглеждат според системата за пречистване с висока ефективност; Когато HEPA филтрите на чистото помещение от клас 100 000 са концентрирани в машинното помещение или в края на системата се използват под-хепа филтри, честотата на вентилацията може да бъде увеличена по подходящ начин с 10-20%.
За горния обем на вентилацията Препоръчителни стойности, авторът вярва, че: Скоростта на вятъра през секцията на стаята на еднопосочната чиста стая на потока е ниска, а турбулентното чисто помещение има препоръчителна стойност с достатъчен коефициент на безопасност. Вертикален еднопосочен поток ≥ 0,25m/s, хоризонтален еднопосочен поток ≥ 0,35m/s. Въпреки че изискванията за чистота могат да бъдат изпълнени при тестване при празни или статични условия, способността за замърсяване е лоша. След като стаята влезе в работното състояние, чистотата може да не отговаря на изискванията. Този тип пример не е изолиран случай. В същото време няма вентилатори, подходящи за системи за пречистване в серията вентилатор на моята страна. Като цяло дизайнерите често не правят точни изчисления на въздушното съпротивление на системата или не забелязват дали избраният вентилатор е в по -благоприятна работна точка върху характерната крива, което води до обема на въздуха или скоростта на вятъра да не достигне до стойността на дизайна скоро скоро След като системата бъде въведена в експлоатация. Федералният стандарт на САЩ (FS209A ~ B) предвижда, че скоростта на въздушния поток на еднопосочно чисто помещение през чистото напречно сечение обикновено се поддържа на 90 фута/мин (0,45 м/и), а скоростта на неравномерност е в рамките на ± 20% при условие, че няма намеса в цялото помещение. Всяко значително намаляване на скоростта на въздушния поток ще увеличи възможността за самопочистване на времето и замърсяване между работните позиции (след обнародването на FS209C през октомври 1987 г. не са направени регулации за всички индикатори на параметрите, различни от концентрацията на прах).
Поради тази причина авторът смята, че е подходящо да се увеличи текущата вътрешна дизайнерска стойност на еднопосочната скорост на потока. Нашето звено направи това в действителните проекти и ефектът е сравнително добър. Турбулентното чисто помещение има препоръчителна стойност със сравнително достатъчен фактор за безопасност, но много дизайнери все още не са сигурни. Когато правят специфични дизайни, те увеличават обема на вентилацията на 100 000 чисто помещение до 20-25 пъти/ч, клас 10 000 чисто помещение до 30-40 пъти/h, и клас 1000 чисто помещение до 60-70 пъти/h. Това не само увеличава капацитета на оборудването и първоначалните инвестиции, но също така увеличава бъдещите разходи за поддръжка и управление. Всъщност няма нужда да го правите. Когато компилирах техническите мерки за почистване на въздуха в моята страна, бяха разследвани и измерени повече от чисто помещение от клас 100 в Китай. Много чисти стаи бяха тествани при динамични условия. Резултатите показват, че обемите на вентилация в клас 100 000 чисти помещения ≥10 пъти/h, клас 10 000 чисти помещения ≥20 пъти/h, и клас 1000 чисти помещения ≥50 пъти/h могат да отговарят на изискванията. Федералният стандарт на САЩ (FS2O9A ~ B) предвижда: неидекционни чисти помещения (клас 100 000, клас 10 000), височина на помещението 8 ~ 12 фута (2.44 ~ 3,66 м), обикновено считат, че цялата стая е вентилирана поне веднъж на всеки 3 минути (т.е. 20 пъти/h). Следователно спецификацията на дизайна е взела предвид голям излишък на коефициент и дизайнерът може безопасно да избере според препоръчителната стойност на обема на вентилацията.
4. Разлика в статично налягане
Поддържането на определено положително налягане в чистото помещение е едно от основните условия, за да се гарантира, че чистото помещение не е или по -малко замърсено, за да се поддържа проектираното ниво на чистота. Дори за стаи от отрицателно налягане, той трябва да има съседни помещения или апартаменти с ниво на чистота, не по -ниско от нивото му, за да поддържа определено положително налягане, така че да може да се поддържа чистотата на отрицателното чисто помещение.
Стойността на положителното налягане на чистото помещение се отнася до стойността, когато статичното налягане на закрито е по -голямо от външното статично налягане, когато всички врати и прозорци са затворени. По метода се постига, че обемът на подаване на въздух на системата за пречистване е по -голям от обема на възвръщаемостта на въздуха и обема на изпускателния въздух. За да се гарантира положителната стойност на налягането на чистото помещение, вентилаторите на доставките, възвръщаемостта и отработените газове са за предпочитане заключени. Когато системата е включена, вентилаторът за доставка се стартира първо и след това се стартират вентилаторите за връщане и изпускане; Когато системата е изключена, вентилаторът на изпускателните газове се изключва първо и след това вентилаторите за връщане и захранване се изключват, за да се предотврати замърсяването и изключването на чистата стая, когато системата е включена и изключена.
Обемът на въздуха, необходим за поддържане на положителното налягане на чистото помещение, се определя главно от херметиката на структурата на поддръжката. В първите дни на изграждането на чисто помещение в моята страна, поради лошата херметичност на структурата на заграждението, бяха необходими 2 до 6 пъти/ч за подаване на въздух, за да се поддържа положително налягане ≥5PA; Понастоящем херметичността на конструкцията за поддържане е значително подобрена и за поддържане на същото положително налягане са необходими само 1 до 2 пъти/час; и са необходими само 2 до 3 пъти/час за подаване на въздух, за да се поддържа ≥10pa.
Спецификациите на дизайна на моята страна [6] предвиждат, че разликата в статичното налягане между чисти помещения от различни степени и между чисти райони и не почистващи райони трябва да бъде не по-малко от 0,5 мм H2O (~ 5PA) и разликата в статичното налягане между чистата площ А на открито трябва да бъде не по -малко от 1,0 мм H2O (~ 10PA). Авторът вярва, че тази стойност изглежда твърде ниска по три причини:
(1) Положителното налягане се отнася до способността на чистото помещение да потиска замърсяването на въздуха на закрито през пропуските между вратите и прозорците или да се сведе до минимум замърсителите, които проникват в стаята, когато вратите и прозорците се отворят за кратко време. Размерът на положителното налягане показва силата на способността за потискане на замърсяването. Разбира се, колкото по -голямо е положителното налягане, толкова по -добре (което ще бъде обсъдено по -късно).
(2) Обемът на въздуха, необходим за положително налягане, е ограничен. Обемът на въздуха, необходим за положително налягане 5PA и 10PA положително налягане е само около 1 време/h различен. Защо не го направи? Очевидно е по -добре да се приеме долната граница на положителното налягане като 10PA.
(3) Федералният стандарт на САЩ (FS209A ~ B) предвижда, че когато всички входове и изходи са затворени, минималната положителна разлика между чистата стая и всяка съседна зона с ниска чистота е 0,05 инча воден стълб (12.5pa). Тази стойност е приета от много страни. Но стойността на положителното налягане на чистата стая не е по -висока, толкова по -добра. Според действителните инженерни тестове на нашата единица за повече от 30 години, когато стойността на положителното налягане е ≥ 30PA, е трудно да се отвори вратата. Ако затворите вратата небрежно, това ще направи гръм! Ще плаши хората. Когато стойността на положителното налягане е ≥ 50 ~ 70pa, пропуските между вратите и прозорците ще направят свирка, а слабите или тези с някои неподходящи симптоми ще се чувстват неудобно. Съответните спецификации или стандарти на много страни у дома и в чужбина обаче не уточняват горната граница на положителния натиск. В резултат на това много единици се стремят да отговорят само на изискванията на долната граница, независимо колко е горната граница. В действителната чиста стая, срещана от автора, стойността на положителното налягане е толкова висока, колкото 100PA или повече, което води до много лоши ефекти. Всъщност коригирането на положителното налягане не е трудно. Напълно е възможно да го контролирате в определен диапазон. Имаше документ, представящ, че определена държава в Източна Европа предвижда стойността на положителното налягане като 1-3 мм H20 (около 10 ~ 30PA). Авторът вярва, че този диапазон е по -подходящ.
Време за публикация: февруари-13-2025