pengenalan
Bilik bersih adalah asas kawalan pencemaran. Tanpa bilik yang bersih, bahagian yang sensitif terhadap pencemaran tidak boleh dihasilkan secara besar-besaran. Dalam FED-STD-2, bilik bersih ditakrifkan sebagai bilik dengan penapisan udara, pengedaran, pengoptimuman, bahan binaan dan peralatan, di mana prosedur operasi tetap tertentu digunakan untuk mengawal kepekatan zarah bawaan udara untuk mencapai tahap kebersihan zarah yang sesuai.
Untuk mencapai kesan kebersihan yang baik di dalam bilik bersih, adalah perlu bukan sahaja untuk memberi tumpuan kepada mengambil langkah penulenan penghawa dingin yang munasabah, tetapi juga memerlukan proses, pembinaan dan kepakaran lain untuk mengambil langkah yang sepadan: bukan sahaja reka bentuk yang munasabah, tetapi juga pembinaan dan pemasangan yang teliti mengikut spesifikasi, serta penggunaan bilik bersih yang betul dan penyelenggaraan dan pengurusan saintifik. Untuk mencapai kesan yang baik dalam bilik bersih, banyak kesusasteraan dalam dan luar negara telah dihuraikan dari perspektif yang berbeza. Sebenarnya, sukar untuk mencapai penyelarasan ideal antara kepakaran yang berbeza, dan sukar bagi pereka bentuk untuk memahami kualiti pembinaan dan pemasangan serta penggunaan dan pengurusan, terutamanya yang terakhir. Setakat langkah pembersihan bilik bersih, ramai pereka, atau pihak pembinaan, sering tidak memberi perhatian yang cukup kepada keadaan yang diperlukan, mengakibatkan kesan kebersihan yang tidak memuaskan. Artikel ini hanya membincangkan secara ringkas empat syarat yang diperlukan untuk mencapai keperluan kebersihan dalam langkah pembersihan bilik bersih.
1. Kebersihan bekalan udara
Untuk memastikan kebersihan bekalan udara memenuhi keperluan, kuncinya ialah prestasi dan pemasangan penapis akhir sistem penulenan.
Pemilihan penapis
Penapis akhir sistem penulenan biasanya menggunakan penapis hepa atau penapis sub-hepa. Mengikut piawaian negara saya, kecekapan penapis hepa dibahagikan kepada empat gred: Kelas A ialah ≥99.9%, Kelas B ialah ≥99.9%, Kelas C ialah ≥99.999%, Kelas D ialah (untuk zarah ≥0.1μm) ≥99.999% (juga dikenali sebagai penapis hepa); penapis sub-hepa adalah (untuk zarah ≥0.5μm) 95~99.9%. Lebih tinggi kecekapan, lebih mahal penapis. Oleh itu, apabila memilih penapis, kita bukan sahaja harus memenuhi keperluan kebersihan bekalan udara, tetapi juga mempertimbangkan rasional ekonomi.
Dari perspektif keperluan kebersihan, prinsipnya ialah menggunakan penapis berprestasi rendah untuk bilik bersih aras rendah dan penapis berprestasi tinggi untuk bilik bersih aras tinggi. Secara umumnya: penapis kecekapan tinggi dan sederhana boleh digunakan untuk tahap 1 juta; penapis hepa sub-hepa atau Kelas A boleh digunakan untuk tahap di bawah kelas 10,000; Penapis Kelas B boleh digunakan untuk kelas 10,000 hingga 100; dan penapis Kelas C boleh digunakan untuk tahap 100 hingga 1. Nampaknya terdapat dua jenis penapis untuk dipilih untuk setiap tahap kebersihan. Sama ada untuk memilih penapis berprestasi tinggi atau berprestasi rendah bergantung pada situasi tertentu: apabila pencemaran alam sekitar serius, atau nisbah ekzos dalaman adalah besar, atau bilik bersih amat penting dan memerlukan faktor keselamatan yang lebih besar, dalam ini atau salah satu daripada kes ini, penapis kelas tinggi harus dipilih; jika tidak, penapis berprestasi rendah boleh dipilih. Untuk bilik bersih yang memerlukan kawalan zarah 0.1μm, penapis Kelas D hendaklah dipilih tanpa mengira kepekatan zarah terkawal. Di atas hanya dari perspektif penapis. Malah, untuk memilih penapis yang baik, anda juga mesti mempertimbangkan sepenuhnya ciri-ciri bilik bersih, penapis, dan sistem penulenan.
Pemasangan penapis
Untuk memastikan kebersihan bekalan udara, tidak cukup hanya mempunyai penapis yang berkelayakan, tetapi juga untuk memastikan: a. Penapis tidak rosak semasa pengangkutan dan pemasangan; b. Pemasangan adalah ketat. Untuk mencapai titik pertama, kakitangan pembinaan dan pemasangan mesti terlatih, dengan kedua-dua pengetahuan memasang sistem penulenan dan kemahiran pemasangan mahir. Jika tidak, sukar untuk memastikan penapis tidak rosak. Terdapat pengajaran yang mendalam dalam hal ini. Kedua, masalah ketat pemasangan bergantung pada kualiti struktur pemasangan. Manual reka bentuk biasanya mengesyorkan: untuk penapis tunggal, pemasangan jenis terbuka digunakan, supaya walaupun kebocoran berlaku, ia tidak akan bocor ke dalam bilik; menggunakan saluran keluar udara hepa siap, sesak juga lebih mudah untuk memastikan. Untuk udara pelbagai penapis, pengedap gel dan pengedap tekanan negatif sering digunakan dalam beberapa tahun kebelakangan ini.
Pengedap gel mesti memastikan sambungan tangki cecair adalah ketat dan rangka keseluruhan berada pada satah mendatar yang sama. Pengedap tekanan negatif adalah untuk menjadikan pinggir luar sambungan antara penapis dan kotak tekanan statik dan bingkai dalam keadaan tekanan negatif. Seperti pemasangan jenis terbuka, walaupun terdapat kebocoran, ia tidak akan bocor ke dalam bilik. Sebenarnya, selagi bingkai pemasangan rata dan muka hujung penapis berada dalam sentuhan seragam dengan bingkai pemasangan, ia sepatutnya mudah untuk membuat penapis memenuhi keperluan ketat pemasangan dalam sebarang jenis pemasangan.
2. Organisasi aliran udara
Organisasi aliran udara bilik bersih adalah berbeza daripada bilik berhawa dingin umum. Ia memerlukan udara paling bersih dihantar ke kawasan operasi terlebih dahulu. Fungsinya adalah untuk menghadkan dan mengurangkan pencemaran kepada objek yang diproses. Untuk tujuan ini, prinsip berikut harus dipertimbangkan semasa mereka bentuk organisasi aliran udara: meminimumkan arus pusar untuk mengelakkan membawa pencemaran dari luar kawasan kerja ke dalam kawasan kerja; cuba elakkan habuk sekunder terbang untuk mengurangkan kemungkinan habuk mencemari bahan kerja; aliran udara di kawasan kerja hendaklah seragam yang mungkin, dan kelajuan anginnya harus memenuhi keperluan proses dan kebersihan. Apabila aliran udara mengalir ke salur keluar udara kembali, habuk di udara harus dibuang dengan berkesan. Pilih mod penghantaran dan pemulangan udara yang berbeza mengikut keperluan kebersihan yang berbeza.
Organisasi aliran udara yang berbeza mempunyai ciri dan skop mereka sendiri:
(1). Aliran satu arah menegak
Sebagai tambahan kepada kelebihan umum untuk mendapatkan aliran udara ke bawah yang seragam, memudahkan susunan peralatan proses, keupayaan penulenan diri yang kuat, dan memudahkan kemudahan umum seperti kemudahan pembersihan peribadi, empat kaedah bekalan udara juga mempunyai kelebihan dan kekurangan mereka sendiri: penapis hepa yang dilindungi penuh mempunyai kelebihan rintangan rendah dan kitaran penggantian penapis yang panjang, tetapi struktur silingnya adalah kompleks dan kosnya adalah tinggi; kebaikan dan keburukan penghantaran atas penapis hepa bertutup sisi dan penghantaran atas plat lubang penuh adalah bertentangan dengan penghantaran atas penapis hepa bertutup penuh. Antaranya, penghantaran atas plat lubang penuh adalah mudah untuk mengumpul habuk pada permukaan dalaman plat orifis apabila sistem tidak berjalan secara berterusan, dan penyelenggaraan yang lemah mempunyai sedikit kesan ke atas kebersihan; penghantaran atas penyebar padat memerlukan lapisan pencampuran, jadi ia hanya sesuai untuk bilik bersih tinggi melebihi 4m, dan ciri-cirinya adalah serupa dengan penghantaran atas plat lubang penuh; kaedah udara balik untuk plat dengan jeriji pada kedua-dua belah dan saluran keluar udara balik yang disusun sama rata di bahagian bawah dinding bertentangan hanya sesuai untuk bilik bersih dengan jarak bersih kurang daripada 6m pada kedua-dua belah; alur keluar udara kembali yang disusun di bahagian bawah dinding satu sisi hanya sesuai untuk bilik bersih dengan jarak yang kecil antara dinding (seperti ≤<2~3m).
(2). Aliran satu arah mendatar
Hanya kawasan kerja pertama boleh mencapai tahap kebersihan 100. Apabila udara mengalir ke sisi lain, kepekatan habuk secara beransur-ansur meningkat. Oleh itu, ia hanya sesuai untuk bilik bersih dengan keperluan kebersihan yang berbeza untuk proses yang sama di dalam bilik yang sama. Pengedaran tempatan penapis hepa pada dinding bekalan udara boleh mengurangkan penggunaan penapis hepa dan menjimatkan pelaburan awal, tetapi terdapat pusaran di kawasan tempatan.
(3). Aliran udara bergelora
Ciri-ciri penghantaran atas plat orifis dan penghantaran atas peresap padat adalah sama seperti yang dinyatakan di atas: kelebihan penghantaran sampingan adalah mudah untuk mengatur saluran paip, tiada interlayer teknikal diperlukan, kos rendah, dan kondusif untuk pengubahsuaian kilang lama. Kelemahannya ialah kelajuan angin di kawasan kerja adalah besar, dan kepekatan habuk di bahagian bawah angin lebih tinggi daripada di bahagian atas angin; penghantaran teratas saluran penapis hepa mempunyai kelebihan sistem yang mudah, tiada saluran paip di belakang penapis hepa, dan aliran udara bersih terus dihantar ke kawasan kerja, tetapi aliran udara bersih meresap perlahan dan aliran udara di kawasan kerja lebih seragam; walau bagaimanapun, apabila berbilang saluran keluar udara disusun sama rata atau saluran keluar udara penapis hepa dengan penyebar digunakan, aliran udara di kawasan kerja juga boleh dibuat lebih seragam; tetapi apabila sistem tidak berjalan secara berterusan, penyebar terdedah kepada pengumpulan habuk.
Perbincangan di atas semuanya dalam keadaan ideal dan disyorkan oleh spesifikasi nasional, piawaian atau manual reka bentuk yang berkaitan. Dalam projek sebenar, organisasi aliran udara tidak direka bentuk dengan baik kerana keadaan objektif atau sebab subjektif pereka bentuk. Yang biasa termasuk: aliran satu arah menegak menggunakan udara balik dari bahagian bawah dua dinding bersebelahan, kelas tempatan 100 menggunakan penghantaran atas dan pulangan atas (iaitu, tirai gantung tidak ditambah di bawah saluran keluar udara tempatan), dan bilik bersih bergelora menggunakan penghantaran atas saluran keluar udara penapis hepa dan pulangan atas atau pulangan bawah satu sisi (jarak yang lebih besar antara dinding), dan lain-lain. Kebanyakan kaedah aliran udara bersih dan tidak memenuhi keperluan reka bentuk pengukur ini. Disebabkan oleh spesifikasi semasa untuk penerimaan kosong atau statik, sesetengah bilik bersih ini hampir tidak mencapai tahap kebersihan yang direka dalam keadaan kosong atau statik, tetapi keupayaan gangguan anti-pencemaran adalah sangat rendah, dan apabila bilik bersih memasuki keadaan berfungsi, ia tidak memenuhi keperluan.
Organisasi aliran udara yang betul harus ditetapkan dengan langsir yang tergantung ke ketinggian kawasan kerja di kawasan setempat, dan kelas 100,000 tidak seharusnya menggunakan penghantaran atas dan pulangan atas. Di samping itu, kebanyakan kilang pada masa ini menghasilkan saluran keluar udara berkecekapan tinggi dengan penyebar, dan penyebarnya hanyalah plat orifis hiasan dan tidak memainkan peranan sebagai aliran udara meresap. Pereka bentuk dan pengguna harus memberi perhatian khusus kepada perkara ini.
3. Isipadu bekalan udara atau halaju udara
Isipadu pengudaraan yang mencukupi adalah untuk mencairkan dan mengeluarkan udara tercemar dalaman. Mengikut keperluan kebersihan yang berbeza, apabila ketinggian bersih bilik bersih adalah tinggi, kekerapan pengudaraan perlu ditingkatkan dengan sewajarnya. Antaranya, jumlah pengudaraan bilik bersih 1 juta peringkat dianggap mengikut sistem penulenan kecekapan tinggi, dan selebihnya dipertimbangkan mengikut sistem penulenan kecekapan tinggi; apabila penapis hepa kelas 100,000 bilik bersih tertumpu di dalam bilik mesin atau penapis sub-hepa digunakan pada penghujung sistem, kekerapan pengudaraan boleh ditingkatkan dengan sewajarnya sebanyak 10-20%.
Untuk nilai yang disyorkan isipadu pengudaraan di atas, penulis percaya bahawa: kelajuan angin melalui bahagian bilik bilik bersih aliran satu arah adalah rendah, dan bilik bersih bergelora mempunyai nilai yang disyorkan dengan faktor keselamatan yang mencukupi. Aliran satu arah menegak ≥ 0.25m/s, aliran satu arah mendatar ≥ 0.35m/s. Walaupun keperluan kebersihan boleh dipenuhi apabila diuji dalam keadaan kosong atau statik, keupayaan anti-pencemaran adalah lemah. Sebaik sahaja bilik memasuki keadaan berfungsi, kebersihan mungkin tidak memenuhi keperluan. Contoh jenis ini bukan kes terpencil. Pada masa yang sama, tiada kipas yang sesuai untuk sistem penulenan dalam siri ventilator negara saya. Secara amnya, pereka bentuk selalunya tidak membuat pengiraan yang tepat tentang rintangan udara sistem, atau tidak perasan sama ada kipas yang dipilih berada pada titik kerja yang lebih baik pada lengkung ciri, mengakibatkan isipadu udara atau kelajuan angin gagal mencapai nilai reka bentuk sejurus selepas sistem digunakan. Piawaian persekutuan AS (FS209A~B) menetapkan bahawa halaju aliran udara bilik bersih satu arah melalui keratan rentas bilik bersih biasanya dikekalkan pada 90 kaki/min (0.45m/s), dan halaju tidak keseragaman berada dalam ±20% di bawah keadaan tiada gangguan di seluruh bilik. Sebarang penurunan ketara dalam halaju aliran udara akan meningkatkan kemungkinan masa pembersihan diri dan pencemaran antara kedudukan kerja (selepas pengisytiharan FS209C pada Oktober 1987, tiada peraturan dibuat untuk semua penunjuk parameter selain daripada kepekatan habuk).
Atas sebab ini, penulis percaya bahawa adalah wajar untuk meningkatkan nilai reka bentuk domestik semasa halaju aliran satu arah dengan sewajarnya. Unit kami telah melakukan ini dalam projek sebenar, dan kesannya agak baik. Bilik bersih bergelora mempunyai nilai yang disyorkan dengan faktor keselamatan yang agak mencukupi, tetapi ramai pereka masih tidak yakin. Apabila membuat reka bentuk khusus, mereka meningkatkan volum pengudaraan kelas 100,000 bilik bersih kepada 20-25 kali/j, kelas 10,000 bilik bersih kepada 30-40 kali/j, dan kelas 1000 bilik bersih kepada 60-70 kali/j. Ini bukan sahaja meningkatkan kapasiti peralatan dan pelaburan awal, tetapi juga meningkatkan kos penyelenggaraan dan pengurusan masa hadapan. Malah, tidak perlu berbuat demikian. Semasa menyusun langkah teknikal pembersihan udara negara saya, lebih daripada bilik bersih kelas 100 di China telah disiasat dan diukur. Banyak bilik bersih telah diuji dalam keadaan dinamik. Hasil kajian menunjukkan bahawa volum pengudaraan kelas 100,000 bilik bersih ≥10 kali/j, kelas 10,000 bilik bersih ≥20 kali/j, dan kelas 1000 bilik bersih ≥50 kali/j boleh memenuhi keperluan. Piawaian Persekutuan AS (FS2O9A~B) menetapkan: bilik bersih bukan satu arah (kelas 100,000, kelas 10,000), ketinggian bilik 8~12 kaki (2.44~3.66m), biasanya menganggap seluruh bilik berventilasi sekurang-kurangnya sekali setiap 3 minit (iaitu 20 kali/j). Oleh itu, spesifikasi reka bentuk telah mengambil kira pekali lebihan yang besar, dan pereka bentuk boleh memilih dengan selamat mengikut nilai volum pengudaraan yang disyorkan.
4. Perbezaan tekanan statik
Mengekalkan tekanan positif tertentu dalam bilik bersih adalah salah satu syarat penting untuk memastikan bilik bersih tidak atau kurang tercemar untuk mengekalkan tahap kebersihan yang direka bentuk. Walaupun untuk bilik bersih tekanan negatif, ia mesti mempunyai bilik atau suite bersebelahan dengan tahap kebersihan tidak lebih rendah daripada parasnya untuk mengekalkan tekanan positif tertentu, supaya kebersihan bilik bersih tekanan negatif dapat dikekalkan.
Nilai tekanan positif bilik bersih merujuk kepada nilai apabila tekanan statik dalaman lebih besar daripada tekanan statik luar apabila semua pintu dan tingkap ditutup. Ia dicapai dengan kaedah bahawa isipadu bekalan udara sistem penulenan adalah lebih besar daripada isipadu udara balik dan isipadu udara ekzos. Untuk memastikan nilai tekanan positif bilik bersih, bekalan, pemulangan dan kipas ekzos sebaiknya disambungkan. Apabila sistem dihidupkan, kipas bekalan dimulakan dahulu, dan kemudian kipas pemulangan dan ekzos dimulakan; apabila sistem dimatikan, kipas ekzos dimatikan dahulu, dan kemudian kipas kembali dan bekalan dimatikan untuk mengelakkan bilik bersih daripada tercemar apabila sistem dihidupkan dan dimatikan.
Isipadu udara yang diperlukan untuk mengekalkan tekanan positif bilik bersih ditentukan terutamanya oleh kedap udara struktur penyelenggaraan. Pada hari-hari awal pembinaan bilik bersih di negara saya, disebabkan oleh kedap udara yang lemah pada struktur kepungan, ia mengambil masa 2 hingga 6 kali/j bekalan udara untuk mengekalkan tekanan positif ≥5Pa; pada masa ini, kedap udara struktur penyelenggaraan telah bertambah baik, dan hanya 1 hingga 2 kali/j bekalan udara diperlukan untuk mengekalkan tekanan positif yang sama; dan hanya 2 hingga 3 kali/j bekalan udara diperlukan untuk mengekalkan ≥10Pa.
spesifikasi reka bentuk negara saya [6] menetapkan bahawa perbezaan tekanan statik antara bilik bersih dengan gred berbeza dan antara kawasan bersih dan kawasan tidak bersih hendaklah tidak kurang daripada 0.5mm H2O (~5Pa), dan perbezaan tekanan statik antara kawasan bersih dan luar hendaklah tidak kurang daripada 1.0mm H2O (~10Pa). Penulis percaya bahawa nilai ini nampaknya terlalu rendah kerana tiga sebab:
(1) Tekanan positif merujuk kepada keupayaan bilik bersih untuk menyekat pencemaran udara dalaman melalui celah antara pintu dan tingkap, atau untuk meminimumkan bahan pencemar yang menembusi ke dalam bilik apabila pintu dan tingkap dibuka untuk masa yang singkat. Saiz tekanan positif menunjukkan kekuatan keupayaan penindasan pencemaran. Sudah tentu, lebih besar tekanan positif, lebih baik (yang akan dibincangkan kemudian).
(2) Isipadu udara yang diperlukan untuk tekanan positif adalah terhad. Isipadu udara yang diperlukan untuk tekanan positif 5Pa dan tekanan positif 10Pa hanya berbeza kira-kira 1 kali/j. Mengapa tidak melakukannya? Jelas sekali, adalah lebih baik untuk mengambil had bawah tekanan positif sebagai 10Pa.
(3) Piawaian Persekutuan AS (FS209A~B) menetapkan bahawa apabila semua pintu masuk dan keluar ditutup, perbezaan tekanan positif minimum antara bilik bersih dan mana-mana kawasan kebersihan rendah bersebelahan ialah 0.05 inci tiang air (12.5Pa). Nilai ini telah diterima pakai oleh banyak negara. Tetapi nilai tekanan positif bilik bersih tidak lebih tinggi lebih baik. Mengikut ujian kejuruteraan sebenar unit kami selama lebih daripada 30 tahun, apabila nilai tekanan positif ialah ≥ 30Pa, sukar untuk membuka pintu. Jika anda menutup pintu dengan tidak berhati-hati, ia akan membuat dentuman! Ia akan menakutkan orang ramai. Apabila nilai tekanan positif ialah ≥ 50~70Pa, jurang antara pintu dan tingkap akan membuat wisel, dan yang lemah atau mereka yang mempunyai beberapa gejala yang tidak sesuai akan berasa tidak selesa. Walau bagaimanapun, spesifikasi atau piawaian yang berkaitan di banyak negara di dalam dan luar negara tidak menyatakan had atas tekanan positif. Akibatnya, banyak unit hanya berusaha untuk memenuhi keperluan had bawah, tidak kira berapa banyak had atas. Dalam bilik bersih sebenar yang ditemui oleh penulis, nilai tekanan positif adalah setinggi 100Pa atau lebih, mengakibatkan kesan yang sangat buruk. Sebenarnya, melaraskan tekanan positif bukanlah perkara yang sukar. Ia adalah mustahil untuk mengawalnya dalam julat tertentu. Terdapat dokumen yang memperkenalkan bahawa negara tertentu di Eropah Timur menetapkan nilai tekanan positif sebagai 1-3mm H20 (kira-kira 10~30Pa). Penulis percaya bahawa julat ini lebih sesuai.
Masa siaran: Feb-13-2025