Presentació
La sala neta és la base del control de la contaminació. Sense habitació neta, les peces sensibles a la contaminació no es poden produir en massa. A Fed-STD-2, la sala neta es defineix com una sala amb filtració d’aire, distribució, optimització, materials i equips de construcció, en els quals s’utilitzen procediments operatius regulars específics per controlar la concentració de partícules a l’aire per assolir el nivell de neteja de partícules adequat.
Per tal d’aconseguir un bon efecte de neteja a la sala neta, no només cal centrar -se en prendre mesures raonables de purificació d’aire condicionat, sinó també requerir processos, construccions i altres especialitats per prendre mesures corresponents: no només un disseny raonable, sinó també una construcció acurada i instal·lació d’acord amb les especificacions, així com l’ús correcte de les habitacions netes i el manteniment i la gestió científica. Per tal d’aconseguir un bon efecte a l’habitació neta, s’han exposat moltes literatures nacionals i estrangeres des de diferents perspectives. De fet, és difícil aconseguir una coordinació ideal entre diferents especialitats, i és difícil per als dissenyadors comprendre la qualitat de la construcció i la instal·lació, així com l’ús i la gestió, especialment aquests últims. Pel que fa a les mesures de purificació de les habitacions netes, molts dissenyadors, o fins i tot parts de construcció, sovint no presten prou atenció a les seves condicions necessàries, donant lloc a un efecte de neteja insatisfactòria. Aquest article només discuteix breument les quatre condicions necessàries per assolir els requisits de neteja en les mesures de purificació de les habitacions netes.
1. Neteja de subministrament d’aire
Per assegurar -se que la neteja de subministrament d’aire compleix els requisits, la clau és el rendiment i la instal·lació del filtre final del sistema de purificació.
Selecció de filtres
El filtre final del sistema de purificació generalment adopta un filtre HEPA o un filtre Sub-HEPA. Segons els estàndards del meu país, l’eficiència dels filtres HEPA es divideix en quatre graus: la classe A és ≥99,9%, la classe B és ≥99,9%, la classe C és ≥99,999%, la classe D és (per a partícules ≥0,1 μm) ≥99,999 % (també conegut com a filtres ultra-HEPA); Els filtres sub-HEPA són (per a partícules ≥0,5 μm) 95 ~ 99,9%. Com més gran sigui l’eficiència, més car és el filtre. Per tant, a l’hora d’escollir un filtre, no només hem de complir els requisits de neteja de l’oferta d’aire, sinó que també considerem la racionalitat econòmica.
Des de la perspectiva dels requisits de neteja, el principi és utilitzar filtres de baix rendiment per a habitacions netes de baix nivell i filtres d’alt rendiment per a habitacions netes d’alt nivell. Generalment parlant: es poden utilitzar filtres d’alta i mitjana eficiència per al nivell d’un milió; Els filtres Sub-HEPA o Classe A es poden utilitzar per a nivells inferiors a la classe 10.000; Els filtres de classe B es poden utilitzar per a la classe 10.000 a 100; i els filtres de classe C es poden utilitzar per als nivells de 100 a 1. Sembla que hi ha dos tipus de filtres per triar per a cada nivell de neteja. Si es tria filtres d’alt rendiment o de baix rendiment depèn de la situació específica: quan la contaminació ambiental és greu o la proporció d’escapament interior és gran o la sala neta és especialment important i requereix un factor de seguretat més gran D’aquests casos, s’ha de seleccionar un filtre de classe alta; En cas contrari, es pot seleccionar un filtre de baix rendiment. Per a habitacions netes que requereixen el control de partícules de 0,1 μm, els filtres de classe D han de ser seleccionats independentment de la concentració de partícules controlades. L’anterior només és des de la perspectiva del filtre. De fet, per triar un bon filtre, també heu de considerar plenament les característiques de la sala neta, el filtre i el sistema de purificació.
Instal·lació de filtres
Per garantir la neteja del subministrament d’aire, no n’hi ha prou amb tenir només filtres qualificats, sinó també per assegurar -se: a. El filtre no està danyat durant el transport i la instal·lació; b. La instal·lació és estreta. Per assolir el primer punt, el personal de la construcció i la instal·lació ha d’estar ben format, tant amb coneixement d’instal·lar sistemes de purificació com habilitats d’instal·lació especialitzada. En cas contrari, serà difícil assegurar -se que el filtre no estigui danyat. Hi ha lliçons profundes al respecte. En segon lloc, el problema de la tensió de la instal·lació depèn principalment de la qualitat de l'estructura d'instal·lació. El manual de disseny generalment recomana: Per a un sol filtre, s’utilitza una instal·lació de tipus obert, de manera que, fins i tot si es produeix fuites, no es filtrarà a l’habitació; Utilitzant una presa d’aire HEPA acabada, també és més fàcil d’assegurar -se. Per a l’aire de diversos filtres, els segells de gel i el segellat de pressió negativa s’utilitzen sovint en els darrers anys.
El segell de gel ha de garantir que l’articulació del dipòsit líquid estigui estreta i el marc general es troba al mateix pla horitzontal. El segellat de pressió negativa és fer la perifèria exterior de l’articulació entre el filtre i la caixa de pressió estàtica i el marc en estat de pressió negativa. Igual que la instal·lació de tipus obert, fins i tot si hi ha fuites, no es filtrarà a la sala. De fet, sempre que el marc d’instal·lació sigui pla i la cara de l’extrem del filtre estigui en contacte uniforme amb el marc d’instal·lació, hauria de ser fàcil fer que el filtre compleixi els requisits d’estredat d’instal·lació en qualsevol tipus d’instal·lació.
2. Organització de fluxos aeris
L’organització del flux d’aire d’una habitació neta és diferent de la d’una habitació general amb aire condicionat. Requereix que primer es lliuri l’aire més net a la zona operativa. La seva funció és limitar i reduir la contaminació als objectes processats. Amb aquesta finalitat, s’han de tenir en compte els principis següents a l’hora de dissenyar l’organització del flux d’aire: minimitzar els corrents de remolí per evitar que la contaminació de fora de l’àrea de treball a l’àrea de treball; Proveu d’evitar el vol de la pols secundària per reduir la possibilitat de contaminar la pols; El flux d’aire a l’àrea de treball ha de ser el més uniforme possible i la seva velocitat del vent hauria de complir el procés i els requisits d’higiene. Quan el flux d’aire flueix a la sortida d’aire de tornada, la pols de l’aire s’hauria de treure efectivament. Trieu diferents modes de lliurament i retorn d’aire segons diferents requisits de neteja.
Diferents organitzacions de fluxos d'aire tenen les seves pròpies característiques i àmbits:
(1). Flux unidireccional vertical
A més dels avantatges comuns d’obtenir un flux d’aire descendent uniforme, facilitar l’ordenació d’equips de procés, una forta capacitat d’auto-purificació i simplificar instal·lacions comunes com ara instal·lacions de purificació personal, els quatre mètodes de subministrament d’aire també tenen els seus propis avantatges i desavantatges: complet: Els filtres HEPA coberts tenen els avantatges de baixa resistència i cicle de substitució de filtres llargs, però l'estructura del sostre és complexa i el cost és elevat; Els avantatges i els desavantatges del lliurament superior del filtre HEPA cobert lateral i el lliurament superior de la placa de forat complet són oposats als del lliurament superior del filtre HEPA cobert. Entre ells, el lliurament superior de la placa de forats és fàcil acumular pols a la superfície interior de la placa de l’orifici quan el sistema funciona sense contínuament i un manteniment deficient té algun impacte en la neteja; El lliurament superior de difusors densos requereix una capa de mescla, de manera que només és adequat per a habitacions netes altes per sobre dels 4 m, i les seves característiques són similars a la de lliurament de plaques de forat complet; El mètode d’aire de retorn per a la placa amb reixes a banda i banda i les sortides d’aire de retorn disposades uniformement a la part inferior de les parets oposades només és adequat per a habitacions netes amb un espai net de menys de 6 metres a banda i banda; Les sortides d’aire de retorn disposades a la part inferior de la paret d’un sol costat només són adequades per a habitacions netes amb una petita distància entre les parets (com ≤ <2 ~ 3m).
(2). Flux unidireccional horitzontal
Només la primera àrea de treball pot arribar al nivell de neteja de 100. Quan l’aire flueix cap a l’altra banda, la concentració de pols augmenta gradualment. Per tant, només és adequat per a habitacions netes amb diferents requisits de neteja per al mateix procés a la mateixa habitació. La distribució local de filtres HEPA a la paret de subministrament d’aire pot reduir l’ús de filtres HEPA i estalviar inversions inicials, però hi ha remolins a les zones locals.
(3). Flux d'aire turbulent
Les característiques del lliurament superior de les plaques d’orifici i el lliurament superior de difusors densos són les mateixes que les esmentades anteriorment: Els avantatges del lliurament lateral són fàcils d’organitzar canonades, no es requereix cap interlainera tècnica, de baix cost i propici per a la renovació de les fàbriques antigues . Els desavantatges són que la velocitat del vent a la zona de treball és gran i la concentració de pols al costat de baixada és superior a la del costat amunt; El lliurament superior dels punts de venda HEPA té els avantatges del sistema senzill, no hi ha canonades darrere del filtre HEPA, i el flux d'aire net es lliura directament a la zona de treball, però el flux d'aire net es difon lentament i el flux d'aire a la zona de treball és més uniforme; Tanmateix, quan s’utilitzen diverses sortides d’aire o s’utilitzen punts de venda de filtres HEPA amb difusors, el flux d’aire de la zona de treball també es pot fer més uniforme; Però quan el sistema no funciona contínuament, el difusor és propens a l’acumulació de pols.
La discussió anterior es troba en un estat ideal i es recomana per especificacions nacionals rellevants, estàndards o manuals de disseny. En els projectes reals, l’organització del flux d’aire no està ben dissenyada a causa de condicions objectives o motius subjectius del dissenyador. Els habituals inclouen: el flux unidireccional vertical adopta aire de retorn de la part inferior de les dues parets adjacents, la classe local 100 adopta el lliurament superior i el retorn superior (és a dir, no s’afegeix cap cortina penjada a la presa d’aire local) i les sales netes turbulents adopten Outlet d'aire de filtre HEPA, lliurament superior i retorn superior o retorn inferior d'un sol costat (espai més gran entre parets), etc. Aquests mètodes d'organització del flux d'aire s'han mesurat i la major part de la seva neteja no compleix el Requisits de disseny. A causa de les especificacions actuals per a l'acceptació buida o estàtica, algunes d'aquestes habitacions netes gairebé no arriben al nivell de neteja dissenyada en condicions buides o estàtiques, però la capacitat d'interferència anti-contaminació és molt baixa i, un cop que la sala neta entra a l'estat de treball no compleix els requisits.
L’organització correcta del flux d’aire s’ha de fixar amb cortines penjades fins a l’altura de la zona de treball a la zona local i la classe 100.000 no hauria d’adoptar el lliurament superior i el retorn superior. A més, actualment la majoria de fàbriques produeixen punts de venda d’aire d’alta eficiència amb difusors, i els seus difusors només són plaques d’orifici decoratives i no juguen el paper de difusió del flux d’aire. Els dissenyadors i usuaris han de prestar especial atenció a això.
3. Volum de subministrament d’aire o velocitat de l’aire
El volum de ventilació suficient és diluir i eliminar l’aire contaminat interior. Segons diferents requisits de neteja, quan l’alçada neta de la sala neta és alta, s’hauria d’augmentar adequadament la freqüència de ventilació. Entre ells, el volum de ventilació de la sala neta d’1 milió es considera segons el sistema de purificació d’alta eficiència i la resta es considera segons el sistema de purificació d’alta eficiència; Quan els filtres HEPA de la sala neta de classe 100.000 es concentren a la sala de màquines o s’utilitzen els filtres sub-HEPA al final del sistema, la freqüència de ventilació es pot augmentar adequadament d’un 10-20%.
Per als valors recomanats del volum de ventilació anterior, l’autor creu que: la velocitat del vent a través de la secció de la sala de la sala neta de flux unidireccional és baixa i la sala neta turbulenta té un valor recomanat amb un factor de seguretat suficient. Flux unidireccional vertical ≥ 0,25 m/s, flux unidireccional horitzontal ≥ 0,35 m/s. Tot i que els requisits de neteja es poden complir quan es proven en condicions buides o estàtiques, la capacitat contra la contaminació és pobra. Una vegada que la sala entra a l’estat de treball, és possible que la neteja no compleixi els requisits. Aquest tipus d’exemple no és un cas aïllat. Al mateix temps, no hi ha fans adequats per a sistemes de purificació a la sèrie de ventiladors del meu país. Generalment, els dissenyadors sovint no fan càlculs precisos de la resistència a l’aire del sistema o no s’adonen si el ventilador seleccionat es troba en un punt de treball més favorable de la corba característica, donant lloc a que el volum d’aire o la velocitat del vent no arribi al valor del disseny en breu Després de posar en funcionament el sistema. L’estàndard federal dels Estats Units (FS209A ~ B) estipulava que la velocitat del flux d’aire d’una sala neta unidireccional a través de la secció de la sala neta sol mantenir-se a 90ft/min (0,45 m/s) i la no uniformitat de la velocitat és dins de ± 20% Sota la condició d’interferències a l’habitació sencera. Qualsevol disminució significativa de la velocitat del flux d’aire augmentarà la possibilitat de netejar el temps i la contaminació entre les posicions de treball (després de la promulgació de FS209C a l’octubre de 1987, no es va fer cap normativa per a tots els indicadors de paràmetres diferents de la concentració de pols).
Per aquest motiu, l’autor creu que és oportú augmentar adequadament el valor de disseny domèstic actual de la velocitat del flux unidireccional. La nostra unitat ho ha fet en projectes reals i l'efecte és relativament bo. La sala neta turbulenta té un valor recomanat amb un factor de seguretat relativament suficient, però molts dissenyadors encara no estan assegurats. A l’hora de fer dissenys específics, augmenten el volum de ventilació de la classe 100.000 habitacions netes a 20-25 vegades/h, classe 10.000 habitació neta a 30-40 vegades/h i classe 1000 de classe neta a 60-70 vegades/h. Això no només augmenta la capacitat dels equips i la inversió inicial, sinó que també augmenta els costos de manteniment i gestió futurs. De fet, no cal fer -ho. Quan es recopila les mesures tècniques de neteja de l’aire del meu país, es va investigar i mesurar més de la classe 100 de classe a la Xina. Es van provar moltes habitacions netes en condicions dinàmiques. Els resultats van mostrar que els volums de ventilació de 100.000 habitacions netes de classe ≥10 vegades/h, classe 10.000 habitacions netes ≥20 vegades/h i les habitacions netes de classe 1000 ≥50 vegades/h poden complir els requisits. L’estàndard federal dels Estats Units (FS2O9A ~ B) estipula: sales netes no unidireccionals (classe 100.000, classe 10.000), alçada de l’habitació 8 ~ 12ft (2,44 ~ 3,66 m), normalment consideren que tota la sala es ventila almenys un cop cada 3 minuts (és a dir, 20 vegades/h). Per tant, l’especificació de disseny ha tingut en compte un gran coeficient excedent i el dissenyador pot triar amb seguretat segons el valor recomanat del volum de ventilació.
4. Diferència de pressió estàtica
Mantenir una certa pressió positiva a l’habitació neta és una de les condicions essencials per garantir que la sala neta no estigui o menys contaminada per mantenir el nivell de neteja dissenyat. Fins i tot per a les habitacions netes de pressió negativa, ha de tenir habitacions o suites adjacents amb un nivell de neteja no inferior al seu nivell per mantenir una certa pressió positiva, de manera que es pugui mantenir la neteja de la sala neta de pressió negativa.
El valor de pressió positiu de la sala neta fa referència al valor quan la pressió estàtica interior és superior a la pressió estàtica exterior quan es tanquen totes les portes i finestres. S'aconsegueix amb el mètode que el volum de subministrament d'aire del sistema de purificació és superior al volum d'aire de retorn i el volum d'aire d'escapament. Per tal d’assegurar el valor de pressió positiu de la sala neta, els ventiladors de subministrament, retorn i d’escapament s’entrellacen preferentment. Quan el sistema està activat, primer s’inicia el ventilador de subministrament i, a continuació, s’inicia els ventiladors de retorn i d’escapament; Quan el sistema s’apaga, el ventilador d’escapament s’apaga primer i, a continuació, els ventiladors de retorn i subministrament s’apaguen per evitar que la sala neta estigui contaminada quan el sistema s’encén i s’apaga.
El volum d’aire necessari per mantenir la pressió positiva de la sala neta es determina principalment per l’aigua hermètica de l’estructura de manteniment. En els primers dies de la construcció de les habitacions netes al meu país, a causa de la mala intervenció de l'estructura del recinte, va trigar de 2 a 6 vegades/h de subministrament d'aire per mantenir una pressió positiva de ≥5Pa; Actualment, la hidromassitat de l'estructura de manteniment s'ha millorat molt, i només es requereix 1 a 2 vegades/h de subministrament d'aire per mantenir la mateixa pressió positiva; i només cal mantenir -se de 2 a 3 vegades/h de subministrament d’aire per mantenir ≥10Pa.
Les especificacions de disseny del meu país [6] estipulen que la diferència de pressió estàtica entre les sales netes de diferents graus i entre zones netes i zones no netes no ha de ser inferior a 0,5 mm de H2O (~ 5Pa) i la diferència de pressió estàtica entre la zona neta I l’aire lliure no hauria de ser inferior a 1,0 mm H2O (~ 10Pa). L’autor creu que aquest valor sembla ser massa baix per tres motius:
(1) La pressió positiva es refereix a la capacitat d’una sala neta per suprimir la contaminació de l’aire interior a través de les llacunes entre portes i finestres, o per minimitzar els contaminants que penetren a l’habitació quan les portes i les finestres s’obren durant poc temps. La mida de la pressió positiva indica la força de la capacitat de supressió de la contaminació. Per descomptat, com més gran sigui la pressió positiva, millor (que es tractarà més endavant).
(2) El volum d'aire necessari per a la pressió positiva és limitat. El volum d’aire necessari per a la pressió positiva de 5PA i la pressió positiva de 10PA només és aproximadament 1 temps/h diferent. Per què no fer -ho? Evidentment, és millor prendre el límit inferior de la pressió positiva com a 10Pa.
(3) L'estàndard federal dels Estats Units (FS209A ~ B) estipula que quan es tanquen totes les entrades i sortides, la diferència de pressió mínima positiva entre la sala neta i qualsevol zona de neteja baixa contigua és de 0,05 polzades de columna d'aigua (12,5Pa). Aquest valor ha estat adoptat per molts països. Però el valor de pressió positiu de la sala neta no és més gran. Segons les proves reals d’enginyeria de la nostra unitat durant més de 30 anys, quan el valor de pressió positiu és ≥ 30Pa, és difícil obrir la porta. Si tanqueu la porta descuidadament, farà un cop de puny! Espantarà la gent. Quan el valor de pressió positiu és ≥ 50 ~ 70Pa, les llacunes entre portes i finestres faran un xiulet, i els febles o els que tinguin alguns símptomes inapropiats se sentiran incòmodes. Tanmateix, les especificacions o estàndards rellevants de molts països de casa i de l'estranger no especifiquen el límit superior de la pressió positiva. Com a resultat, moltes unitats només pretenen complir els requisits del límit inferior, independentment de la quantitat de límit superior. A la sala neta real trobada per l’autor, el valor de pressió positiu és tan alt com 100Pa o més, donant lloc a efectes molt dolents. De fet, l’ajustament de la pressió positiva no és una cosa difícil. És completament possible controlar -lo en un rang determinat. Hi va haver un document que va introduir que un determinat país a Europa de l'Est estipa el valor de pressió positiu com a 1-3 mm H20 (uns 10 ~ 30Pa). L’autor creu que aquest rang és més adequat.
Posada Posada: 13-2025 de febrer