KERNONTLEDING VAN SKOONKAMER

Inleiding

Skoonkamers is die basis van besoedelingsbeheer. Sonder skoonkamers kan besoedelingsensitiewe onderdele nie massa-geproduseer word nie. In FED-STD-2 word skoonkamers gedefinieer as 'n kamer met lugfiltrering, verspreiding, optimalisering, konstruksiemateriaal en toerusting, waarin spesifieke gereelde bedryfsprosedures gebruik word om die konsentrasie van lugdeeltjies te beheer om die toepaslike vlak van deeltjies se skoonheid te bereik.

Om 'n goeie skoonmaakeffek in 'n skoonkamer te bereik, is dit nie net nodig om te fokus op die neem van redelike lugversorging-suiweringsmaatreëls nie, maar ook om te vereis dat proses-, konstruksie- en ander spesialiteite ooreenstemmende maatreëls tref: nie net redelike ontwerp nie, maar ook noukeurige konstruksie en installasie in ooreenstemming met die spesifikasies, sowel as korrekte gebruik van skoonkamers en wetenskaplike instandhouding en bestuur. Om 'n goeie effek in 'n skoonkamer te bereik, is baie binnelandse en buitelandse literatuur vanuit verskillende perspektiewe uiteengesit. Trouens, dit is moeilik om ideale koördinasie tussen verskillende spesialiteite te bereik, en dit is moeilik vir ontwerpers om die kwaliteit van konstruksie en installasie sowel as die gebruik en bestuur te begryp, veral laasgenoemde. Wat skoonmaakkamer-suiweringsmaatreëls betref, gee baie ontwerpers, of selfs konstruksiepartye, dikwels nie genoeg aandag aan hul nodige voorwaardes nie, wat lei tot 'n onbevredigende skoonmaakeffek. Hierdie artikel bespreek slegs kortliks die vier nodige voorwaardes vir die bereiking van skoonmaakvereistes in skoonkamer-suiweringsmaatreëls.

1. Skoonheid van lugtoevoer

Om te verseker dat die lugtoevoer se skoonheid aan die vereistes voldoen, is die sleutel die werkverrigting en installering van die finale filter van die suiweringstelsel.

Filterkeuse

Die finale filter van die suiweringstelsel gebruik gewoonlik 'n hepa-filter of 'n sub-hepa-filter. Volgens my land se standaarde word die doeltreffendheid van hepa-filters in vier grade verdeel: Klas A is ≥99.9%, Klas B is ≥99.9%, Klas C is ≥99.999%, Klas D is (vir deeltjies ≥0.1μm) ≥99.999% (ook bekend as ultra-hepa-filters); sub-hepa-filters is (vir deeltjies ≥0.5μm) 95~99.9%. Hoe hoër die doeltreffendheid, hoe duurder die filter. Daarom moet ons, wanneer ons 'n filter kies, nie net aan die vereistes vir die skoonheid van die lugtoevoer voldoen nie, maar ook ekonomiese rasionaliteit in ag neem.

Vanuit die perspektief van skoonheidsvereistes is die beginsel om lae-prestasie filters vir lae-vlak skoonkamers en hoë-prestasie filters vir hoë-vlak skoonkamers te gebruik. Oor die algemeen: hoë- en medium-doeltreffendheid filters kan gebruik word vir die 1 miljoen vlak; sub-hepa of Klas A hepa filters kan gebruik word vir vlakke onder klas 10,000; Klas B filters kan gebruik word vir klas 10,000 tot 100; en Klas C filters kan gebruik word vir vlakke 100 tot 1. Dit lyk asof daar twee tipes filters is om van te kies vir elke skoonheidsvlak. Of hoë-prestasie of lae-prestasie filters gekies word, hang af van die spesifieke situasie: wanneer die omgewingsbesoedeling ernstig is, of die binnenshuise uitlaatverhouding groot is, of die skoonkamer besonder belangrik is en 'n groter veiligheidsfaktor vereis, in hierdie of een van hierdie gevalle, moet 'n hoë-klas filter gekies word; andersins kan 'n laer-prestasie filter gekies word. Vir skoonkamers wat beheer van 0.1μm deeltjies benodig, moet Klas D filters gekies word ongeag die beheerde deeltjiekonsentrasie. Bogenoemde is slegs vanuit die perspektief van die filter. Trouens, om 'n goeie filter te kies, moet jy ook die eienskappe van die skoonkamer, die filter en die suiweringstelsel ten volle in ag neem.

Filterinstallasie

Om die skoonheid van die lugtoevoer te verseker, is dit nie genoeg om slegs gekwalifiseerde filters te hê nie, maar ook om te verseker dat: a. Die filter nie tydens vervoer en installasie beskadig word nie; b. Die installasie dig is. Om die eerste punt te bereik, moet die konstruksie- en installasiepersoneel goed opgelei wees, met beide kennis van die installering van suiweringstelsels en bekwame installasievaardighede. Andersins sal dit moeilik wees om te verseker dat die filter nie beskadig word nie. Daar is diepgaande lesse in hierdie verband. Tweedens hang die probleem van installasiedigtheid hoofsaaklik af van die kwaliteit van die installasiestruktuur. Die ontwerphandleiding beveel oor die algemeen aan: vir 'n enkele filter word 'n ooptipe installasie gebruik, sodat selfs al lekkasie voorkom, dit nie in die kamer sal lek nie; met behulp van 'n voltooide hepa-luguitlaat is digtheid ook makliker om te verseker. Vir die lug van veelvuldige filters word gel-seël en negatiewe druk-seëling die afgelope paar jaar dikwels gebruik.

Gel-seël moet verseker dat die vloeistoftenk se voeg dig is en dat die algehele raam op dieselfde horisontale vlak is. Negatiewe druk-seëling is om die buitenste omtrek van die voeg tussen die filter en die statiese drukboks en die raam in 'n negatiewe druktoestand te plaas. Soos met die oop-tipe installasie, selfs al is daar lekkasie, sal dit nie in die kamer lek nie. Trouens, solank die installasieraam plat is en die filter se eindvlak in eenvormige kontak met die installasieraam is, behoort dit maklik te wees om die filter aan die installasie-digtheidsvereistes in enige installasietipe te laat voldoen.

2. Lugvloei-organisasie

Die lugvloei-organisasie van 'n skoonkamer verskil van dié van 'n algemene lugversorgde kamer. Dit vereis dat die skoonste lug eers na die bedryfsarea gelewer word. Die funksie daarvan is om die besoedeling van die verwerkte voorwerpe te beperk en te verminder. Vir hierdie doel moet die volgende beginsels in ag geneem word wanneer die lugvloei-organisasie ontwerp word: minimaliseer wervelstrome om te verhoed dat besoedeling van buite die werkarea na die werkarea gebring word; probeer om te verhoed dat sekondêre stof vlieg om die kans dat stof die werkstuk besoedel, te verminder; die lugvloei in die werkarea moet so eenvormig as moontlik wees, en die windsnelheid moet aan die proses- en higiënevereistes voldoen. Wanneer die lugvloei na die terugvoerluguitlaat vloei, moet die stof in die lug effektief verwyder word. Kies verskillende lugtoevoer- en terugvoermodusse volgens verskillende skoonheidsvereistes.

Verskillende lugvloei-organisasies het hul eie kenmerke en omvang:

(1). Vertikale eenrigtingvloei

Benewens die algemene voordele van die verkryging van eenvormige afwaartse lugvloei, die vergemakliking van die rangskikking van prosestoerusting, sterk selfsuiweringsvermoë en die vereenvoudiging van algemene fasiliteite soos persoonlike suiweringsfasiliteite, het die vier lugtoevoermetodes ook hul eie voordele en nadele: volledig bedekte hepa-filters het die voordele van lae weerstand en 'n lang filtervervangingsiklus, maar die plafonstruktuur is kompleks en die koste is hoog; die voordele en nadele van sybedekte hepa-filterbo-aflewering en volgatplaatbo-aflewering is teenoor dié van volledig bedekte hepa-filterbo-aflewering. Onder hulle is die volgatplaatbo-aflewering maklik om stof op die binneste oppervlak van die openingsplaat op te gaar wanneer die stelsel nie-voortdurend loop nie, en swak onderhoud het 'n mate van impak op die netheid; digte diffuserbo-aflewering vereis 'n menglaag, dus is dit slegs geskik vir hoë skoonkamers bo 4m, en die eienskappe daarvan is soortgelyk aan volgatplaatbo-aflewering; die terugvoerlugmetode vir die plaat met roosters aan beide kante en die terugvoerluguitlate wat eweredig aan die onderkant van die teenoorgestelde mure gerangskik is, is slegs geskik vir skoonkamers met 'n netto spasiëring van minder as 6m aan beide kante; Die terugvoerluguitlate wat aan die onderkant van die enkelsydige muur gerangskik is, is slegs geskik vir skoonkamers met 'n klein afstand tussen die mure (soos ≤<2~3m).

(2). Horisontale eenrigtingvloei

Slegs die eerste werkarea kan die skoonheidsvlak van 100 bereik. Wanneer die lug na die ander kant vloei, neem die stofkonsentrasie geleidelik toe. Daarom is dit slegs geskik vir skoonkamers met verskillende skoonheidsvereistes vir dieselfde proses in dieselfde kamer. Die plaaslike verspreiding van hepa-filters op die lugtoevoermuur kan die gebruik van hepa-filters verminder en aanvanklike belegging bespaar, maar daar is draaikolke in plaaslike gebiede.

(3). Turbulente lugvloei

Die eienskappe van bo-aflewering van openingsplate en bo-aflewering van digte verspreiders is dieselfde as dié hierbo genoem: die voordele van sy-aflewering is maklik om pypleidings te rangskik, geen tegniese tussenlaag is nodig nie, lae koste, en bevorderlik vir die opknapping van ou fabrieke. Die nadele is dat die windsnelheid in die werkarea groot is, en die stofkonsentrasie aan die afwaartse kant hoër is as dié aan die opwaartse kant; die bo-aflewering van hepa-filteruitlate het die voordele van 'n eenvoudige stelsel, geen pypleidings agter die hepa-filter nie, en skoon lugvloei direk na die werkarea gelewer, maar die skoon lugvloei versprei stadig en die lugvloei in die werkarea is meer eenvormig; wanneer verskeie luguitlate eweredig gerangskik is of hepa-filterluguitlate met verspreiders gebruik word, kan die lugvloei in die werkarea egter ook meer eenvormig gemaak word; maar wanneer die stelsel nie aanhoudend loop nie, is die verspreider geneig tot stofophoping.

Bogenoemde bespreking is alles in 'n ideale toestand en word aanbeveel deur relevante nasionale spesifikasies, standaarde of ontwerphandleidings. In werklike projekte is die lugvloei-organisasie nie goed ontwerp nie as gevolg van objektiewe toestande of subjektiewe redes van die ontwerper. Algemene redes sluit in: vertikale eenrigtingvloei neem terugvoerlug van die onderste deel van die aangrensende twee mure aan, plaaslike klas 100 neem boonste aflewering en boonste terugvoer aan (dit wil sê, geen hanggordyn word onder die plaaslike luguitlaat bygevoeg nie), en turbulente skoonkamers neem HEPA-filter luguitlaat boonste aflewering en boonste terugvoer of enkelsydige onderste terugvoer (groter spasiëring tussen mure), ens. Hierdie lugvloei-organisasiemetodes is gemeet en die meeste van hul skoonheid voldoen nie aan die ontwerpvereistes nie. As gevolg van die huidige spesifikasies vir leë of statiese aanvaarding, bereik sommige van hierdie skoonkamers skaars die ontwerpte skoonheidsvlak in leë of statiese toestande, maar die anti-besoedelingsinterferensievermoë is baie laag, en sodra die skoonkamer die werkende toestand betree, voldoen dit nie aan die vereistes nie.

Die korrekte lugvloei-organisasie moet ingestel word met gordyne wat tot die hoogte van die werkarea in die plaaslike gebied hang, en die klas 100 000 moet nie boonste toevoer en boonste terugvoer gebruik nie. Daarbenewens produseer die meeste fabrieke tans hoë-doeltreffendheid luguitlate met verspreiders, en hul verspreiders is slegs dekoratiewe openingsplate en speel nie die rol van verspreidende lugvloei nie. Ontwerpers en gebruikers moet spesiale aandag hieraan gee.

3. Lugtoevoervolume of lugsnelheid

Voldoende ventilasievolume is om binnenshuise besoedelde lug te verdun en te verwyder. Volgens verskillende skoonheidsvereistes, wanneer die netto hoogte van die skoonkamer hoog is, moet die ventilasiefrekwensie toepaslik verhoog word. Onder andere word die ventilasievolume van die 1 miljoen-vlak skoonkamer volgens die hoë-doeltreffendheid suiweringstelsel beskou, en die res word volgens die hoë-doeltreffendheid suiweringstelsel beskou; wanneer die hepa-filters van die klas 100,000 skoonkamer in die masjienkamer gekonsentreer word of die sub-hepa-filters aan die einde van die stelsel gebruik word, kan die ventilasiefrekwensie toepaslik met 10-20% verhoog word.

Vir die bogenoemde aanbevole waardes vir ventilasievolume, glo die outeur dat: die windsnelheid deur die kamergedeelte van die unidireksionele vloei-skoonkamer laag is, en die turbulente skoonkamer het 'n aanbevole waarde met 'n voldoende veiligheidsfaktor. Vertikale unidireksionele vloei ≥ 0.25m/s, horisontale unidireksionele vloei ≥ 0.35m/s. Alhoewel aan die skoonheidsvereistes voldoen kan word wanneer dit in leë of statiese toestande getoets word, is die anti-besoedelingsvermoë swak. Sodra die kamer die werkende toestand betree, mag die skoonheid nie aan die vereistes voldoen nie. Hierdie tipe voorbeeld is nie 'n geïsoleerde geval nie. Terselfdertyd is daar geen waaiers wat geskik is vir suiweringstelsels in my land se ventilatorreeks nie. Oor die algemeen maak ontwerpers dikwels nie akkurate berekeninge van die stelsel se lugweerstand nie, of let nie op of die gekose waaier op 'n gunstiger werkpunt op die kenmerkende kurwe is nie, wat daartoe lei dat die lugvolume of windsnelheid nie die ontwerpwaarde bereik kort nadat die stelsel in werking gestel is nie. Die Amerikaanse federale standaard (FS209A~B) het bepaal dat die lugvloeisnelheid van 'n unidireksionele skoonkamer deur die dwarssnit van die skoonkamer gewoonlik op 90 vt/min (0.45 m/s) gehandhaaf word, en die snelheidsongelykheid binne ±20% is onder die voorwaarde dat daar geen inmenging in die hele kamer is nie. Enige beduidende afname in lugvloeisnelheid sal die moontlikheid van selfreinigingstyd en besoedeling tussen werkposisies verhoog (na die promulgering van FS209C in Oktober 1987 is geen regulasies vir alle parameteraanwysers anders as stofkonsentrasie gemaak nie).

Om hierdie rede glo die outeur dat dit gepas is om die huidige huishoudelike ontwerpwaarde van unidireksionele vloeisnelheid toepaslik te verhoog. Ons eenheid het dit in werklike projekte gedoen, en die effek is relatief goed. Turbulente skoonkamers het 'n aanbevole waarde met 'n relatief voldoende veiligheidsfaktor, maar baie ontwerpers is steeds nie seker nie. Wanneer hulle spesifieke ontwerpe maak, verhoog hulle die ventilasievolume van klas 100,000 skoonkamers tot 20-25 keer/h, klas 10,000 skoonkamers tot 30-40 keer/h, en klas 1000 skoonkamers tot 60-70 keer/h. Dit verhoog nie net die toerustingkapasiteit en aanvanklike belegging nie, maar verhoog ook toekomstige onderhouds- en bestuurskoste. Trouens, dit is nie nodig om dit te doen nie. By die samestelling van my land se lugreinigingstegniese maatreëls is meer as klas 100 skoonkamers in China ondersoek en gemeet. Baie skoonkamers is onder dinamiese toestande getoets. Die resultate het getoon dat ventilasievolumes van klas 100 000 skoonkamers ≥10 keer/u, klas 10 000 skoonkamers ≥20 keer/u, en klas 1000 skoonkamers ≥50 keer/u aan die vereistes kan voldoen. Die Amerikaanse Federale Standaard (FS2O9A~B) bepaal: nie-unidireksionele skoonkamers (klas 100 000, klas 10 000), kamerhoogte 8~12vt (2.44~3.66m), beskou gewoonlik die hele kamer as ten minste een keer elke 3 minute (d.w.s. 20 keer/u) geventileer. Daarom het die ontwerpspesifikasie 'n groot surplus-koëffisiënt in ag geneem, en die ontwerper kan veilig kies volgens die aanbevole waarde van ventilasievolume.

4. Statiese drukverskil

Die handhawing van 'n sekere positiewe druk in 'n skoonkamer is een van die noodsaaklike voorwaardes om te verseker dat die skoonkamer nie of minder besoedel is om die ontwerpte skoonheidsvlak te handhaaf. Selfs vir skoonkamers met negatiewe druk, moet dit aangrensende kamers of suites hê met 'n skoonheidsvlak wat nie laer is as die vlak daarvan om 'n sekere positiewe druk te handhaaf nie, sodat die skoonheid van die skoonkamer met negatiewe druk gehandhaaf kan word.

Die positiewe drukwaarde van die skoonkamer verwys na die waarde wanneer die binnenshuise statiese druk groter is as die buitenshuise statiese druk wanneer alle deure en vensters toe is. Dit word bereik deur die metode dat die lugtoevoervolume van die suiweringstelsel groter is as die terugvoerlugvolume en uitlaatlugvolume. Om die positiewe drukwaarde van die skoonkamer te verseker, is die toevoer-, terugvoer- en uitlaatwaaiers verkieslik ineengeskakel. Wanneer die stelsel aangeskakel word, word die toevoerwaaier eers aangeskakel, en dan word die terugvoer- en uitlaatwaaiers aangeskakel; wanneer die stelsel afgeskakel word, word die uitlaatwaaier eers afgeskakel, en dan word die terugvoer- en toevoerwaaiers afgeskakel om te verhoed dat die skoonkamer besoedel word wanneer die stelsel aan- en afgeskakel word.

Die lugvolume wat benodig word om die positiewe druk van die skoonkamer te handhaaf, word hoofsaaklik bepaal deur die lugdigtheid van die onderhoudstruktuur. In die vroeë dae van skoonkamerkonstruksie in my land, as gevolg van die swak lugdigtheid van die omhulselstruktuur, het dit 2 tot 6 keer/h lugtoevoer geneem om 'n positiewe druk van ≥5Pa te handhaaf; tans is die lugdigtheid van die onderhoudstruktuur aansienlik verbeter, en slegs 1 tot 2 keer/h lugtoevoer is nodig om dieselfde positiewe druk te handhaaf; en slegs 2 tot 3 keer/h lugtoevoer is nodig om ≥10Pa te handhaaf.

My land se ontwerpspesifikasies [6] bepaal dat die statiese drukverskil tussen skoonkamers van verskillende grade en tussen skoon areas en nie-skoon areas nie minder as 0.5 mm H2O (~5 Pa) moet wees nie, en die statiese drukverskil tussen die skoon area en die buitelug moet nie minder as 1.0 mm H2O (~10 Pa) wees nie. Die outeur glo dat hierdie waarde om drie redes te laag lyk:

(1) Positiewe druk verwys na die vermoë van 'n skoonkamer om binnenshuise lugbesoedeling deur die gapings tussen deure en vensters te onderdruk, of om die besoedelingstowwe wat die kamer binnedring wanneer die deure en vensters vir 'n kort tydjie oopgemaak word, te verminder. Die grootte van die positiewe druk dui die sterkte van die besoedelingsonderdrukkingsvermoë aan. Natuurlik, hoe groter die positiewe druk, hoe beter (wat later bespreek sal word).

(2) Die lugvolume wat benodig word vir positiewe druk is beperk. Die lugvolume wat benodig word vir 5Pa positiewe druk en 10Pa positiewe druk verskil slegs ongeveer 1 keer/h. Waarom nie dit doen nie? Dit is natuurlik beter om die onderste limiet van positiewe druk as 10Pa te neem.

(3) Die Amerikaanse Federale Standaard (FS209A~B) bepaal dat wanneer alle ingange en uitgange gesluit is, die minimum positiewe drukverskil tussen die skoonkamer en enige aangrensende area met lae skoonheidsvlakke 0.05 duim waterkolom (12.5 Pa) is. Hierdie waarde is deur baie lande aangeneem. Maar die positiewe drukwaarde van die skoonkamer is nie, hoe hoër hoe beter. Volgens die werklike ingenieurstoetse van ons eenheid vir meer as 30 jaar, wanneer die positiewe drukwaarde ≥ 30 Pa is, is dit moeilik om die deur oop te maak. As jy die deur onverskillig toemaak, sal dit 'n knal maak! Dit sal mense bang maak. Wanneer die positiewe drukwaarde ≥ 50~70 Pa is, sal die gapings tussen deure en vensters 'n fluit maak, en diegene wat swak is of diegene met 'n paar onvanpaste simptome sal ongemaklik voel. Die relevante spesifikasies of standaarde van baie lande tuis en in die buiteland spesifiseer egter nie die boonste limiet van positiewe druk nie. Gevolglik probeer baie eenhede slegs om aan die vereistes van die onderste limiet te voldoen, ongeag hoeveel die boonste limiet is. In die werklike skoonkamer wat die outeur teëgekom het, is die positiewe drukwaarde so hoog as 100 Pa of meer, wat baie slegte gevolge tot gevolg het. Trouens, die aanpassing van die positiewe druk is nie moeilik nie. Dit is heeltemal moontlik om dit binne 'n sekere reeks te beheer. Daar is 'n dokument wat bekendstel dat 'n sekere land in Oos-Europa die positiewe drukwaarde as 1-3 mm H20 (ongeveer 10~30 Pa) bepaal. Die outeur glo dat hierdie reeks meer gepas is.