Byggt á raunverulegri byggingu aðstöðu sem framleiðir ofurhreint vatn með viðnám yfir 18,2 MΩ·cm, kynnir þessi grein grundvallarferla ofurhreint vatnsframleiðslu. Það leggur sérstaka áherslu á lagnaefnin sem notuð eru á ýmsum stigum vatnsmeðferðar og gefur ítarlega grein fyrir uppsetningu hreins vatnslagna byggða á hagnýtri reynslu.
I. Yfirlit yfir Ultrapure Water System
Með þróun rafeindaiðnaðarins hafa kröfur um vatnsgæði við flísaframleiðslu og vinnslu orðið sífellt strangari. Til að tryggja framleiðslu á ofur-stórum-samþættum hringrásum er mjög-hreint vatn-ásamt há-hráefni, lofttegundum og kemískum efnum- mikilvægur þáttur. Ofurhreint vatnskerfi umbreyta venjulegu bæjarvatni í ofurhreint vatn sem uppfyllir stranga staðla varðandi jónainnihald og kornastærð.
Almennt, ofurhreint vatnskerfi samanstendur af þremur meginhlutum:
Ofurhreint vatnsframleiðslusvæði (CUB hluti),
Ofurhreint vatnsfægingar- og hringrásarsvæði (FAB hluti),
Ofurhreint vatnsdreifingarkerfi (ýms notkunarsvæði innan FAB).
Ofurhreint vatnsframleiðslusvæðið er flóknasta og hægt er að skipta því frekar í þrjá hluta:
For-meðferð,
Aðal hreinsun,
Ofurhreint vatnsmeðferð.
For-meðhöndlunarhlutinn felur fyrst og fremst í sér sandsíun og virka kolefnisturna (sumir framleiðendur bæta einnig við hvarfgeymum og flotgeymum fyrir uppleyst loft áður en sandsíun er gerð);
Aðalhreinsunarhlutinn felur fyrst og fremst í sér anjóna/katjónaskiptaturna, afgasunarturna (DG), öryggissíur, UV dauðhreinsunartæki og fjöl-þrepa öfugt himnuflæðiseiningar;
Ofurhreint vatnshlutinn inniheldur fyrst og fremst MDG (himnudeoxygenation modules), TOC-UV dauðhreinsiefni, blandað-beð (MB) jónaskiptara og-nota-síur.
Hins vegar, þar sem leiðslur geta-mengað vatnið aftur við flutning til vinnslubúnaðar, er fægja- og hringrásarkerfi venjulega sett upp í FAB. Þetta kerfi miðast við blönduð -rúm (MB) einingar ásamt útsíunarbúnaði (UF) til að fjarlægja óhreinindi sem skolast út í vatnið úr lagnakerfinu við dreifingu til framleiðslulínanna.
II. Lagnaefni sem almennt er notað á hverju stigi Ultrapure vatnskerfisins
Val á réttu lagnaefni er mikilvægt fyrir ofurhreint vatnskerfi; valið verður að tryggja vatnsgæði á sama tíma og það er efnahagslega sanngjarnt. Algengt notað lagnaefni í ofurhreinu vatnskerfum eru PVC, SGP, SGP (RL), SUS304, CPVC, SUS316 og PVDF. PVC eða SUS304 lagnir eru venjulega notaðar á formeðferðarstigi ofurhreins vatnsframleiðslu. Gúmmí-fóðruð stálrör (SGP-RL) er almennt notuð fyrir búnað-hliðartengingar, en SUS304 lagnir eru notaðar í kringum titringsvélar eins og vatnsdælur; CPVC eða SUS304 leiðslur eru notaðar fyrir aðalrennslislínur á aðalhreinsunarstigi. Vegna mikils þrýstings þarf hlutinn á milli háþrýstidælunnar og öfugs himnuflæðis (RO) einingarinnar SCH80 SUS304 pípur og flansar sem eru metnir fyrir 2,0 MPa. Þar sem RO ferlar hafa sérstakar kröfur um vatnshitastig eru varmaskipti venjulega settir upp fyrir RO eininguna og SUS304 leiðslur ættu að vera notaðar í nágrenni þeirra. SUS316 og CPVC lagnir eru almennt notaðar fyrir aðalrennslislínur á framleiðslustigi ofurhreins vatns. Helstu rennslislínur á hringrásarsvæðinu fyrir fægja nota venjulega SUS316 lagnir (soðnar tengingar sem krefjast fullrar gegnumbrots/tvíhliða-hliða suðuperlumyndun) og PVDF pípur, en CPVC lagnir eru notaðar fyrir endurheimtarlínur fyrir ofurhreint vatn. Stöðluð PVC leiðslur eru notaðar fyrir frárennslisleiðslur fyrir afrennsli yfir öll áðurnefnd vatnsmeðferðarstig. Höggþolnar- PVC lagnir eru nauðsynlegar fyrir efnaskammtunarlínur (eins og þær fyrir sýrur og basa) í framleiðsluferlinu fyrir hreint vatn. SUS304 lagnir eru notaðar fyrir köfnunarefniskerfið sem þjónar hreina vatnskerfinu, en SUS316 lagnir eru notaðar fyrir köfnunarefnislínurnar í ofurhreinu vatnsfægingarkerfinu. SUS304 eða SGP leiðslur eru almennt notaðar fyrir þjappað loftkerfi sem knýja pneumatic lokar; ef SGP lagnir eru notaðar þarf að setja upp síu áður en línan fer inn í hvaða rafmagnsstjórnborð sem er.
III. Framkvæmdir við Ultrapure Water System
Bygging öfgahreins vatnsstöðvarinnar býður upp á mesta áskorunina og samanstendur af þremur meginþáttum: afhendingu og uppsetningu búnaðar, tilbúningur og uppsetning á sameiginlegum pípugrindum og uppsetningu lagna. Þegar búnaður er fluttur inn verður að útbúa nákvæma lyftiáætlun-sérstaklega fyrir of þungan, of stóran eða viðkvæman búnað-til að forðast kærulausar eða hættulegar uppsetningaraðferðir. Tveir lykilþættir krefjast athygli við smíði sameiginlegra stuðningsgrindanna: Í fyrsta lagi verður tengingin milli grindarinnar og borgarbyggingarinnar að vera sterk, helst með því að nota innbyggðar stálplötur. Ef for-innfelling er ekki möguleg af einhverjum ástæðum, verður að nota efnafestingarbolta til að festa stoðirnar við bjálkana; staðlaðar, einfaldar þensluboltar eru ekki leyfðir. Ekki má undir neinum kringumstæðum nota járnplötur og einfalda þenslubolta til að festa stoðirnar við gólfplötuna. Í öðru lagi verður að halda öllu pípugrindinni jafnrétti til að koma í veg fyrir að pípa beygist eða skemmdir af völdum ójafnrar álags við snertipunkta milli pípunnar og grindarinnar. Varðandi uppsetningu lagna við vatnsstöðina, á meðan hægt er að setja CDA-, köfnunarefnis- og varmaskiptargufu eða heitt/kalt vatnsleiðslur kerfi-fyrir-kerfi, þá er uppsetning annarra lagnastöðva skipt í tvo meginhluta: grindlagnir og búnaður-aðliggjandi lagnir. Þessir tveir hlutar geta haldið áfram samtímis á upphafsstigi byggingar. Þegar beinu hlutanum á grindinni og pípunum í kringum búnaðinn er lokið, ætti að tengja búnaðinn -aðliggjandi pípu og grindlagnir til að mynda lokað lagnakerfi. Uppsetning ofurhreins vatnskerfislagna er verulega frábrugðin uppsetningu almennra veitulagna; fyrir utan að tryggja loftþéttleika kerfisins er mikilvæg krafa að viðhalda hreinleika röranna í gegnum uppsetningarferlið. Hér að neðan mun ég ræða sérstakar uppsetningartækni fyrir CPVC (klórað pólývínýlklóríð) og PVDF (pólývínýlídenflúoríð) leiðslur í ofurhreinu vatnskerfum.
IV. Uppsetning CPVC og PVDF lagna í Ultrapure Water Systems
CPVC og PVDF lagnaefni uppfylla strangar kröfur um ofurhreint vatnskerfa varðandi útskolun málmjóna og lífræns kolefnis, fjarveru fínna agna og koma í veg fyrir lífvænlegan bakteríuvöxt. Þar sem lagnaefni og fylgihlutir eru unnar og pakkað í ofur-hreinu umhverfi, felur uppsetning þeirra í sér sérstakar aðgerðir. Fyrir CPVC lagnir skal nota japanskt-framleitt „Nei. 85“ plastpíplulím. Pípuklippa ætti að framkvæma með því að nota rafmagns bandsög eða snúningspípuskera; Forðast skal notkun handsöga þegar mögulegt er (þar sem erfitt er-að-fjarlægja þær á afskornum endum). Fjarlægja verður rækilega í afskornum endum og setja 2–3 mm halla á pípuendana. Þetta kemur í veg fyrir að lím skafa inn í falsið meðan á tengingu stendur-villa sem gæti minnkað yfirborðsflatarmál tengingarinnar og leitt til leka í samskeyti. Lím verður að setja jafnt á tengifleti píputenninga og röra. Áður en yfirborð er borið á skal fjarlægja yfirborðsryk af innra yfirborði festinga og ytra yfirborði röra með því að nota hvítan klút, fita og þrífa þau síðan með -lausum klút vættum með asetoni. Fyrir utan þetta er mikilvægt að viðhalda hreinleika meðan á uppsetningu stendur-þetta er aðalmunurinn á uppsetningu CPVC lagna og venjulegs PVC lagna. Strangt til tekið ætti CPVC píputenging að fara fram í hreinu umhverfi, með lokatengingum á -stað með flönsum. Hins vegar, vegna sérstakra aðstæðna á staðnum, fer klipping, tenging og uppsetning oft fram á-staðnum. Í slíkum tilfellum verður að halda vinnusvæðinu tiltölulega hreinu (laust við mikið ryk). Ekki má framkvæma tengiaðgerðir beint á jörðu niðri; í staðinn ætti að nota sérstakan framleiðsluvettvang. Starfsmenn verða að vera með sérhæfða einnota hreinstofuhanska; bannað er að snerta innri pípuveggina með berum höndum (þar sem erfitt er að þvo húðolíur sem berast á innri vegginn af). Notaðu snúrutogara eða álíka verkfæri þegar þú setur rör inn og merktu rörið til að sannreyna nægilega ísetningardýpt. Nota verður PTFE (polytetrafluoroethylene) sem þéttiefni milli flansa. Rör skal verja meðan á geymslu stendur með því að setja þær á presenningar eða plastdúkur.
PVDF lagnakerfi treysta algjörlega á soðnar tengingar. Hreinlæti meðan á rekstri stendur og strangt eftirlit með uppsetningarumhverfinu er í fyrirrúmi. PVDF pípusuðu verður að fara fram í sérstökum hreinum girðingum; almennt herbergisumhverfi er óhentugt. Starfsfólk sem fer inn á hreina framleiðslusvæðið verður að skipta yfir í sérhæfðan skófatnað og pípuenda og festingar verða að vera lokaðir þar til þeir eru inni á hreina svæðinu. Aðeins skal fjarlægja umbúðir fyrir innréttingar strax fyrir uppsetningu. Nota þarf hreina einnota PVC hanska við suðu og pípuenda þarf að fita og þrífa með ísóprópýlalkóhóli, etanóli eða asetoni áður en suðu hefst. Einungis skal nota -lausa hreinstofudúka til að þrífa og skipta þarf um óhreina klúta tafarlaust. Starfsfólk sem aðstoðar við suðuferlið verður einnig að nota hreina bómullarhanska. Framkvæma skal sjónræna skoðun strax eftir að hverri suðu er lokið; suðustrengurinn í kringum samskeytin verður að vera jöfn á hæð og skaga upp fyrir ytra yfirborð pípunnar. Þegar PVDF pípur hafa verið soðnar, verður að loka pípuendanum tafarlaust fyrir flutning á uppsetningarstaðinn, þar sem flanstengingar-með PTFE þéttingar-eru notaðar. Á meðan á uppsetningu stendur eru gerðar nákvæmar mælingar á-staðnum til að framleiða nákvæmar framleiðslu- og uppsetningarteikningar, en eftir það annast sérhæft starfsfólk suðuna og framleiðsluna. Suðu- og uppsetningarteymi starfa með skýrt skilgreinda ábyrgð til að hámarka rekstrarhagkvæmni.
V. Niðurstaða
Í stuttu máli, smíði ofurhreint vatnskerfa krefst þess ekki aðeins að farið sé að ströngum kerfis-þéttleikastöðlum heldur, mikilvægara, áherslu á að efla „hreinleikavitund“ meðal byggingarstarfsmanna. Starfsmenn verða að fylgja samviskusamlega samviskusamlega reglum um hreina lagnauppsetningu og framkvæma verkefni í samræmi við sérstakar kröfur hvers vatnsmeðferðarstigs. Þessi nálgun kemur í veg fyrir mengun af völdum óviðeigandi byggingaraðferða-sem annars gætu haft áhrif á vatnsgæði, uppfyllt ekki forskriftir viðskiptavina og leitt til gæða-atvika.
