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Analyse de base de la salle blanche

chambre blanche
Classe 10000 Clean Room

Introduction

La salle propre est la base du contrôle de la pollution. Sans salle propre, les pièces sensibles à la pollution ne peuvent pas être produites en masse. Dans Fed-STD-2, la salle blanche est définie comme une pièce avec filtration d'air, distribution, optimisation, matériaux de construction et équipement, dans lesquels des procédures de fonctionnement régulières spécifiques sont utilisées pour contrôler la concentration de particules en suspension dans l'air pour atteindre le niveau de propreté des particules approprié.

Afin d'obtenir un bon effet de propreté dans une salle blanche, il est nécessaire non seulement de se concentrer sur la prise de mesures raisonnables de purification de la climatisation, mais aussi pour nécessiter un processus, une construction et d'autres spécialités pour prendre des mesures correspondantes: non seulement une conception raisonnable, mais aussi une construction minutieuse et l'installation conformément aux spécifications, ainsi qu'une utilisation correcte de la salle blanche et de la maintenance et de la gestion scientifiques. Afin d'obtenir un bon effet dans une salle blanche, de nombreuses littératures domestiques et étrangères ont été exposées sous différentes perspectives. En fait, il est difficile d'obtenir une coordination idéale entre les différentes spécialités, et il est difficile pour les concepteurs de saisir la qualité de la construction et de l'installation ainsi que l'utilisation et la gestion, en particulier ce dernier. En ce qui concerne les mesures de purification des chambres propres, de nombreux concepteurs, ou même des parties en construction, ne prêtent souvent pas suffisamment d'attention à leurs conditions nécessaires, ce qui entraîne un effet de propreté insatisfaisant. Cet article ne discute que brièvement des quatre conditions nécessaires pour atteindre les exigences de propreté dans les mesures de purification des salles propres.

1. Propre à l'approvisionnement aérien

Pour s'assurer que la propreté de l'approvisionnement en air répond aux exigences, la clé est les performances et l'installation du filtre final du système de purification.

Sélection de filtre

Le filtre final du système de purification adopte généralement un filtre HEPA ou un filtre sous-hépa. Selon les normes de mon pays, l'efficacité des filtres HEPA est divisée en quatre grades: la classe A est ≥99,9%, la classe B est ≥99,9%, la classe C est ≥99999%, la classe D est (pour les particules ≥ 0,1 μm) ≥99,999 % (également connu sous le nom de filtres ultra-hepa); Les filtres sous-HEPA sont (pour les particules ≥ 0,5 μm) 95 ~ 99,9%. Plus l'efficacité est élevée, plus le filtre est coûteux. Par conséquent, lors du choix d'un filtre, nous devons non seulement répondre aux exigences de la propreté de l'alimentation aérienne, mais également considérer la rationalité économique.

Du point de vue des exigences de propreté, le principe est d'utiliser des filtres à basse performance pour les salles propres de bas niveau et les filtres hautes performances pour les salles propres de haut niveau. D'une manière générale: des filtres à haute efficacité peuvent être utilisés pour le niveau de 1 million; Les filtres HEPA sous-HEPA ou de classe A peuvent être utilisés pour les niveaux inférieurs à la classe 10 000; Les filtres de classe B peuvent être utilisés pour la classe 10 000 à 100; Et les filtres de classe C peuvent être utilisés pour les niveaux de 100 à 1. Il semble qu'il existe deux types de filtres à choisir pour chaque niveau de propreté. Que ce soit pour choisir des filtres à haute performance ou à basse performance dépend de la situation spécifique: lorsque la pollution de l'environnement est grave, ou que le rapport d'échappement intérieur est important, ou que la salle blanche est particulièrement importante et nécessite un facteur de sécurité plus important, dans ceux-ci ou un Parmi ces cas, un filtre de haute classe doit être sélectionné; Sinon, un filtre à basse performance peut être sélectionné. Pour les salles propres qui nécessitent un contrôle des particules de 0,1 μm, les filtres de classe D doivent être sélectionnés quelle que soit la concentration de particules contrôlées. Ce qui précède n'est que du point de vue du filtre. En fait, pour choisir un bon filtre, vous devez également considérer pleinement les caractéristiques de la salle blanche, du filtre et du système de purification.

Installation de filtre

Pour garantir la propreté de l'alimentation aérienne, il ne suffit pas d'avoir uniquement des filtres qualifiés, mais aussi de s'assurer: a. Le filtre n'est pas endommagé pendant le transport et l'installation; né L'installation est serrée. Pour atteindre le premier point, le personnel de construction et d'installation doit être bien entraîné, à la fois avec une connaissance de l'installation de systèmes de purification et de compétences d'installation qualifiées. Sinon, il sera difficile de s'assurer que le filtre n'est pas endommagé. Il y a des leçons profondes à cet égard. Deuxièmement, le problème de l'étanchéité de l'installation dépend principalement de la qualité de la structure d'installation. Le manuel de conception recommande généralement: pour un seul filtre, une installation de type ouvert est utilisée, de sorte que même si une fuite se produit, elle ne fuira pas dans la pièce; À l'aide d'une prise d'air HEPA finie, l'étanchéité est également plus facile à assurer. Pour l'air des filtres multiples, le sceau gel et le scellage de pression négatif sont souvent utilisés ces dernières années.

Le joint en gel doit s'assurer que le joint de réservoir liquide est serré et que le cadre global est sur le même plan horizontal. Le scellage de pression négatif est de faire la périphérie extérieure de l'articulation entre le filtre et la boîte de pression statique et le cadre dans un état de pression négative. Comme l'installation de type ouvert, même s'il y a des fuites, elle ne fuira pas dans la pièce. En fait, tant que le cadre d'installation est plat et que la face d'extrémité du filtre est en contact uniforme avec le cadre d'installation, il doit être facile de rendre le filtre à répondre aux exigences de resserrement de l'installation dans n'importe quel type d'installation.

2. Organisation de flux d'air

L'organisation du flux d'air d'une salle blanche est différente de celle d'une pièce générale climatisée. Il faut d'abord livrer l'air le plus propre à la zone d'opération. Sa fonction est de limiter et de réduire la pollution aux objets traités. À cette fin, les principes suivants doivent être pris en compte lors de la conception de l'organisation du flux d'air: minimiser les courants de Foucault pour éviter d'apporter la pollution de l'extérieur de la zone de travail dans la zone de travail; Essayez d'empêcher le vol de poussière secondaire pour réduire les risques de poussière contaminant la pièce; Le flux d'air dans la zone de travail doit être aussi uniforme que possible, et sa vitesse de vent devrait répondre aux exigences du processus et de l'hygiène. Lorsque le flux d'air coule vers la sortie d'air de retour, la poussière dans l'air doit être effectivement enlevée. Choisissez différents modes de livraison d'air et de retour en fonction de différentes exigences de propreté.

Différentes organisations de flux d'air ont leurs propres caractéristiques et étendues:

(1). Flux unidirectionnel vertical

En plus des avantages communs d'obtenir un flux d'air à la baisse uniforme, de faciliter la disposition de l'équipement de processus, de fortes capacités d'auto-purification et de simplifier les installations communes telles que les installations de purification personnelle, les quatre méthodes d'approvisionnement en air ont également leurs propres avantages et inconvénients: complet- Les filtres HEPA couverts ont les avantages d'une faible résistance et d'un cycle de remplacement du filtre long, mais la structure du plafond est complexe et le coût est élevé; Les avantages et les inconvénients de la livraison supérieure du filtre HEPA recouverte de latéraux et de la livraison supérieure de la plaque pleine trou sont opposés à ceux de la livraison supérieure du filtre HEPA couvert. Parmi eux, la livraison supérieure à la plaque pleine trou est facile à accumuler de la poussière sur la surface intérieure de la plaque à orifice lorsque le système est en marche non continu, et un mauvais entretien a un certain impact sur la propreté; La livraison supérieure de diffuseur dense nécessite une couche de mélange, il ne convient donc que pour les grandes chambres propres supérieures à 4 m, et ses caractéristiques sont similaires à la livraison supérieure de la plaque complète; La méthode d'air de retour pour la plaque avec des grilles des deux côtés et les sorties d'air de retour régulièrement disposées au bas des murs opposés ne conviennent qu'aux pièces propres avec un espacement net de moins de 6 m des deux côtés; Les prises d'air de retour disposées au bas de la paroi unique ne conviennent que pour les pièces propres avec une petite distance entre les murs (tels que ≤ <2 ~ 3 m).

(2). Flux unidirectionnel horizontal

Seule la première zone de travail peut atteindre le niveau de propreté de 100. Lorsque l'air s'écoule de l'autre côté, la concentration de poussière augmente progressivement. Par conséquent, il convient uniquement aux chambres propres avec des exigences de propreté différentes pour le même processus dans la même pièce. La distribution locale des filtres HEPA sur la paroi d'alimentation aérienne peut réduire l'utilisation des filtres HEPA et économiser l'investissement initial, mais il y a des tourbillons dans les zones locales.

(3). Flux d'air turbulent

Les caractéristiques de la livraison supérieure des plaques à orifice et la livraison supérieure de diffuseurs denses sont les mêmes que celles mentionnées ci-dessus: les avantages de la livraison latérale sont faciles à organiser des pipelines, aucun intermédiaire technique n'est requis, à faible coût et propice à la rénovation des anciennes usines . Les inconvénients sont que la vitesse du vent dans la zone de travail est grande et que la concentration de poussière du côté sous le vent est plus élevée que celle du côté haut de gamme; La livraison supérieure des prises de filtre HEPA présente les avantages d'un système simple, pas de pipelines derrière le filtre HEPA et du flux d'air propre directement livré à la zone de travail, mais le flux d'air propre diffuse lentement et le flux d'air dans la zone de travail est plus uniforme; Cependant, lorsque plusieurs prises d'air sont organisées uniformément ou que les prises d'air filtrantes HEPA avec des diffuseurs sont utilisées, le flux d'air dans la zone de travail peut également être rendu plus uniforme; Mais lorsque le système ne fonctionne pas en continu, le diffuseur est sujet à l'accumulation de poussière.

La discussion ci-dessus est tout dans un état idéal et est recommandé par des spécifications nationales, des normes ou des manuels de conception pertinents. Dans les projets réels, l'organisation du flux d'air n'est pas bien conçue en raison de conditions objectives ou de raisons subjectives du concepteur. Les produits communs incluent: le flux unidirectionnel vertical adopte l'air de retour de la partie inférieure des deux murs adjacents, la classe 100 locale adopte la livraison supérieure et le rendement supérieur (c'est-à-dire qu'aucun rideau suspendu n'est ajouté sous la prise d'air locale), et les salles blanches turbulentes adoptent HEPA Filtre Air Outlet Top Livraison et Upper Return ou Retour inférieur unique (espacement plus grand entre les murs), etc. Ces méthodes d'organisation du flux d'air ont été mesurées et la plupart de leur propreté ne répond pas au Exigences de conception. En raison des spécifications actuelles pour l'acceptation vide ou statique, certaines de ces salles propres atteignent à peine le niveau de propreté conçu dans des conditions vides ou statiques, mais la capacité d'interférence anti-pollution est très faible, et une fois que la salle propre entre dans l'état de travail, elle ne répond pas aux exigences.

L'organisation de flux d'air correct doit être réglée avec des rideaux suspendus à la hauteur de la zone de travail dans la région, et la classe 100 000 ne devrait pas adopter la livraison supérieure et le rendement supérieur. De plus, la plupart des usines produisent actuellement des prises d'air à haute efficacité avec des diffuseurs, et leurs diffuseurs ne sont que des plaques à orifice décoratives et ne jouent pas le rôle du flux d'air diffusant. Les concepteurs et les utilisateurs devraient accorder une attention particulière à cela.

3. Volume d'alimentation en air ou vitesse de l'air

Un volume de ventilation suffisant consiste à diluer et à éliminer l'air pollué intérieur. Selon différentes exigences de propreté, lorsque la hauteur nette de la salle blanche est élevée, la fréquence de ventilation doit être correctement augmentée. Parmi eux, le volume de ventilation de la salle blanche de 1 million de niveaux est pris en compte en fonction du système de purification à haute efficacité, et le reste est pris en compte en fonction du système de purification à haute efficacité; Lorsque les filtres HEPA de la salle blanche de la classe 100 000 sont concentrés dans la salle des machines ou que les filtres sous-hépa sont utilisés à la fin du système, la fréquence de ventilation peut être correctement augmentée de 10 à 20%.

Pour les valeurs recommandées par le volume de ventilation ci-dessus, l'auteur estime que: la vitesse du vent à travers la section de la pièce de la salle propre à débit unidirectionnelle est faible et la salle propre turbulente a une valeur recommandée avec un facteur de sécurité suffisant. Écoulement unidirectionnel vertical ≥ 0,25 m / s, débit unidirectionnel horizontal ≥ 0,35 m / s. Bien que les exigences de propreté puissent être satisfaites lorsqu'elles sont testées dans des conditions vides ou statiques, la capacité anti-pollution est mauvaise. Une fois que la pièce entre dans l'état de travail, la propreté peut ne pas répondre aux exigences. Ce type d'exemple n'est pas un cas isolé. Dans le même temps, il n'y a pas de fans adaptés aux systèmes de purification dans la série de ventilateurs de mon pays. Généralement, les concepteurs ne font souvent pas de calculs précis de la résistance à l'air du système, ou ne remarquent pas si le ventilateur sélectionné est à un point de travail plus favorable sur la courbe caractéristique, ce qui entraîne le volume d'air ou la vitesse du vent qui n'atteint pas la valeur de conception sous peu Une fois le système mis en service. La norme fédérale américaine (FS209A ~ B) stipulait que la vitesse de flux d'air d'une salle blanche unidirectionnelle à travers la section transversale de la salle blanche est généralement maintenue à 90 pieds / min (0,45 m / s), et la non-uniformité de vitesse est à moins de ± 20% à l'état sans interférence dans toute la pièce. Toute diminution significative de la vitesse du débit d'air augmentera la possibilité de temps autonettoyant et de pollution entre les positions de travail (après la promulgation de FS209C en octobre 1987, aucune réglementation n'a été établie pour tous les indicateurs de paramètres autres que la concentration de poussière).

Pour cette raison, l'auteur estime qu'il est approprié d'augmenter de manière appropriée la valeur de conception intérieure actuelle de la vitesse d'écoulement unidirectionnelle. Notre unité l'a fait dans des projets réels, et l'effet est relativement bon. La salle propre turbulente a une valeur recommandée avec un facteur de sécurité relativement suffisant, mais de nombreux concepteurs ne sont toujours pas assurés. Lors de la fabrication de conceptions spécifiques, ils augmentent le volume de ventilation de la classe 100 000 salles blanches à 20-25 fois / h, une salle blanche de classe 10 000 à 30 à 40 fois / h et une salle blanche de classe 1000 à 60 à 70 fois / h. Cela augmente non seulement la capacité de l'équipement et l'investissement initial, mais augmente également les coûts de maintenance et de gestion futurs. En fait, il n'est pas nécessaire de le faire. Lors de la compilation des mesures techniques de nettoyage d'air de mon pays, plus que la salle blanche de la classe 100 en Chine a été étudiée et mesurée. De nombreuses chambres propres ont été testées dans des conditions dynamiques. Les résultats ont montré que les volumes de ventilation des salles propres de la classe 100 000 ≥ 10 fois / h, des salles propres de classe 10 000 ≥20 fois / h et des salles propres de classe 1000 ≥50 fois / h peuvent répondre aux exigences. La norme fédérale américaine (FS2O9A ~ B) stipule: salles propres non unidirectionnelles (classe 100 000, classe 10 000), hauteur de la salle 8 ~ 12 pieds (2,44 ~ 3,66 m), considérez généralement toute la pièce comme ventilée au moins une fois toutes les 3 minutes (c'est-à-dire 20 fois / h). Par conséquent, la spécification de conception a pris en compte un grand coefficient excédentaire, et le concepteur peut choisir en toute sécurité selon la valeur recommandée du volume de ventilation.

4. différence de pression statique

Le maintien d'une certaine pression positive dans une salle blanche est l'une des conditions essentielles pour s'assurer que la salle blanche n'est pas ou moins polluée pour maintenir le niveau de propreté conçu. Même pour les salles propres à pression négative, il doit avoir des chambres ou des suites adjacentes avec un niveau de propreté non inférieur à son niveau pour maintenir une certaine pression positive, de sorte que la propreté de la salle propre à pression négative peut être maintenue.

La valeur de pression positive de la salle blanche fait référence à la valeur lorsque la pression statique intérieure est supérieure à la pression statique extérieure lorsque toutes les portes et fenêtres sont fermées. Il est réalisé par la méthode que le volume d'alimentation d'air du système de purification est supérieur au volume d'air de retour et au volume d'air d'échappement. Afin d'assurer la valeur de pression positive de la salle blanche, les ventilateurs d'alimentation, de retour et d'échappement sont de préférence verrouillés. Lorsque le système est allumé, le ventilateur d'approvisionnement est démarré en premier, puis les ventilateurs de retour et d'échappement sont démarrés; Lorsque le système est éteint, le ventilateur d'échappement est éteint en premier, puis les ventilateurs de retour et d'approvisionnement sont désactivés pour empêcher la contamination de la salle propre lorsque le système est allumé et éteint.

Le volume d'air requis pour maintenir la pression positive de la salle blanche est principalement déterminé par l'étanchéité de l'air de la structure d'entretien. Au début de la construction de la salle blanche dans mon pays, en raison de la mauvaise étanche de l'air de la structure de l'enceinte, il a fallu 2 à 6 fois / h d'alimentation aérienne pour maintenir une pression positive de ≥5pa; À l'heure actuelle, l'étanchéité de l'air de la structure d'entretien a été considérablement améliorée et seulement 1 à 2 fois / h d'alimentation aérienne est nécessaire pour maintenir la même pression positive; et seulement 2 à 3 fois / h d'alimentation aérienne sont nécessaires pour maintenir ≥10pa.

Les spécifications de conception de mon pays [6] stipulent que la différence de pression statique entre les salles propres de différentes notes et entre les zones propres et les zones non nettoyantes doit être pas moins de 0,5 mm H2O (~ 5pa), et la différence de pression statique entre la zone propre et l'extérieur doit être pas moins de 1,0 mm H2O (~ 10pa). L'auteur estime que cette valeur semble trop faible pour trois raisons:

(1) La pression positive fait référence à la capacité d'une salle propre à supprimer la pollution de l'air intérieur à travers les lacunes entre les portes et les fenêtres, ou pour minimiser les polluants qui pénètrent dans la pièce lorsque les portes et les fenêtres sont ouvertes pendant une courte période. La taille de la pression positive indique la résistance de la capacité de suppression de la pollution. Bien sûr, plus la pression positive est grande, mieux c'est (ce qui sera discuté plus loin).

(2) Le volume d'air requis pour la pression positive est limité. Le volume d'air requis pour la pression positive 5PA et la pression positive 10pa n'est que d'environ 1 temps / h différent. Pourquoi ne pas le faire? De toute évidence, il est préférable de prendre la limite inférieure de la pression positive comme 10pa.

(3) La norme fédérale américaine (FS209A ~ B) stipule que lorsque toutes les entrées et sorties sont fermées, la différence de pression positive minimale entre la salle blanche et toute zone de propreté à faible teneur adjacente est de 0,05 pouce de colonne d'eau (12,5 pa). Cette valeur a été adoptée par de nombreux pays. Mais la valeur de pression positive de la salle blanche n'est pas plus élevée, mieux c'est. Selon les tests d'ingénierie réels de notre unité pendant plus de 30 ans, lorsque la valeur de pression positive est ≥ 30pa, il est difficile d'ouvrir la porte. Si vous fermez la porte négligemment, cela fera un coup! Cela effrayera les gens. Lorsque la valeur de pression positive est ≥ 50 ~ 70pa, les lacunes entre les portes et les fenêtres rendront le coup de sifflet, et les faibles ou ceux qui présentaient des symptômes inappropriés seront inconfortables. Cependant, les spécifications ou les normes pertinentes de nombreux pays au pays et à l'étranger ne spécifient pas la limite supérieure de la pression positive. En conséquence, de nombreuses unités ne cherchent qu'à répondre aux exigences de la limite inférieure, quelle que soit la limite supérieure. Dans la salle blanche réelle rencontrée par l'auteur, la valeur de pression positive est aussi élevée que 100pa ou plus, entraînant de très mauvais effets. En fait, l'ajustement de la pression positive n'est pas difficile. Il est tout à fait possible de le contrôler dans une certaine plage. Il y avait un document présentant qu'un certain pays en Europe de l'Est stipule la valeur de pression positive à 1 à 3 mm H20 (environ 10 ~ 30pa). L'auteur estime que cette gamme est plus appropriée.

Salle propre à flux laminaire
Classe 100000 Clean Room
Classe 100 Room blanche

Heure du poste: 13 février-2025