Na základe skutočnej konštrukcie zariadenia na výrobu ultračistej vody s odporom presahujúcim 18,2 MΩ·cm tento článok predstavuje základné procesy výroby ultračistej vody. Kladie osobitný dôraz na potrubné materiály používané v rôznych štádiách úpravy vody a poskytuje podrobný popis inštalácie ultračistého vodného potrubia na základe praktických skúseností.
I. Prehľad systému ultračistej vody
S rozvojom elektronického priemyslu sú požiadavky na kvalitu vody pri výrobe a spracovaní čipov čoraz prísnejšie. Na zabezpečenie výroby ultra-veľkých-integrovaných obvodov je kritickým faktorom-voda vysokej čistoty-spolu s-vysoko čistými surovinami, plynmi a chemikáliami-. Systémy ultračistej vody premieňajú štandardnú mestskú vodu na ultračistú vodu, ktorá spĺňa prísne normy týkajúce sa obsahu iónov a veľkosti častíc.
Vo všeobecnosti sa systém ultračistej vody skladá z troch hlavných častí:
Oblasť výroby ultračistej vody (sekcia CUB),
Oblasť na leštenie a cirkuláciu ultračistej vody (sekcia FAB),
Sieť rozvodov ultračistej vody (rôzne oblasti použitia v rámci FAB).
Oblasť výroby ultračistej vody je najkomplexnejšia a možno ju ďalej rozdeliť na tri časti:
Pred-liečba,
Primárne čistenie,
Úprava ultračistej vody.
Časť pred{0}}úpravy zahŕňa predovšetkým pieskovú filtráciu a veže s aktívnym uhlím (niektorí výrobcovia pridávajú pred pieskovú filtráciu aj reakčné nádrže a flotačné nádrže rozpusteného vzduchu);
Primárna purifikačná časť zahŕňa predovšetkým aniónové/katexové veže, odplyňovacie veže (DG), bezpečnostné filtre, UV sterilizátory a viacstupňové jednotky reverznej osmózy;
Sekcia ultračistej vody zahŕňa predovšetkým MDG (membránové deoxygenačné moduly), TOC-UV sterilizátory, zmiešané-lôžkové (MB) iónomeniče a filtre--použitia.
Keďže však potrubie môže opätovne-kontaminovať vodu počas prepravy do technologického zariadenia, vo FAB je zvyčajne inštalovaný leštiaci a cirkulačný systém. Tento systém sa sústreďuje na jednotkách so zmiešaným lôžkom (MB) doplneným ultrafiltračným (UF) zariadením na odstránenie nečistôt vylúhovaných do vody z potrubnej siete počas distribúcie do výrobných liniek.
II. Potrubné materiály bežne používané na každom stupni systému ultračistej vody
Výber správnych potrubných materiálov je rozhodujúci pre systémy s ultračistou vodou; výber musí zabezpečiť kvalitu vody a zároveň zostať ekonomicky primeraný. Bežne používané potrubné materiály v systémoch s ultračistou vodou zahŕňajú PVC, SGP, SGP (RL), SUS304, CPVC, SUS316 a PVDF. Potrubie z PVC alebo SUS304 sa zvyčajne používa počas fázy predúpravy pri výrobe ultračistej vody. Pogumované-oceľové potrubie (SGP-RL) sa vo všeobecnosti používa-na bočné pripojenia zariadení, zatiaľ čo potrubie SUS304 sa používa okolo vibrujúcich strojov, ako sú vodné čerpadlá; Potrubie CPVC alebo SUS304 sa používa pre hlavné prietokové potrubia počas fázy primárneho čistenia. Z dôvodu vysokého tlaku vyžaduje úsek medzi vysokotlakovým čerpadlom{12}}a jednotkou reverznej osmózy (RO) potrubie a príruby SCH80 SUS304 dimenzované na 2,0 MPa. Pretože procesy RO majú špecifické požiadavky na teplotu vody, výmenníky tepla sa zvyčajne inštalujú pred jednotkou RO a v ich blízkosti by sa malo použiť potrubie SUS304. Potrubia SUS316 a CPVC sa vo všeobecnosti používajú pre hlavné prietokové potrubia počas fázy výroby ultračistej vody. Hlavné prietokové potrubia v leštiacej cirkulačnej zóne zvyčajne využívajú potrubie SUS316 (zvárané spoje vyžadujúce úplnú penetráciu/obojstrannú{22}}tvorbu zvarových hút) a potrubie PVDF, zatiaľ čo potrubie CPVC sa používa pre potrubia na regeneráciu ultračistej vody. Štandardné PVC potrubie sa používa na vypúšťanie odpadových vôd vo všetkých vyššie uvedených stupňoch úpravy vody. Potrubie z PVC odolné voči nárazu{25}}je potrebné pre linky na dávkovanie chemikálií (ako sú linky na kyseliny a zásady) v rámci procesu výroby čistej vody. Potrubie SUS304 sa používa pre dusíkový systém slúžiaci systému čistej vody, zatiaľ čo potrubie SUS316 sa používa pre vedenie dusíka v systéme na leštenie ultračistej vody. Potrubie SUS304 alebo SGP sa všeobecne používa pre systémy stlačeného vzduchu, ktoré poháňajú pneumatické ventily; ak sa používa potrubie SGP, musí byť nainštalovaný filter predtým, ako vedenie vstúpi do akéhokoľvek elektrického ovládacieho panelu.
III. Konštrukcia systému ultračistej vody
Výstavba ultračistej vodárne predstavuje najväčšiu výzvu a pozostáva z troch hlavných komponentov: dodávka a inštalácia zariadenia, výroba a inštalácia zdieľaných potrubných stojanov a inštalácia potrubia. Pri premiestňovaní zariadenia je potrebné pripraviť podrobný plán zdvíhania-najmä pre zariadenia s nadváhou, nadmernou veľkosťou alebo krehké zariadenia-, aby ste sa striktne vyhli neopatrným alebo nebezpečným inštalačným postupom. Pri konštrukcii zdieľaných podporných regálov je potrebné venovať pozornosť dvom kľúčovým aspektom: po prvé, spojenie medzi regálom a stavebnou konštrukciou musí byť robustné, ideálne s použitím vložených oceľových dosiek. Ak predbežné{5}}zapustenie z akéhokoľvek dôvodu nie je možné, na upevnenie podpier k nosníkom sa musia použiť chemické kotviace skrutky; štandardné jednoduché rozperné skrutky nie sú povolené. Na ukotvenie podpier k podlahovej doske sa za žiadnych okolností nesmú používať železné platne a jednoduché rozperné skrutky. Po druhé, celý úsek stojana na rúry musí byť udržiavaný vo vodorovnej polohe, aby sa predišlo ohýbaniu potrubia alebo poškodeniu spôsobenému nerovnomerným namáhaním v miestach kontaktu medzi rúrou a stojanom. Pokiaľ ide o inštaláciu potrubia vo vodárenskej stanici, zatiaľ čo rozvody CDA, dusíka a výmenníka tepla na paru alebo teplú/studenú vodu možno inštalovať systémovo-po{10}}systéme, inštalácia ďalších potrubí na stanici je rozdelená na dve hlavné časti: rozvodné potrubie a potrubie-susediace so zariadením. Tieto dve časti môžu prebiehať súčasne počas počiatočnej fázy výstavby. Po dokončení priamych úsekov na stojane a potrubí, ktoré bezprostredne obklopuje zariadenie, by sa malo vytvoriť spojenie medzi potrubím susediacim so zariadením{14} a potrubím stojana, aby sa vytvoril uzavretý potrubný systém. Inštalácia potrubia systému ultračistej vody sa výrazne líši od inštalácie bežného potrubia; Okrem zaistenia vzduchotesnosti systému je kritickou požiadavkou udržiavanie čistoty potrubia počas procesu inštalácie. Nižšie rozoberiem špecifické techniky inštalácie pre potrubia CPVC (chlórovaný polyvinylchlorid) a PVDF (polyvinylidénfluorid) v systémoch s ultračistou vodou.
IV. Inštalácia potrubia CPVC a PVDF v systémoch ultračistej vody
Potrubné materiály CPVC a PVDF spĺňajú prísne požiadavky systémov ultračistej vody, pokiaľ ide o vylúhovanie kovových iónov a organického uhlíka, absenciu jemných častíc a zabránenie rastu životaschopných baktérií. Keďže potrubné materiály a príslušenstvo sa spracovávajú a balia v ultra-čistom prostredí, ich inštalácia si vyžaduje špecifické postupy. Na potrubie CPVC by sa malo použiť lepidlo na plastové potrubie -vyrobené v Japonsku „Nie{4}“. Rezanie rúr by sa malo vykonávať pomocou elektrickej pásovej píly alebo rotačnej rezačky rúr; Vždy, keď je to možné, by ste sa mali vyhnúť používaniu ručných píl (pretože je ťažké-odstrániť-otrepy na odrezaných koncoch). Otrepy na odrezaných koncoch musia byť dôkladne odstránené a na koniec rúry by sa malo použiť skosenie 2–3 mm. Zabráni sa tak zoškrabaniu lepidla do hrdla počas lepenia{12}}chybe, ktorá by mohla zmenšiť plochu lepeného spoja a viesť k netesnostiam spoja. Lepidlo sa musí nanášať rovnomerne na spojovacie plochy potrubných tvaroviek a rúr. Pred aplikáciou odstráňte povrchový prach z vnútorného povrchu tvaroviek a vonkajšieho povrchu rúr pomocou bielej handričky, potom ich odmastite a vyčistite handričkou, ktorá nepúšťa vlákna, navlhčenou acetónom. Okrem toho je dôležité udržiavať čistotu počas inštalácie{17}}toto je hlavný rozdiel medzi inštaláciou potrubia CPVC a štandardného potrubia z PVC. Presne povedané, lepenie rúr CPVC by sa malo vykonávať v prostredí čistých priestorov, pričom konečné spoje by sa mali-na mieste vykonať pomocou prírub. Kvôli špecifickým podmienkam na mieste sa však rezanie, lepenie a inštalácia často vykonávajú na-mieste. V takýchto prípadoch musí byť pracovná plocha udržiavaná relatívne čistá (bez silného prachu). Lepenie sa nesmie vykonávať priamo na zemi; namiesto toho by sa mala použiť špecializovaná výrobná platforma. Pracovníci musia nosiť špeciálne jednorazové rukavice pre čisté priestory; je zakázané dotýkať sa vnútorných stien potrubia holými rukami (pretože kožné oleje prenesené na vnútornú stenu sa ťažko zmývajú). Pri vkladaní rúrok použite sťahovák káblov alebo podobný nástroj a označte si rúru, aby ste overili dostatočnú hĺbku zasunutia. Ako tesniaci materiál medzi prírubami sa musí použiť PTFE (polytetrafluóretylén). Rúry musia byť počas skladovania chránené umiestnením na plachty alebo plastovú fóliu.
Potrubné systémy PVDF sa spoliehajú výlučne na zvárané spoje. Čistota počas prevádzky a prísna kontrola prostredia inštalácie sú prvoradé. Zváranie rúr PVDF sa musí vykonávať vo vyhradenom čistom kryte; všeobecné prostredie miestnosti je nevhodné. Personál vstupujúci do čistého výrobného priestoru sa musí prezúvať do špeciálnej obuvi a konce rúr a armatúry musia zostať utesnené, kým sa nedostanú do čistého priestoru. Obalové materiály z armatúr by sa mali odstrániť až bezprostredne pred inštaláciou. Počas zvárania sa musia nosiť jednorazové čisté rukavice z PVC a pred začiatkom zvárania musia byť konce rúrok odmastené a očistené izopropylalkoholom, etanolom alebo acetónom. Na čistenie by sa mali používať iba handričky do čistých priestorov-, ktoré nepúšťajú vlákna, a znečistené handričky sa musia okamžite vymeniť. Personál, ktorý pomáha pri procese zvárania, musí tiež nosiť čisté bavlnené rukavice. Vizuálna kontrola sa musí vykonať ihneď po dokončení každého zvaru; zvarová húsenica okolo spoja musí mať rovnakú výšku a vyčnievať nad vonkajší povrch rúry. Po zvarení PVDF potrubia musia byť konce rúrok ihneď utesnené pred prepravou na miesto inštalácie, kde sa používajú prírubové spoje-pomocou PTFE tesnení{11}}. Počas inštalácie sa vykonajú presné merania{13}}na mieste, aby sa vytvorili podrobné výrobné a inštalačné výkresy, po ktorých špecializovaný personál vykoná zváranie a výrobu. Zváračské a inštalačné tímy pracujú s jasne definovanými zodpovednosťami, aby maximalizovali prevádzkovú efektivitu.
V. Záver
Stručne povedané, výstavba systémov ultračistej vody si vyžaduje nielen dodržiavanie prísnych{0}}normov tesnosti systému, ale čo je dôležitejšie, zamerať sa na podporu „povedomia o čistote“ medzi pracovníkmi na stavbe. Pracovníci musia svedomito dodržiavať protokoly o čistej inštalácii potrubia a vykonávať úlohy podľa špecifických požiadaviek každého stupňa úpravy vody. Tento prístup zabraňuje kontaminácii spôsobenej nesprávnymi stavebnými postupmi,-ktoré by inak mohli ohroziť kvalitu vody, nespĺňať špecifikácie klienta a viesť k nehodám súvisiacim s kvalitou-.
