Tämä artikkeli perustuu ultrapuhdasta vettä tuottavan laitoksen todelliseen rakentamiseen, jonka ominaisvastus ylittää 18,2 MΩ·cm, ja siinä esitellään ultrapuhtaan veden tuotannon perusprosessit. Se korostaa erityisesti vedenkäsittelyn eri vaiheissa käytettyjä putkistomateriaaleja ja antaa yksityiskohtaisen selvityksen ultrapuhtaiden vesiputkien asennuksesta käytännön kokemuksen perusteella.
I. Ultrapure Water -järjestelmän yleiskatsaus
Elektroniikkateollisuuden kehittyessä vaatimukset veden laadulle sirun valmistuksen ja käsittelyn aikana ovat kiristyneet. Ultra-suuri{2}}integroitujen piirien tuotannon varmistamiseksi erittäin-puhtausvesi-on erittäin -puhtaiden raaka-aineiden, kaasujen ja kemikaalien- ohella kriittinen tekijä. Ultrapuhdas vesijärjestelmät muuttavat tavallisen kunnallisen veden ultrapuhdasta vedeksi, joka täyttää tiukat ionipitoisuutta ja hiukkaskokoa koskevat standardit.
Yleisesti ottaen ultrapuhdas vesijärjestelmä koostuu kolmesta pääosasta:
Ultrapuhtaan veden tuotantoalue (CUB-osasto),
Erittäin puhdas vesikiillotus- ja kiertoalue (FAB-osa),
Ultrapuhdas vedenjakeluputkisto (eri käyttöalueita FAB:n sisällä).
Ultrapuhtaan veden tuotantoalue on monimutkaisin, ja se voidaan jakaa edelleen kolmeen osaan:
esihoito-
Ensisijainen puhdistus,
Ultrapuhdas vedenkäsittely.
Esikäsittelyosaan- kuuluu ensisijaisesti hiekkasuodatus ja aktiivihiilitornit (jotkut valmistajat lisäävät myös reaktiosäiliöitä ja liuenneen ilman vaahdotussäiliöitä ennen hiekkasuodatusta);
Ensisijainen puhdistusosa sisältää ensisijaisesti anionin/kationinvaihtotornit, kaasunpoistotornit (DG), turvasuodattimet, UV-sterilointilaitteet ja monivaiheiset käänteisosmoosiyksiköt.
Ultrapuhdas vesi-osio sisältää ensisijaisesti MDG (kalvon hapenpoistomoduulit), TOC-UV-sterilointilaitteet, seka-kerros (MB) ioninvaihtimet ja käyttöpistesuodattimet.
Koska putket voivat kuitenkin uudelleen{0}}kontaminoida veden kuljetuksen aikana prosessilaitteisiin, kiillotus- ja kiertojärjestelmä asennetaan yleensä FAB:iin. Tämä järjestelmä keskittyy seka-petiyksiköihin (MB), joita täydennetään ultrasuodatuslaitteistolla (UF) poistamaan putkistosta veteen huuhtoutuneet epäpuhtaudet tuotantolinjoille jakelun aikana.
II. Putkimateriaalit, joita käytetään yleisesti Ultrapure-vesijärjestelmän jokaisessa vaiheessa
Oikeiden putkistomateriaalien valinta on erittäin tärkeää ultrapuhtaille vesijärjestelmille; valinnan on varmistettava veden laatu samalla kun se on taloudellisesti järkevä. Yleisesti käytettyjä putkimateriaaleja ultrapuhtaissa vesijärjestelmissä ovat PVC, SGP, SGP (RL), SUS304, CPVC, SUS316 ja PVDF. PVC- tai SUS304-putkistoa käytetään tyypillisesti ultrapuhtaan veden tuotannon esikäsittelyvaiheessa. Kumi-vuorattua teräsputkia (SGP-RL) käytetään yleensä laitteiden-sivuliitäntöihin, kun taas SUS304-putkia käytetään tärisevien koneiden, kuten vesipumppujen, ympärillä. CPVC- tai SUS304-putkistoa käytetään päävirtauslinjoissa ensisijaisen puhdistusvaiheen aikana. Korkean paineen vuoksi korkeapainepumpun ja käänteisosmoosiyksikön (RO) välinen osa vaatii SCH80 SUS304 -putket ja laipat, joiden teho on 2,0 MPa. Koska RO-prosesseilla on erityiset veden lämpötilavaatimukset, lämmönvaihtimet asennetaan yleensä ennen RO-yksikköä, ja niiden läheisyydessä tulisi käyttää SUS304-putkia. SUS316- ja CPVC-putkia käytetään yleensä päävirtauslinjoissa ultrapuhtaan veden tuotantovaiheessa. Kiillotuskiertovyöhykkeen päävirtauslinjat käyttävät tyypillisesti SUS316-putkia (hitsatut liitokset, jotka vaativat täyden tunkeutumisen/kaksipuoleisen hitsauspalon muodostuksen) ja PVDF-putkia, kun taas CPVC-putkia käytetään erittäin puhtaissa veden talteenottolinjoissa. Jätevedenpoistolinjoissa käytetään vakio PVC-putkia kaikissa edellä mainituissa vedenkäsittelyvaiheissa. Iskunkestäviä PVC-putkia tarvitaan kemikaalien annostelulinjoissa (kuten happojen ja emästen annostelulinjoissa) puhtaan veden tuotantoprosessissa. SUS304-putkistoa käytetään puhdasvesijärjestelmää palvelevaan typpijärjestelmään, kun taas ultrapuhtaan veden kiillotusjärjestelmän typpilinjoihin käytetään SUS316-putkistoa. SUS304- tai SGP-putkia käytetään yleensä paineilmajärjestelmissä, jotka käyttävät paineilmaventtiilejä; jos käytetään SGP-putkistoa, suodatin on asennettava ennen kuin linja menee sähköiseen ohjauspaneeliin.
III. Ultrapure Water System -rakenne
Ultrapuhdasvesiaseman rakentaminen on suurin haaste ja se koostuu kolmesta pääkomponentista: laitetoimituksesta ja -asennuksesta, yhteisten putkitelineiden valmistuksesta ja asennuksesta sekä putkiasennuksista. Kun laitteita siirretään, on laadittava yksityiskohtainen nostosuunnitelma-erityisesti ylipainoisille, ylimittaisille tai herkälle laitteelle-, jotta vältetään tarkasti piittaamattomat tai vaaralliset asennustavat. Jaettujen tukitelineiden rakentamisessa on huomioitava kaksi keskeistä seikkaa: ensinnäkin telineen ja rakennusrakenteen välisen yhteyden tulee olla vankka, mieluiten upotettuja teräslevyjä hyödyntäen. Jos esiupotus ei jostain syystä ole mahdollista, tukien kiinnittämiseen palkkeihin on käytettävä kemiallisia ankkuripultteja. tavalliset yksinkertaiset laajennuspultit eivät ole sallittuja. Tukien ankkuroimiseen lattialaattaan ei missään tapauksessa saa käyttää rautalevyjä ja yksinkertaisia laajennuspultteja. Toiseksi koko putkitelineosa on pidettävä vaakasuorassa, jotta estetään putken taipuminen tai epätasaisen jännityksen aiheuttamat vauriot putken ja telineen kosketuspisteissä. Mitä tulee vesiaseman putkistojen asennukseen, kun CDA-, typpi- ja lämmönvaihtimen höyry- tai kuuma/kylmävesilinjat voidaan asentaa järjestelmäkohtaisesti, muiden aseman putkien asennus on jaettu kahteen pääosaan: telineputket ja laitteiden{11}}viereiset putket. Nämä kaksi osaa voivat edetä samanaikaisesti rakentamisen alkuvaiheessa. Kun telineen suorat osat ja laitetta välittömästi ympäröivä putkisto ovat valmiit, laitteiston viereisen putkiston ja telineputkiston välinen yhteys tulee muodostaa suljettu putkisto. Ultrapuhtaan vesijärjestelmän putkiston asennus eroaa merkittävästi yleisten vesiputkistosta; järjestelmän ilmatiiviyden varmistamisen lisäksi kriittinen vaatimus on putkien puhtauden ylläpitäminen koko asennusprosessin ajan. Alla käsittelen erityisiä asennustekniikoita CPVC- (klooripolyvinyylikloridi)- ja PVDF- (polyvinylideenifluoridi) -putkille ultrapuhdasvesijärjestelmissä.
IV. CPVC- ja PVDF-putkien asennus Ultrapure-vesijärjestelmiin
CPVC- ja PVDF-putkimateriaalit täyttävät ultrapuhtaiden vesijärjestelmien tiukat vaatimukset metalli-ionien ja orgaanisen hiilen huuhtoutumisesta, hienojen hiukkasten puuttumisesta ja elinkelpoisten bakteerien kasvun estämisestä. Koska putkistomateriaalit ja tarvikkeet käsitellään ja pakataan erittäin-puhtaissa ympäristöissä, niiden asennus vaatii erityisiä toimenpiteitä. CPVC-putkistossa tulee käyttää Japanissa valmistettua "No. 85" muoviputkiliimaa. Putkenleikkaus tulee suorittaa sähköisellä vannesahalla tai pyörivällä putkileikkurilla; käsisahojen käyttöä tulee välttää aina kun mahdollista (koska ne jättävät vaikeasti--poistettavat purseet leikattuihin päihin). Purseet leikatuista päistä on poistettava perusteellisesti ja putken päähän tulee tehdä 2-3 mm viiste. Tämä estää liiman naarmuuntumisen koloon liimauksen aikana-virheen, joka voi pienentää liimauspinta-alaa ja johtaa liitoksen vuotamiseen. Liimaa tulee levittää tasaisesti putkien liitospinnoille ja putkille. Ennen levittämistä poista pintapöly liitososien sisäpinnalta ja putkien ulkopinnalta valkoisella liinalla, poista sitten rasva ja puhdista ne nukkaamattomalla{15}}asetonilla kostutetulla liinalla. Tämän lisäksi puhtauden ylläpitäminen asennuksen aikana on ratkaisevan tärkeää{17}}tämä on tärkein ero CPVC-putkiston ja tavallisten PVC-putkien asennuksen välillä. Tarkkaan ottaen CPVC-putkien liimaus tulisi suorittaa puhdastilaympäristössä, ja lopulliset liitännät tehdään-työmaalla laippojen avulla. Työpaikan erityisolosuhteista johtuen leikkaus, liimaus ja asennus tapahtuu kuitenkin usein paikan päällä-. Tällaisissa tapauksissa työskentelyalue on pidettävä suhteellisen puhtaana (vapaana raskaasta pölystä). Liimaustoimenpiteitä ei saa suorittaa suoraan maassa; sen sijaan tulisi käyttää erityistä valmistusalustaa. Työntekijöiden on käytettävä erityisiä kertakäyttöisiä puhdastilakäsineitä; putken sisäseinien koskettaminen paljain käsin on kielletty (koska sisäseinään siirtynyt ihoöljy on vaikea pestä pois). Käytä kaapelin vedintä tai vastaavaa työkalua, kun asetat putkia, ja merkitse putki varmistaaksesi riittävän sisäänviennin syvyyden. Laippojen välisenä tiivistemateriaalina tulee käyttää PTFE:tä (polytetrafluorieteeni). Putket on suojattava varastoinnin aikana asettamalla ne suojapeitteille tai muovilevyille.
PVDF-putkijärjestelmät perustuvat täysin hitsattuihin liitoksiin. Puhtaus käytön aikana ja asennusympäristön tiukka valvonta ovat ensiarvoisen tärkeitä. PVDF-putkien hitsaus on suoritettava erillisessä puhtaassa kotelossa; yleiset huoneympäristöt eivät sovellu. Puhdasvalmistusalueelle saapuvan henkilöstön on vaihdettava erikoisjalkineita ja putken päiden ja liitososien on pysyttävä sinetöityinä, kunnes ne ovat puhtaan alueen sisällä. Liitosten pakkausmateriaalit tulee poistaa vain välittömästi ennen asennusta. Kertakäyttöisiä puhtaita PVC-käsineitä on käytettävä hitsauksen aikana, ja putkien päät on rasvattava ja puhdistettava isopropyylialkoholilla, etanolilla tai asetonilla ennen hitsauksen aloittamista. Puhdistukseen saa käyttää vain nukkaamattomia{6}}nukkaamattomia liinoja, ja likaiset liinat on vaihdettava viipymättä. Hitsauksessa avustavan henkilöstön tulee myös käyttää puhtaita puuvillahanskoja. Silmämääräinen tarkastus on suoritettava välittömästi jokaisen hitsin valmistumisen jälkeen; liitoksen ympärillä olevan hitsauspalon tulee olla tasakorkuinen ja työntyä putken ulkopinnan yläpuolelle. Kun PVDF-putket on hitsattu, putken päät on tiivistettävä välittömästi ennen kuljetusta asennuspaikalle, jossa käytetään -PTFE-tiivisteitä{11}}käyttäviä laippaliitoksia. Asennuksen aikana tehdään tarkat paikan päällä{13}}mittaukset, jotta saadaan yksityiskohtaiset valmistus- ja asennuspiirustukset, minkä jälkeen erikoistunut henkilökunta suorittaa hitsauksen ja valmistuksen. Hitsaus- ja asennustiimit toimivat selkeästi määritellyillä vastuilla maksimoidakseen toiminnan tehokkuuden.
V. Johtopäätös
Yhteenvetona voidaan todeta, että ultrapuhtaiden vesijärjestelmien rakentaminen edellyttää tiukkojen järjestelmän{0}}tiiviysstandardien noudattamisen lisäksi, mikä tärkeintä, keskittymistä "puhtaustietoisuuden" edistämiseen rakennushenkilöstön keskuudessa. Työntekijöiden tulee tunnollisesti noudattaa puhtaan putkiston asennuksen protokollia ja suorittaa tehtävät kunkin vedenkäsittelyvaiheen erityisvaatimusten mukaisesti. Tämä lähestymistapa estää epäasianmukaisten rakennuskäytäntöjen aiheuttaman saastumisen,-joka muuten voisi heikentää veden laatua, ei täytä asiakkaan vaatimuksia ja johtaa laatuun-ongelmiin.
