Na základě skutečné konstrukce zařízení na výrobu ultračisté vody s měrným odporem přesahujícím 18,2 MΩ·cm tento článek představuje základní procesy výroby ultračisté vody. Klade zvláštní důraz na materiály potrubí používané v různých fázích úpravy vody a poskytuje podrobný popis instalace potrubí ultračisté vody na základě praktických zkušeností.
I. Přehled systému ultračisté vody
S rozvojem elektronického průmyslu jsou požadavky na kvalitu vody při výrobě a zpracování čipů stále přísnější. Pro zajištění výroby ultra-velkých-integrovaných obvodů je kritickým faktorem vysoká-voda{4}}s vysokou-čistou surovinou, plyny a chemikáliemi-. Systémy ultračisté vody přeměňují standardní komunální vodu na ultračistou vodu, která splňuje přísné normy týkající se obsahu iontů a velikosti částic.
Obecně se systém ultračisté vody skládá ze tří hlavních částí:
Oblast výroby ultračisté vody (sekce CUB),
Oblast pro leštění a cirkulaci ultračisté vody (sekce FAB),
Síť rozvodů ultračisté vody (různé oblasti použití v rámci FAB).
Oblast výroby ultračisté vody je nejsložitější a lze ji dále rozdělit na tři části:
Před-léčba,
Primární čištění,
Úprava ultračisté vody.
Část před{0}}úpravy zahrnuje především pískovou filtraci a věže s aktivním uhlím (někteří výrobci přidávají před pískovou filtraci také reakční nádrže a flotační nádrže rozpuštěného vzduchu);
Sekce primárního čištění zahrnuje především aniontoměničové věže, odplyňovací věže (DG), bezpečnostní filtry, UV sterilizátory a vícestupňové jednotky reverzní osmózy;
Sekce ultračisté vody zahrnuje především MDG (membránové deoxygenační moduly), TOC-UV sterilizátory, iontoměniče se smíšeným-ložem (MB) a filtry pro --použití.
Protože však potrubí může znovu-kontaminovat vodu během přepravy do technologického zařízení, je ve FAB obvykle instalován leštící a cirkulační systém. Tento systém se soustředí na jednotky se smíšeným{2}}ložem (MB) doplněné ultrafiltračním (UF) zařízením k odstranění nečistot vyplavených do vody z potrubní sítě během distribuce do výrobních linek.
II. Materiály potrubí běžně používané na každém stupni systému ultračisté vody
Výběr správných potrubních materiálů je pro systémy ultračisté vody zásadní; volba musí zajistit kvalitu vody a přitom zůstat ekonomicky přiměřená. Mezi běžně používané materiály potrubí v systémech ultračisté vody patří PVC, SGP, SGP (RL), SUS304, CPVC, SUS316 a PVDF. Potrubí z PVC nebo SUS304 se obvykle používá během fáze předúpravy při výrobě ultračisté vody. Pryžové-ocelové potrubí (SGP-RL) se obecně používá pro boční připojení zařízení, zatímco potrubí SUS304 se používá kolem vibrujících strojů, jako jsou vodní čerpadla; CPVC nebo SUS304 potrubí se používá pro hlavní průtokové potrubí během primární fáze čištění. Kvůli vysokému tlaku vyžaduje úsek mezi vysokotlakým-čerpadlem a jednotkou reverzní osmózy (RO) potrubí a příruby SCH80 SUS304 dimenzované na 2,0 MPa. Protože procesy RO mají specifické požadavky na teplotu vody, jsou tepelné výměníky obvykle instalovány před jednotkou RO a v jejich blízkosti by mělo být použito potrubí SUS304. Potrubí SUS316 a CPVC se obecně používají pro hlavní průtokové potrubí během fáze výroby ultračisté vody. Hlavní proudová vedení v leštící cirkulační zóně obvykle využívají potrubí SUS316 (svařované spoje vyžadující plnou penetraci / oboustrannou tvorbu svarových housenek) a PVDF potrubí, zatímco potrubí CPVC se používá pro potrubí na regeneraci ultračisté vody. Standardní PVC potrubí se používá pro vypouštěcí potrubí odpadních vod ve všech výše uvedených stupních úpravy vody. Potrubí z PVC odolné proti nárazu{25}}je vyžadováno pro linky pro dávkování chemikálií (jako jsou linky pro kyseliny a zásady) v procesu výroby čisté vody. Potrubí SUS304 se používá pro dusíkový systém obsluhující systém čisté vody, zatímco potrubí SUS316 se používá pro vedení dusíku v systému leštění ultračisté vody. Potrubí SUS304 nebo SGP se obecně používá pro systémy stlačeného vzduchu, které pohání pneumatické ventily; je-li použito potrubí SGP, musí být filtr nainstalován dříve, než vedení vstoupí do jakéhokoli elektrického ovládacího panelu.
III. Konstrukce systému ultračisté vody
Výstavba ultračisté vodárny představuje největší výzvu a skládá se ze tří hlavních komponent: dodávka a instalace zařízení, výroba a instalace sdílených potrubních stojanů a instalace potrubí. Při přemisťování zařízení je třeba připravit podrobný plán zdvihání-zejména pro nadměrnou hmotnost, nadměrnou velikost nebo křehké zařízení-, abyste se striktně vyhnuli lehkomyslným nebo nebezpečným instalačním postupům. Při konstrukci sdílených podpěrných regálů je třeba věnovat pozornost dvěma klíčovým aspektům: za prvé, spojení mezi regálem a stavební konstrukcí musí být robustní, ideálně s využitím vložených ocelových plechů. Není-li předběžné zapuštění z jakéhokoli důvodu možné, musí být k upevnění podpěr k nosníkům použity chemické kotevní šrouby; standardní jednoduché rozpěrné šrouby nejsou povoleny. K ukotvení podpěr k podlahové desce v žádném případě nepoužívejte železné desky a jednoduché rozpěrné šrouby. Za druhé, celá sekce potrubního stojanu musí být udržována ve vodorovné poloze, aby se zabránilo ohýbání potrubí nebo poškození způsobenému nerovnoměrným namáháním v místech kontaktu mezi trubkou a stojanem. Pokud jde o instalaci potrubí u vodárny, zatímco potrubí CDA, dusíku a výměníku tepla pro páru nebo horkou/studenou vodu lze instalovat systém-po-systému, instalace dalších potrubí stanice se dělí na dvě hlavní části: potrubí stojanu a potrubí-přilehlé k zařízení. Tyto dvě části mohou v počáteční fázi výstavby probíhat současně. Jakmile jsou rovné úseky na stojanu a potrubí bezprostředně obklopující zařízení hotové, mělo by být provedeno spojení mezi sousedním potrubím zařízení{14} a potrubím stojanu, aby se vytvořil uzavřený potrubní systém. Instalace potrubí systému ultračisté vody se výrazně liší od potrubí běžného užitkového potrubí; Kromě zajištění vzduchotěsnosti systému je kritickým požadavkem udržování čistoty potrubí během procesu instalace. Níže se budu zabývat konkrétními instalačními technikami pro potrubí CPVC (chlorovaný polyvinylchlorid) a PVDF (polyvinylidenfluorid) v systémech s ultračistou vodou.
IV. Instalace potrubí CPVC a PVDF v systémech ultračisté vody
Potrubní materiály CPVC a PVDF splňují přísné požadavky systémů ultračisté vody týkající se vyluhování kovových iontů a organického uhlíku, nepřítomnosti jemných částic a zabránění růstu životaschopných bakterií. Jelikož se potrubní materiály a příslušenství zpracovávají a balí v ultra-čistém prostředí, jejich instalace vyžaduje specifické postupy. Pro potrubí CPVC by se mělo použít lepidlo na plastové trubky -vyrobené v Japonsku „Ne. 85“. Řezání trubek by se mělo provádět pomocí elektrické pásové pily nebo rotační řezačky trubek; pokud je to možné, vyvarujte se používání ručních pil (protože je obtížné-odstranit-otřepy na řezaných koncích). Otřepy na odříznutých koncích musí být důkladně odstraněny a na konec trubky by měla být aplikována zkosení 2–3 mm. Tím se zabrání tomu, aby se lepidlo během lepení seškrábalo do nátrubku{12}}. Chyba, která by mohla zmenšit lepicí plochu a vést k netěsnostem ve spoji. Lepidlo musí být naneseno rovnoměrně na lepené plochy tvarovek a trubek. Před aplikací odstraňte povrchový prach z vnitřního povrchu tvarovek a vnějšího povrchu trubek pomocí bílého hadříku, poté je odmastěte a očistěte hadříkem, který nepouští vlákna, navlhčeným v acetonu. Kromě toho je důležité udržovat čistotu během instalace-toto je hlavní rozdíl mezi instalací potrubí CPVC a standardním potrubím z PVC. Přísně vzato, spojování trubek CPVC by mělo být prováděno v čistém prostředí s konečnými spoji-na místě pomocí přírub. Kvůli specifickým podmínkám na místě se však řezání, lepení a instalace často provádějí na místě.- V takových případech musí být pracovní prostor udržován relativně čistý (bez silného prachu). Lepení se nesmí provádět přímo na zemi; místo toho by měla být použita specializovaná výrobní platforma. Pracovníci musí nosit speciální jednorázové rukavice pro čisté prostory; je zakázáno dotýkat se vnitřních stěn potrubí holýma rukama (protože kožní maz přenesený na vnitřní stěnu se obtížně smývá). Při vkládání trubek použijte stahovák kabelů nebo podobný nástroj a označte si trubku, abyste ověřili dostatečnou hloubku zasunutí. Jako těsnicí materiál mezi přírubami je nutné použít PTFE (polytetrafluorethylen). Trubky musí být během skladování chráněny umístěním na plachty nebo plastové fólie.
Potrubní systémy PVDF se zcela spoléhají na svařované spoje. Čistota během provozu a přísná kontrola prostředí instalace jsou prvořadé. Svařování trubek PVDF se musí provádět ve vyhrazeném čistém krytu; obecné prostředí místnosti je nevhodné. Personál vstupující do čistého výrobního prostoru se musí přezout do speciální obuvi a konce trubek a armatury musí zůstat utěsněné, dokud se nedostanou do čistého prostoru. Obalové materiály z armatur by měly být odstraněny až bezprostředně před instalací. Při svařování je nutné nosit jednorázové čisté rukavice z PVC a konce trubek je nutné před zahájením svařování odmastit a vyčistit isopropylalkoholem, etanolem nebo acetonem. K čištění používejte pouze utěrky do čistých prostor-, které nepouštějí vlákna, a znečištěné utěrky je nutné neprodleně vyměnit. Personál, který pomáhá s procesem svařování, musí také nosit čisté bavlněné rukavice. Vizuální kontrola musí být provedena ihned po dokončení každého svaru; svarová housenka kolem spoje musí mít jednotnou výšku a musí vyčnívat nad vnější povrch trubky. Jakmile je potrubí z PVDF svařeno, musí být konce potrubí utěsněny ihned před přepravou na místo instalace, kde se používají přírubové spoje-s PTFE těsněním-. Během instalace se provádějí přesná měření na místě{13}}, aby se vytvořily podrobné výrobní a instalační výkresy, po kterých specializovaný personál provede svařování a výrobu. Svařovací a montážní týmy pracují s jasně definovanými povinnostmi, aby maximalizovaly provozní efektivitu.
V. Závěr
Stručně řečeno, stavba systémů ultračisté vody vyžaduje nejen dodržování přísných norem-těsnosti systému, ale co je důležitější, zaměření na podporu „vědomí o čistotě“ mezi stavebními pracovníky. Pracovníci musí svědomitě dodržovat protokoly pro čistou instalaci potrubí a provádět úkoly podle specifických požadavků každého stupně úpravy vody. Tento přístup zabraňuje kontaminaci způsobené nesprávnými stavebními postupy,-které by jinak mohly ohrozit kvalitu vody, nesplňovat specifikace klienta a vést k nehodám souvisejícím s kvalitou-.
