Basert på den faktiske konstruksjonen av et anlegg som produserer ultrarent vann med resistivitet over 18,2 MΩ·cm, introduserer denne artikkelen de grunnleggende prosessene for ultrarent vannproduksjon. Den legger spesiell vekt på rørmaterialene som brukes i ulike stadier av vannbehandlingen og gir en detaljert redegjørelse for installasjon av ultrarent vannrør basert på praktisk erfaring.
I. Oversikt over Ultrapure Water System
Med utviklingen av elektronikkindustrien har kravene til vannkvalitet under chipproduksjon og prosessering blitt stadig strengere. For å sikre produksjon av ultra-integrerte kretsløp i stor skala, er vann med høy-renhet-sammen med høy-råvarer, gasser og kjemikalier-en kritisk faktor. Ultrarent vannsystemer forvandler standard kommunalt vann til ultrarent vann som oppfyller strenge standarder for ioneinnhold og partikkelstørrelse.
Generelt består et ultrarent vannsystem av tre hovedseksjoner:
Produksjonsområde for ultrarent vann (CUB-seksjonen),
Ultrarent vannpolering og sirkulasjonsområde (FAB-seksjon),
Ultrarent vannfordelingsledningsnett (ulike bruksområder innenfor FAB).
Produksjonsområdet for ultrarent vann er det mest komplekse og kan videre deles inn i tre deler:
For-forbehandling,
Primær rensing,
Ultrarent vannbehandling.
For-seksjonen omfatter først og fremst sandfiltrering og aktivert karbontårn (noen produsenter legger også til reaksjonstanker og oppløst luftflotasjonstanker før sandfiltrering);
Den primære renseseksjonen inkluderer først og fremst anion-/kationbyttertårn, avgassingstårn (DG), sikkerhetsfiltre, UV-sterilisatorer og flertrinns omvendt osmoseenheter;
Seksjonen med ultrarent vann inkluderer primært MDG (membrandeoksygeneringsmoduler), TOC-UV-sterilisatorer, ionebyttere med blandet-seng (MB) og-brukspunktsfiltre.
Men siden rør kan forurense vannet på nytt{{0} under transport til prosessutstyr, er det vanligvis installert et polerings- og sirkulasjonssystem i FAB. Dette systemet sentrerer seg om blandede-sengeenheter (MB) supplert med ultrafiltreringsutstyr (UF) for å fjerne urenheter som lekkes ut i vannet fra rørnettet under distribusjon til produksjonslinjene.
II. Rørmaterialer som vanligvis brukes på hvert trinn i Ultrapure Water System
Å velge riktig rørmateriale er avgjørende for ultrarent vannsystemer; valget må sikre vannkvalitet samtidig som det forblir økonomisk rimelig. Vanlig brukte rørmaterialer i ultrarent vannsystemer inkluderer PVC, SGP, SGP (RL), SUS304, CPVC, SUS316 og PVDF. PVC- eller SUS304-rør brukes vanligvis under forbehandlingsstadiet av ultrarent vannproduksjon. Gummi-foret stålrør (SGP-RL) brukes vanligvis til utstyrs-sideforbindelser, mens SUS304-rør brukes rundt vibrerende maskineri som vannpumper; CPVC- eller SUS304-rør brukes for hovedstrømningslinjene under det primære rensetrinnet. På grunn av høyt trykk krever seksjonen mellom-høytrykkspumpen og enheten for omvendt osmose (RO) SCH80 SUS304-rør og flenser klassifisert for 2,0 MPa. Siden RO-prosesser har spesifikke vanntemperaturkrav, installeres varmevekslere vanligvis oppstrøms for RO-enheten, og SUS304-rør bør brukes i nærheten. SUS316- og CPVC-rør brukes vanligvis til hovedstrømningslinjene under produksjonsfasen for ultrarent vann. Hovedstrømningslinjene i poleringssirkulasjonssonen bruker vanligvis SUS316-rør (sveisede forbindelser som krever full penetrering/dobbel{22}}sidig sveisestrengdannelse) og PVDF-rør, mens CPVC-rør brukes for gjenvinningslinjer for ultrarent vann. Standard PVC-rør brukes for avløpsledninger på tvers av alle de nevnte vannbehandlingstrinnene. Slagfast- PVC-rør er nødvendig for kjemiske doseringslinjer (som for syrer og alkalier) i produksjonsprosessen for rent vann. SUS304-rør brukes til nitrogensystemet som betjener rentvannssystemet, mens SUS316-rørene brukes til nitrogenledningene i ultrarentvannspoleringssystemet. SUS304- eller SGP-rør brukes vanligvis til trykkluftsystemer som driver pneumatiske ventiler; hvis SGP-rør brukes, må det installeres et filter før ledningen går inn i et elektrisk kontrollpanel.
III. Ultrapure Water System Construction
Byggingen av ultrarentvannstasjonen er den største utfordringen og består av tre hovedkomponenter: utstyrslevering og installasjon, fabrikasjon og installasjon av felles rørstativ og rørinstallasjon. Når utstyr flyttes inn, må det utarbeides en detaljert løfteplan-spesielt for overvektig, overdimensjonert eller skjørt utstyr-for å unngå hensynsløs eller farlig installasjonspraksis. To nøkkelaspekter krever oppmerksomhet under konstruksjonen av delte støttestativer: For det første må forbindelsen mellom stativet og den sivile strukturen være robust, ideelt ved bruk av innebygde stålplater. Hvis pre-innstøping av en eller annen grunn ikke er mulig, må det brukes kjemiske ankerbolter for å feste støttene til bjelkene; standard, enkle ekspansjonsbolter er ikke tillatt. Det skal ikke under noen omstendigheter brukes jernplater og enkle ekspansjonsbolter for å forankre støttene til gulvplaten. For det andre må hele rørstativseksjonen holdes i vater for å hindre rørbøyning eller skade forårsaket av ujevn belastning i kontaktpunktene mellom røret og stativet. Når det gjelder rørinstallasjon ved vannstasjonen, mens CDA-, nitrogen- og varmeveksler-damp- eller varmt-/kaldtvannsledninger kan installeres system-for-system, er installasjonen av andre stasjonsrør delt inn i to hoveddeler: stativrør og utstyr-tilstøtende rør. Disse to delene kan fortsette samtidig i den innledende fasen av byggingen. Når de rette seksjonene på stativet og rørene som omgir utstyret er ferdige, bør forbindelsen mellom utstyret-tilstøtende rør og stativrøret utføres for å danne et lukket rørsystem. Installasjonen av rørledninger for ultrarent vann skiller seg betydelig fra den for generelle bruksrør; utover å sikre systemets lufttetthet, er et kritisk krav å opprettholde rørrense under hele installasjonsprosessen. Nedenfor vil jeg diskutere de spesifikke installasjonsteknikkene for CPVC (Chlorinated Polyvinyl Chloride) og PVDF (Polyvinylidene Fluoride) rør i ultrarent vannsystemer.
IV. Installasjon av CPVC og PVDF rør i ultrarent vannsystemer
CPVC- og PVDF-rørmaterialer oppfyller de strenge kravene til ultrarent vannsystemer når det gjelder utlekking av metallioner og organisk karbon, fravær av fine partikler og forebygging av levedyktig bakterievekst. Ettersom rørmaterialene og tilbehøret behandles og pakkes i ultra-rene miljøer, innebærer installasjonen spesifikke prosedyrer. For CPVC-rør bør japansk-laget "No. 85" plastrørlim brukes. Rørkutting bør utføres med en elektrisk båndsag eller en roterende rørkutter; bruk av håndsager bør unngås når det er mulig (da de gjør det vanskelig-å-fjerne grader på de kuttede endene). Grader i de kuttede endene må fjernes grundig, og en 2–3 mm avfasning skal påføres rørenden. Dette forhindrer at lim skrapes inn i muffen under liming-en feil som kan redusere limingsoverflaten og føre til lekkasjer i skjøten. Lim må påføres jevnt på limflatene til rørdeler og rør. Før påføring, fjern overflatestøv fra den indre overflaten av beslagene og den ytre overflaten av rørene med en hvit klut, avfett og rengjør dem deretter med en lofri klut fuktet med aceton. Utover dette er det avgjørende å opprettholde renslighet under installasjonen-dette er den primære forskjellen mellom installasjon av CPVC-rør og standard PVC-rør. Strengt tatt bør CPVC-rørbinding utføres i et renromsmiljø, med endelige tilkoblinger på{19}}stedet ved hjelp av flenser. På grunn av spesifikke forhold på stedet skjer imidlertid ofte kutting, liming og installasjon på-stedet. I slike tilfeller må arbeidsområdet holdes relativt rent (fritt for tungt støv). Limingsoperasjoner må ikke utføres direkte på bakken; i stedet bør en dedikert fabrikasjonsplattform brukes. Arbeidstakere må bruke spesialiserte engangshansker for renrom; berøring av de indre rørveggene med bare hender er forbudt (da hudoljer som overføres til den indre veggen er vanskelige å vaske av). Bruk en kabeltrekker eller lignende verktøy ved innføring av rør, og merk røret for å bekrefte tilstrekkelig innstikksdybde. PTFE (polytetrafluoretylen) skal brukes som tetningsmateriale mellom flenser. Rør skal beskyttes under lagring ved å legge dem på presenninger eller plastduk.
PVDF-rørsystemer er helt avhengige av sveisede forbindelser. Renslighet under drift og streng kontroll av installasjonsmiljøet er avgjørende. PVDF-rørsveising må utføres i et dedikert rent kabinett; generelle rommiljøer er uegnet. Personell som kommer inn i det rene fabrikasjonsområdet må bytte til spesialisert fottøy, og rørender og beslag må forbli forseglet til de er inne i det rene området. Emballasjematerialer for beslag bør kun fjernes umiddelbart før installasjon. Rene PVC-engangshansker må brukes under sveising, og rørender må avfettes og rengjøres med isopropylalkohol, etanol eller aceton før sveisingen begynner. Bare lofrie renromskluter skal brukes til rengjøring, og skitne kluter må skiftes ut umiddelbart. Personell som bistår med sveiseprosessen må også bruke rene bomullshansker. En visuell inspeksjon må utføres umiddelbart etter at hver sveis er fullført; sveisestrengen rundt skjøten må være jevn i høyden og stikke ut over rørets ytre overflate. Når PVDF-rør er sveiset, må rørendene forsegles umiddelbart før transport til installasjonsstedet, hvor flensforbindelser-med PTFE-pakninger-brukes. Under installasjonen blir det tatt nøyaktige mål- på stedet for å produsere detaljerte fabrikasjons- og installasjonstegninger, hvoretter spesialisert personell utfører sveisingen og fabrikasjonen. Sveise- og installasjonsteam opererer med klart definerte ansvar for å maksimere operasjonell effektivitet.
V. Konklusjon
Oppsummert krever konstruksjonen av ultrarent vannsystemer ikke bare overholdelse av strenge system-tetthetsstandarder, men, enda viktigere, et fokus på å fremme "renslighetsbevissthet" blant byggepersonell. Arbeidstakere må samvittighetsfullt følge protokoller for rene rørinstallasjoner og utføre oppgaver i henhold til de spesifikke kravene for hvert vannbehandlingstrinn. Denne tilnærmingen forhindrer forurensning forårsaket av feil konstruksjonspraksis-som ellers kan kompromittere vannkvaliteten, ikke oppfylle kundens spesifikasjoner og føre til kvalitetsrelaterte-hendelser.
