A 18,2 MΩ·cm-t meghaladó fajlagos ellenállású, ultratiszta vizet előállító létesítmény tényleges felépítése alapján ez a cikk bemutatja az ultratiszta víz előállításának alapvető folyamatait. Különös hangsúlyt fektet a vízkezelés különböző szakaszaiban használt csővezetékekre, és gyakorlati tapasztalatok alapján részletesen bemutatja az ultratiszta vízvezeték-szerelést.
I. Az Ultrapure Water System áttekintése
Az elektronikai ipar fejlődésével egyre szigorodtak a vízminőséggel kapcsolatos követelmények a chipgyártás és -feldolgozás során. Az ultra-nagyméretű-integrált áramkörök előállításának biztosításához a nagy-tisztaságú víz-a nagy-tisztaságú nyersanyagok, gázok és vegyszerek- mellett kritikus tényező. Az ultratiszta vízrendszerek a szabványos kommunális vizet ultratiszta vízzé alakítják, amely megfelel az iontartalomra és a részecskeméretre vonatkozó szigorú szabványoknak.
Általában az ultratiszta vízrendszer három fő részből áll:
Ultratiszta víz termelési terület (CUB szakasz),
Ultratiszta vizes polírozó és keringtető terület (FAB rész),
Ultratiszta vízelosztó csőhálózat (különböző felhasználási területek az FAB-on belül).
Az ultratiszta víz előállítási területe a legösszetettebb, és három részre osztható:
Elő{0}}kezelés,
Elsődleges tisztítás,
Ultratiszta vízkezelés.
Az előkezelési szakasz elsősorban homokszűrést és aktívszén-tornyokat tartalmaz (egyes gyártók reakciótartályokat és oldott levegő flotációs tartályokat is hozzáadnak a homokszűrés előtt);
Az elsődleges tisztító rész elsősorban anion-/kationcserélő tornyokat, gáztalanító tornyokat (DG), biztonsági szűrőket, UV sterilizátorokat és több-lépcsős fordított ozmózis egységeket tartalmaz;
Az ultratiszta víz részleg elsősorban MDG-t (membrán deoxigénező modulokat), TOC-UV-sterilizálókat, vegyes-ágyas (MB) ioncserélőket és-felhasználási-pontszűrőket tartalmaz.
Mivel azonban a csövek újra{0}}szennyezhetik a vizet a technológiai berendezésekhez való szállítás során, a FAB-on belül általában polírozó- és keringtető rendszert telepítenek. Ez a rendszer a vegyes-ágyas (MB) egységekre összpontosít, amelyeket ultraszűrő (UF) berendezés egészít ki, hogy eltávolítsa a csőhálózatból a vízbe szivárgó szennyeződéseket a gyártósorokra való elosztás során.
II. Az Ultrapure Water System minden szakaszában általánosan használt csővezetékek
Az ultratiszta vízrendszerek esetében kulcsfontosságú a megfelelő csővezeték-anyagok kiválasztása; a választásnak biztosítania kell a vízminőséget, miközben gazdaságilag ésszerűnek kell maradnia. Az ultratiszta vízrendszerekben általánosan használt csővezetékek közé tartozik a PVC, SGP, SGP (RL), SUS304, CPVC, SUS316 és PVDF. A PVC vagy SUS304 csöveket általában az ultratiszta víz előállításának előkezelési szakaszában használják. A gumi-bevonatú acélcsöveket (SGP-RL) általában a berendezések-oldalsó csatlakozásaihoz használják, míg a SUS304 csöveket vibráló gépek, például vízszivattyúk körül; CPVC vagy SUS304 csöveket használnak a fő áramlási vezetékekhez az elsődleges tisztítási szakaszban. A nagy nyomás miatt a nagynyomású szivattyú és a fordított ozmózis (RO) egység közötti szakaszhoz SCH80 SUS304 csővezetékek és 2,0 MPa névleges karimák szükségesek. Mivel az RO folyamatoknak speciális vízhőmérséklet-követelményeik vannak, a hőcserélőket általában az RO egység elé szerelik, és a közelükben SUS304 csöveket kell használni. A SUS316 és CPVC csöveket általában a fő áramlási vezetékekhez használják az ultratiszta víz előállítási szakaszában. A polírozó keringető zónában a fő áramlási vezetékek jellemzően SUS316 csöveket (hegesztett csatlakozások, amelyek teljes behatolást/kétoldalas hegesztési gyöngyképzést igényelnek) és PVDF csöveket használnak, míg a CPVC csöveket ultratiszta vízvisszanyerő vezetékekhez használják. Szabványos PVC-csöveket használnak a szennyvízelvezető vezetékekhez az összes fent említett vízkezelési szakaszban. Ütésálló PVC-csövekre van szükség a vegyszeradagoló vezetékekhez (például savakhoz és lúgokhoz) a tiszta víz előállítási folyamatában. A SUS304 csöveket a tisztavizes rendszert kiszolgáló nitrogénrendszerhez, míg az SUS316 csöveket a nitrogénvezetékekhez használják az ultratiszta vizes polírozó rendszerben. Az SUS304 vagy SGP csöveket általában pneumatikus szelepeket tápláló sűrített levegős rendszerekhez használják; SGP csővezeték használata esetén szűrőt kell beszerelni, mielőtt a vezeték bármely elektromos vezérlőpanelbe belép.
III. Ultrapure vízrendszer építése
Az ultratiszta vízállomás építése jelenti a legnagyobb kihívást, és három fő összetevőből áll: berendezések szállítása és telepítése, közös csőállványok gyártása és felszerelése, valamint csőszerelés. A berendezés áthelyezésekor részletes emelési tervet kell készíteni, -különös tekintettel a túlsúlyos, túlméretezett vagy törékeny berendezésekre-, hogy szigorúan elkerüljük a meggondolatlan vagy veszélyes telepítési gyakorlatokat. A megosztott tartóállványok építése során két kulcsfontosságú szempontra kell figyelni: először is, az állvány és a polgári szerkezet közötti kapcsolatnak robusztusnak kell lennie, ideális esetben beágyazott acéllemezek felhasználásával. Ha az előzetes beágyazás bármilyen okból nem lehetséges, vegyi horgonycsavarokkal kell rögzíteni a támasztékokat a gerendákhoz; szabványos, egyszerű tágulási csavarok nem megengedettek. Semmilyen körülmények között ne használjon vaslemezeket és egyszerű feszítőcsavarokat a támasztékok födémhez való rögzítéséhez. Másodszor, a teljes csőtartó szakaszt vízszintesen kell tartani, hogy elkerüljük a cső elhajlását vagy a cső és a fogasléc érintkezési pontjain lévő egyenetlen feszültség okozta károsodást. A vízállomási csővezetékek telepítését illetően, míg a CDA-, nitrogén- és hőcserélő-gőz- vagy hideg-melegvíz-vezetékek rendszerenként -rendszerenként-szerelhetők, a többi állomáscsövezés telepítése két fő részre oszlik: állványcsövekre és berendezések-szomszédos csövekre. Ez a két rész az építés kezdeti szakaszában egyidejűleg is haladhat. Miután az állványon lévő egyenes szakaszok és a berendezést közvetlenül körülvevő csővezetékek elkészültek, a berendezés-szomszédos csővezetékei és az állványcsövek közötti kapcsolatot úgy kell kialakítani, hogy egy zárt csőrendszert alkossanak. Az ultratiszta vízrendszer csővezetékeinek szerelése jelentősen eltér az általános közművezetékekétől; a rendszer légtömörségének biztosításán túl kritikus követelmény a csövek tisztaságának fenntartása a telepítési folyamat során. Az alábbiakban a CPVC (klórozott polivinil-klorid) és PVDF (polivinilidén-fluorid) csövek speciális telepítési technikáit tárgyalom ultratiszta vízrendszerekben.
IV. CPVC és PVDF csövek telepítése ultrapure vízrendszerekben
A CPVC és PVDF csővezetékek megfelelnek az ultratiszta vízrendszerek szigorú követelményeinek a fémionok és a szerves szén kilúgozása, a finom részecskék hiánya és az életképes baktériumok növekedésének megakadályozása tekintetében. Mivel a csővezetékek anyagait és tartozékait ultra-tiszta környezetben dolgozzák fel és csomagolják, telepítésük speciális eljárásokat igényel. A CPVC-csövekhez japán gyártmányú -"No. 85" műanyag csőragasztót kell használni. A csővágást elektromos szalagfűrésszel vagy forgó csővágóval kell elvégezni; a kézi fűrészek használatát lehetőleg kerülni kell (mivel nehezen--eltávolítható sorja marad a vágott végeken). A levágott végeken lévő sorját alaposan el kell távolítani, és 2-3 mm-es letörést kell a csővégre felvinni. Ez megakadályozza, hogy a ragasztóanyag bekaparódjon a foglalatba a ragasztás során-ez a hiba csökkentheti a ragasztási felületet, és szivárgáshoz vezethet a csatlakozásnál. A ragasztót egyenletesen kell felhordani a csőszerelvények és csövek ragasztási felületére. Felhordás előtt fehér ronggyal távolítsa el a felületi port a szerelvények belső felületéről és a csövek külső felületéről, majd zsírtalanítsa és tisztítsa meg őket acetonnal megnedvesített, szöszmentes ruhával. Ezen túlmenően, a tisztaság fenntartása a telepítés során kulcsfontosságú,{17}}ez az elsődleges különbség a CPVC-csövek telepítése és a szabványos PVC-csövek között. Szigorúan véve a CPVC-csövek ragasztását tiszta helyiségben kell elvégezni, a végső csatlakozásokat a helyszínen kell elvégezni, karimákkal. A speciális helyszíni feltételek miatt azonban a vágás, ragasztás és beszerelés gyakran a helyszínen történik{21}}. Ilyen esetekben a munkaterületet viszonylag tisztán (erős portól mentesen) kell tartani. A ragasztási műveleteket nem szabad közvetlenül a talajon végrehajtani; ehelyett egy dedikált gyártási platformot kell használni. A dolgozóknak speciális, eldobható tisztatéri kesztyűt kell viselniük; tilos a belső csőfalakat puszta kézzel megérinteni (mivel a belső falra kerülő bőrolajok nehezen moshatók le). A csövek behelyezésekor használjon kábelhúzót vagy hasonló szerszámot, és jelölje meg a csövet a megfelelő behelyezési mélység ellenőrzéséhez. A karimák közötti tömítőanyagként PTFE-t (politetrafluor-etilén) kell használni. A csöveket a tárolás során ponyvára vagy műanyag fóliára helyezve védeni kell.
A PVDF csőrendszerek teljes mértékben hegesztett csatlakozásokon alapulnak. A működés során a tisztaság és a telepítési környezet szigorú ellenőrzése a legfontosabb. A PVDF csőhegesztést erre a célra kialakított tiszta házban kell elvégezni; az általános szobai környezet nem megfelelő. A tiszta gyártási területre belépő személyzetnek speciális lábbelit kell átöltöznie, és a csővégeket és a szerelvényeket le kell zárni, amíg a tiszta területen belül vannak. A szerelvények csomagolóanyagait csak közvetlenül a beszerelés előtt szabad eltávolítani. Hegesztés közben eldobható tiszta PVC kesztyűt kell viselni, a csővégeket zsírtalanítani és izopropil-alkohollal, etanollal vagy acetonnal meg kell tisztítani a hegesztés megkezdése előtt. A tisztításhoz csak szöszmentes-kendőt szabad használni, a szennyezett törlőkendőket pedig azonnal ki kell cserélni. A hegesztési folyamatot segítő személyzetnek is tiszta pamutkesztyűt kell viselnie. Minden hegesztés befejezése után azonnal szemrevételezést kell végezni; a kötés körüli hegesztési varratnak egyenletes magasságúnak kell lennie, és a cső külső felülete fölé kell emelkednie. A PVDF-csövek hegesztése után a csővégeket azonnal le kell tömíteni, mielőtt a telepítés helyére szállítanák, ahol a karimás csatlakozásokat -PTFE tömítésekkel{11}} alkalmazzák. A telepítés során pontos helyszíni méréseket{13}}végeznek a részletes gyártási és beépítési rajzok elkészítéséhez, majd ezt követően szakképzett személyzet végzi el a hegesztést és a gyártást. A hegesztő- és telepítőcsapatok egyértelműen meghatározott felelősségi körökben dolgoznak a működési hatékonyság maximalizálása érdekében.
V. Következtetés
Összefoglalva, az ultratiszta vízrendszerek építése nem csak a szigorú rendszer{0}}tömítettségi szabványok betartását követeli meg, hanem, ami még fontosabb, az építőipari személyzet „tisztaságtudatának” előmozdítására kell összpontosítani. A dolgozóknak lelkiismeretesen be kell tartaniuk a tiszta csővezeték-szerelés protokolljait, és az egyes vízkezelési szakaszok speciális követelményeinek megfelelően kell végrehajtaniuk a feladatokat. Ez a megközelítés megakadályozza a helytelen építési gyakorlatok által okozott szennyeződést,-amely egyébként veszélyeztetheti a vízminőséget, nem felel meg az ügyfél specifikációinak, és minőséggel kapcsolatos eseményekhez vezethet.
