Na osnovu stvarne izgradnje postrojenja za proizvodnju ultračiste vode sa otpornošću većom od 18,2 MΩ·cm, ovaj članak predstavlja osnovne procese proizvodnje ultračiste vode. Poseban naglasak stavlja na materijale za cjevovode koji se koriste u različitim fazama tretmana vode i daje detaljan prikaz instalacije cijevi za ultračistu vodu na osnovu praktičnog iskustva.
I. Pregled sistema ultračiste vode
Sa razvojem elektronske industrije, zahtjevi za kvalitetom vode tokom proizvodnje i obrade čipova postali su sve stroži. Da bi se osigurala proizvodnja ultra-velikih-integriranih kola, kritični faktor je-voda visoke čistoće-zajedno sa-sirovinama, plinovima i hemikalijama visoke čistoće-. Sistemi ultračiste vode pretvaraju standardnu komunalnu vodu u ultračistu vodu koja zadovoljava rigorozne standarde u pogledu sadržaja jona i veličine čestica.
Općenito, sistem ultra čiste vode sastoji se od tri glavna dijela:
Proizvodno područje ultra čiste vode (odjeljak CUB),
Ultra čista voda za poliranje i cirkulaciju (FAB odjeljak),
Cjevovodna mreža za distribuciju ultračiste vode (razna područja korištenja unutar FAB-a).
Područje proizvodnje ultra čiste vode je najsloženije i može se dalje podijeliti na tri dijela:
Pred{0}}tretman,
primarno pročišćavanje,
Tretman ultra čiste vode.
Pred{0}}odjeljak za predtretman prvenstveno uključuje filtraciju pijeska i tornjeve sa aktivnim ugljem (neki proizvođači također dodaju reakcione spremnike i spremnike za flotaciju otopljenog zraka prije filtracije pijeska);
Odjeljak za primarno prečišćavanje prvenstveno uključuje tornjeve za anjonsku/katjonsku izmjenu, tornjeve za degasizaciju (DG), sigurnosne filtere, UV sterilizatore i višestepene jedinice za reverznu osmozu;
Odjeljak za ultračistu vodu prvenstveno uključuje MDG (membranske module za deoksigenaciju), TOC-UV sterilizatore, mješovite-izmjenjivače jona (MB) i filtere-upotrebe-.
Međutim, budući da cijevi mogu ponovo{0}}kontaminirati vodu tokom transporta do procesne opreme, sistem za poliranje i cirkulaciju se obično instalira unutar FAB-a. Ovaj sistem se koncentriše na jedinice s mješovitim-slojem (MB) dopunjene opremom za ultrafiltraciju (UF) kako bi se uklonile nečistoće koje se izluže u vodu iz cjevovodne mreže tokom distribucije do proizvodnih linija.
II. Materijali za cijevi koji se obično koriste u svakoj fazi sistema ultračiste vode
Odabir pravog materijala za cijevi je ključan za sisteme ultra čiste vode; izbor mora osigurati kvalitet vode, a da pritom ostane ekonomski razuman. Uobičajeni materijali za cijevi u sistemima ultra čiste vode uključuju PVC, SGP, SGP (RL), SUS304, CPVC, SUS316 i PVDF. PVC ili SUS304 cijevi se obično koriste tokom faze predtretmana proizvodnje ultra čiste vode. Gumirani -čelični cjevovodi (SGP-RL) se općenito koriste za bočne veze opreme-, dok se cijevi SUS304 koriste oko vibrirajućih mašina kao što su pumpe za vodu; CPVC ili SUS304 cijevi se koriste za glavne protočne vodove tokom faze primarnog prečišćavanja. Zbog visokog pritiska, dio između pumpe visokog{12}}pritiska i jedinice za reverznu osmozu (RO) zahtijeva SCH80 SUS304 cijevi i prirubnice za 2,0 MPa. Budući da RO procesi imaju specifične zahtjeve za temperaturom vode, izmjenjivači topline se obično instaliraju uzvodno od RO jedinice, a cijevi SUS304 treba koristiti u njihovoj blizini. SUS316 i CPVC cijevi se općenito koriste za glavne protočne vodove tokom faze proizvodnje ultra čiste vode. Glavni protočni vodovi u zoni cirkulacije za poliranje obično koriste cijevi SUS316 (zavareni spojevi koji zahtijevaju potpunu penetraciju/dvostrano-formiranje zrna zavarivanja) i PVDF cijevi, dok se CPVC cijevi koriste za linije povrata ultra čiste vode. Standardni PVC cjevovodi se koriste za odvodne linije otpadnih voda kroz sve gore navedene faze tretmana vode. PVC cijevi otporne na udar- potrebne su za linije za doziranje kemikalija (kao što su one za kiseline i alkalije) u procesu proizvodnje čiste vode. Cjevovodi SUS304 se koriste za azotni sistem koji opslužuje sistem čiste vode, dok se cijevi SUS316 koriste za azotne vodove u sistemu za poliranje ultra čiste vode. SUS304 ili SGP cijevi se općenito koriste za sisteme komprimovanog zraka koji napajaju pneumatske ventile; ako se koristi SGP cjevovod, filter mora biti instaliran prije nego vod uđe u bilo koju električnu kontrolnu ploču.
III. Izgradnja sistema za ultračistu vodu
Izgradnja stanice ultračiste vode predstavlja najveći izazov i sastoji se od tri glavne komponente: isporuku i montažu opreme, izradu i ugradnju zajedničkih regala za cijevi i instalaciju cjevovoda. Prilikom premještanja opreme, detaljan plan podizanja mora biti pripremljen-posebno za pretešku, preveliku ili lomljivu opremu-kako bi se striktno izbjegle nepromišljene ili opasne prakse instalacije. Dva ključna aspekta zahtijevaju pažnju prilikom izgradnje zajedničkih potpornih regala: prvo, veza između stalka i građevinske konstrukcije mora biti robusna, idealno koristeći ugrađene čelične ploče. Ako prethodno{5}}ugradnja nije moguća iz bilo kojeg razloga, moraju se koristiti hemijski anker vijci za pričvršćivanje nosača na grede; standardni, jednostavni vijci za proširenje nisu dozvoljeni. Ni u kom slučaju ne treba koristiti željezne ploče i jednostavne dilatacijske vijke za pričvršćivanje nosača na podnu ploču. Drugo, cijeli dio nosača cijevi mora se održavati u ravnini kako bi se spriječilo savijanje cijevi ili oštećenja uzrokovana neujednačenim naprezanjem na kontaktnim točkama između cijevi i nosača. Što se tiče ugradnje cjevovoda na vodovodnoj stanici, dok se CDA, azot i izmjenjivači topline parne ili tople/hladne vode mogu instalirati sistem-po-sistemu, instalacija cjevovoda ostalih stanica podijeljena je na dva glavna dijela: cjevovod u regalu i oprema{11}}susedni cjevovodi. Ova dva dijela mogu se odvijati istovremeno u početnoj fazi izgradnje. Kada su ravni dijelovi na stalku i cjevovodi koji neposredno okružuju opremu gotovi, treba izvesti vezu između cjevovoda-susedne opreme i cjevovoda regala kako bi se formirao zatvoreni sistem cjevovoda. Instalacija cjevovoda sistema ultra čiste vode značajno se razlikuje od instalacije opće komunalnih cjevovoda; osim osiguravanja nepropusnosti sistema, kritični zahtjev je održavanje čistoće cijevi tokom cijelog procesa instalacije. U nastavku ću raspravljati o specifičnim tehnikama ugradnje CPVC (hlorirani polivinil hlorid) i PVDF (poliviniliden fluorid) cijevi u sistemima ultra čiste vode.
IV. Instalacija CPVC i PVDF cevovoda u sistemima ultračiste vode
CPVC i PVDF materijali za cijevi ispunjavaju stroge zahtjeve sistema ultra čiste vode u pogledu ispiranja metalnih jona i organskog ugljika, odsustva finih čestica i sprečavanja održivog rasta bakterija. Kako se materijali i pribor za cjevovode obrađuju i pakuju u ultra-čistim okruženjima, njihova instalacija uključuje posebne procedure. Za CPVC cijevi treba koristiti ljepilo za plastične cijevi japanske-"No. 85" plastične cijevi. Rezanje cijevi treba izvesti pomoću električne tračne pile ili rotacionog rezača cijevi; korištenje ručnih testera treba izbjegavati kad god je to moguće (jer one otežavaju--uklanjanje neravnina na odrezanim krajevima). Neravnine na isečenim krajevima moraju se temeljno ukloniti, a na kraj cevi treba naneti kosište od 2-3 mm. Ovo sprječava da se ljepilo struga u utičnicu tokom lijepljenja-greška koja bi mogla smanjiti površinu lijepljenja i dovesti do curenja na spoju. Ljepilo se mora ravnomjerno nanijeti na površine za lijepljenje cijevne armature i cijevi. Prije nanošenja bijelom krpom uklonite površinsku prašinu sa unutrašnje površine fitinga i vanjske površine cijevi, a zatim ih odmastite i očistite krpom bez dlačica{15}}navlaženom acetonom. Osim toga, održavanje čistoće tokom instalacije je ključno-ovo je primarna razlika između instalacije CPVC cijevi i standardnih PVC cijevi. Strogo govoreći, lijepljenje CPVC cijevi treba biti izvedeno u čistoj prostoriji, s konačnim povezivanjem na licu mjesta-koristeći prirubnice. Međutim, zbog specifičnih uslova na lokaciji, rezanje, lijepljenje i instalacija se često odvijaju na-lokaciji. U takvim slučajevima, radno područje mora biti relativno čisto (bez velike prašine). Radnje lijepljenja ne smiju se izvoditi direktno na tlu; umjesto toga, trebalo bi koristiti namjensku platformu za proizvodnju. Radnici moraju nositi specijalizovane rukavice za čistu sobu za jednokratnu upotrebu; zabranjeno je dodirivanje unutrašnjih zidova cijevi golim rukama (jer se kožna ulja koja se prenose na unutrašnji zid teško ispiraju). Koristite alat za izvlačenje kablova ili sličan alat prilikom umetanja cijevi i označite cijev kako biste provjerili dovoljnu dubinu umetanja. PTFE (politetrafluoroetilen) se mora koristiti kao zaptivni materijal između prirubnica. Cijevi moraju biti zaštićene tokom skladištenja postavljanjem na cerade ili plastične folije.
PVDF cijevni sistemi se u potpunosti oslanjaju na zavarene spojeve. Čistoća tokom rada i stroga kontrola okruženja instalacije su najvažniji. Zavarivanje PVDF cijevi mora se izvoditi unutar namjenskog čistog kućišta; opšta okruženja u prostoriji su neprikladna. Osoblje koje ulazi u čistu zonu proizvodnje mora se presvući u specijalizovanu obuću, a krajevi cevi i spojevi moraju ostati zapečaćeni sve dok se ne nađu u čistom prostoru. Ambalažni materijal za okove treba ukloniti samo neposredno prije ugradnje. Za vrijeme zavarivanja morate nositi čiste PVC rukavice za jednokratnu upotrebu, a krajeve cijevi odmastiti i očistiti izopropil alkoholom, etanolom ili acetonom prije početka zavarivanja. Za čišćenje treba koristiti samo krpe za čiste prostore-bez dlačica, a zaprljane krpe se moraju odmah zamijeniti. Osoblje koje pomaže u procesu zavarivanja također mora nositi čiste pamučne rukavice. Vizuelni pregled se mora izvršiti odmah nakon završetka svakog zavarivanja; šav oko spoja mora biti ujednačen po visini i viriti iznad vanjske površine cijevi. Nakon što su PVDF cijevi zavarene, krajevi cijevi moraju se odmah zatvoriti prije transporta na mjesto ugradnje, gdje se koriste prirubnički spojevi-koristeći PTFE brtve{11}}. Tokom ugradnje, precizna mjerenja-na licu mjesta se vrše za izradu detaljnih crteža za izradu i ugradnju, nakon čega specijalizirano osoblje izvodi zavarivanje i izradu. Timovi za zavarivanje i montažu rade sa jasno definisanim odgovornostima kako bi maksimizirali operativnu efikasnost.
V. Zaključak
Ukratko, izgradnja sistema ultra čiste vode zahtijeva ne samo pridržavanje strogih standarda nepropusnosti sistema-već, što je još važnije, fokus na podsticanje "svijesti o čistoći" među građevinskim osobljem. Radnici moraju savjesno slijediti protokole za čistu instalaciju cjevovoda i izvršavati zadatke u skladu sa specifičnim zahtjevima svake faze tretmana vode. Ovaj pristup sprječava kontaminaciju uzrokovanu nepravilnim građevinskim praksama-koje bi inače mogle ugroziti kvalitet vode, neispunjavanje specifikacija klijenata i dovesti do incidenata-vezanih za kvalitet.
