Na temelju stvarne konstrukcije postrojenja za proizvodnju ultračiste vode s otporom većim od 18,2 MΩ·cm, ovaj članak predstavlja temeljne procese proizvodnje ultračiste vode. Stavlja poseban naglasak na materijale za cjevovode koji se koriste u različitim fazama obrade vode i daje detaljan prikaz instalacije cjevovoda za ultračistu vodu na temelju praktičnog iskustva.
I. Pregled sustava ultračiste vode
S razvojem elektroničke industrije zahtjevi za kvalitetom vode tijekom proizvodnje i obrade čipova postali su sve stroži. Kako bi se osigurala proizvodnja ultra-velikih-integriranih sklopova, voda visoke-čistoće-zajedno sa sirovinama, plinovima i kemikalijama-visoke-čistoće ključan je čimbenik. Sustavi za ultračistu vodu pretvaraju standardnu komunalnu vodu u ultračistu vodu koja zadovoljava rigorozne standarde u pogledu sadržaja iona i veličine čestica.
Općenito, sustav ultračiste vode sastoji se od tri glavna dijela:
Proizvodno područje ultračiste vode (dio CUB),
Područje poliranja i cirkulacije ultračiste vode (FAB sekcija),
Cjevovodna mreža za distribuciju ultračiste vode (različita područja korištenja unutar FAB-a).
Područje proizvodnje ultračiste vode je najsloženije i dalje se može podijeliti u tri dijela:
Pred-tretman,
Primarno pročišćavanje,
Tretman ultračiste vode.
Odjeljak za -prethodnu obradu prvenstveno uključuje filtraciju pijeskom i tornjeve s aktivnim ugljenom (neki proizvođači također dodaju reakcijske spremnike i spremnike za flotaciju otopljenog zraka prije filtracije pijeskom);
Primarni odjeljak za pročišćavanje prvenstveno uključuje tornjeve za anionsku/kationsku izmjenu, tornjeve za deplinjavanje (DG), sigurnosne filtre, UV sterilizatore i više{0}}stupanjske jedinice reverzne osmoze;
Odjeljak ultračiste vode prvenstveno uključuje MDG (membranske deoksigenacijske module), TOC-UV sterilizatore, mješovite-slojne (MB) ionske izmjenjivače i-filtere-upotrebe.
Međutim, budući da cjevovod može ponovno -kontaminirati vodu tijekom transporta do procesne opreme, sustav za poliranje i cirkulaciju obično se postavlja unutar FAB-a. Ovaj sustav usredotočen je na jedinice s miješanim-slojem (MB) dopunjene opremom za ultrafiltraciju (UF) za uklanjanje nečistoća ispranih u vodu iz mreže cjevovoda tijekom distribucije do proizvodnih linija.
II. Materijali cjevovoda koji se obično koriste u svakoj fazi sustava ultračiste vode
Odabir pravog materijala za cjevovod ključan je za sustave ultračiste vode; izbor mora osigurati kvalitetu vode dok ostaje ekonomski opravdan. Uobičajeni materijali za cjevovode u sustavima za ultračistu vodu uključuju PVC, SGP, SGP (RL), SUS304, CPVC, SUS316 i PVDF. PVC ili SUS304 cijevi obično se koriste tijekom faze predtretmana proizvodnje ultračiste vode. Gumom-čelične cijevi (SGP-RL) općenito se koriste za -bočne priključke opreme, dok se cijevi SUS304 koriste oko vibrirajućih strojeva kao što su pumpe za vodu; CPVC ili SUS304 cjevovod se koristi za glavne protoke tijekom primarne faze pročišćavanja. Zbog visokog tlaka, dio između visokotlačne-pumpe i jedinice za reverznu osmozu (RO) zahtijeva SCH80 SUS304 cjevovod i prirubnice za 2,0 MPa. Budući da RO procesi imaju posebne zahtjeve za temperaturu vode, izmjenjivači topline obično se postavljaju uzvodno od RO jedinice, a u njihovoj blizini treba koristiti SUS304 cijevi. SUS316 i CPVC cijevi općenito se koriste za glavne protoke tijekom faze proizvodnje ultračiste vode. Glavni protočni vodovi u zoni cirkulacije za poliranje obično koriste SUS316 cijevi (zavareni spojevi koji zahtijevaju potpuno prodiranje/dvostrano formiranje zavarenih spojeva) i PVDF cijevi, dok se CPVC cijevi koriste za vodove za povrat ultračiste vode. Standardne PVC cijevi koriste se za vodove za ispuštanje otpadnih voda kroz sve gore navedene faze obrade vode. PVC cijevi otporne-na udarce potrebne su za linije za doziranje kemikalija (kao što su one za kiseline i lužine) unutar procesa proizvodnje čiste vode. Cjevovod SUS304 koristi se za sustav dušika koji opslužuje sustav čiste vode, dok se cjevovod SUS316 koristi za vodove dušika u sustavu za poliranje ultračiste vode. Cjevovod SUS304 ili SGP općenito se koristi za sustave komprimiranog zraka koji pokreću pneumatske ventile; ako se koristi SGP cjevovod, mora se instalirati filtar prije nego što vod uđe u bilo koju električnu kontrolnu ploču.
III. Izgradnja sustava ultračiste vode
Izgradnja stanice za ultračistu vodu predstavlja najveći izazov i sastoji se od tri glavne komponente: isporuka i montaža opreme, izrada i montaža zajedničkih cijevnih regala i instalacija cjevovoda. Prilikom premještanja opreme mora se pripremiti detaljan plan podizanja-osobito za pretešku, preveliku ili lomljivu opremu-kako bi se strogo izbjegle nepromišljene ili opasne prakse postavljanja. Dva ključna aspekta zahtijevaju pozornost tijekom izgradnje zajedničkih potpornih nosača: prvo, veza između nosača i građevinske konstrukcije mora biti robusna, idealno korištenjem ugrađenih čeličnih ploča. Ako pred-ugradnja nije moguća iz bilo kojeg razloga, moraju se koristiti kemijski sidreni vijci za pričvršćivanje nosača na grede; standardni, jednostavni ekspanzijski vijci nisu dopušteni. Ni pod kojim okolnostima se ne smiju koristiti željezne ploče i jednostavni ekspanzijski vijci za pričvršćivanje nosača na podnu ploču. Drugo, cijeli dio stalka za cijevi mora se održavati ravnim kako bi se spriječilo savijanje cijevi ili oštećenje uzrokovano nejednakim naprezanjem na kontaktnim točkama između cijevi i stalka. Što se tiče instalacije cjevovoda na vodnoj stanici, dok se CDA, dušik i vodovi pare ili tople/hladne vode izmjenjivača topline mogu postaviti sistem-po-sustav, instalacija ostalih cjevovoda stanice podijeljena je u dva glavna dijela: cjevovod u nosaču i-susjedni cjevovod opreme. Ova dva dijela mogu se odvijati istovremeno tijekom početne faze izgradnje. Nakon što su ravni dijelovi na stalku i cjevovod koji neposredno okružuje opremu dovršeni, treba izvesti vezu između-susjednih cjevovoda opreme i cjevovoda stalka kako bi se formirao zatvoreni sustav cjevovoda. Instalacija cjevovoda sustava za ultračistu vodu značajno se razlikuje od instalacije cjevovoda za opće komunalne usluge; osim osiguravanja hermetičnosti sustava, ključni zahtjev je održavanje čistoće cijevi tijekom cijelog procesa instalacije. U nastavku ću raspravljati o specifičnim tehnikama ugradnje za CPVC (klorirani polivinil klorid) i PVDF (poliviniliden fluorid) cjevovode u sustavima ultračiste vode.
IV. Ugradnja CPVC i PVDF cjevovoda u sustave ultračiste vode
CPVC i PVDF materijali za cijevi ispunjavaju stroge zahtjeve sustava za ultračistu vodu u pogledu ispiranja metalnih iona i organskog ugljika, odsutnosti sitnih čestica i sprječavanja rasta održivih bakterija. Budući da se materijali i pribor za cjevovode obrađuju i pakiraju u ultra-čistim okruženjima, njihova ugradnja uključuje posebne postupke. Za CPVC cijevi trebalo bi koristiti japansko ljepilo za plastične cijevi "No. 85"-. Rezanje cijevi treba izvesti električnom tračnom pilom ili rotacijskim rezačem cijevi; upotrebu ručnih pila treba izbjegavati kad god je to moguće (jer ostavljaju teško--uklanjanje neravnina na odrezanim vrhovima). Neravnine na odrezanim krajevima moraju se temeljito ukloniti, a na kraju cijevi treba staviti skošenje od 2-3 mm. To sprječava struganje ljepila u utičnicu tijekom lijepljenja-greška koja bi mogla smanjiti površinu lijepljenja i dovesti do curenja na spoju. Ljepilo se mora ravnomjerno nanijeti na površine za spajanje cijevnih spojnica i cijevi. Prije nanošenja uklonite površinsku prašinu s unutarnje površine fitinga i vanjske površine cijevi bijelom krpom, zatim ih odmastite i očistite krpom bez dlačica navlaženom acetonom. Osim toga, održavanje čistoće tijekom postavljanja je ključno-ovo je primarna razlika između postavljanja CPVC cijevi i standardnih PVC cijevi. Strogo govoreći, spajanje CPVC cijevi trebalo bi se izvoditi u okruženju čiste sobe, s konačnim spojevima napravljenim na-licu mjesta pomoću prirubnica. Međutim, zbog specifičnih uvjeta na gradilištu, rezanje, lijepljenje i ugradnja često se odvijaju na-gradilištu. U takvim slučajevima, radno područje mora biti relativno čisto (bez jake prašine). Radnje lijepljenja ne smiju se izvoditi izravno na tlu; umjesto toga treba koristiti namjensku proizvodnu platformu. Radnici moraju nositi specijalizirane jednokratne rukavice za čiste prostorije; zabranjeno je dodirivati unutarnje stijenke cijevi golim rukama (budući da se masnoća s kože prenijeta na unutarnju stijenku teško ispiraju). Prilikom umetanja cijevi upotrijebite izvlakač kabela ili sličan alat i označite cijev kako biste provjerili dovoljnu dubinu umetanja. PTFE (politetrafluoretilen) mora se koristiti kao brtveni materijal između prirubnica. Cijevi moraju biti zaštićene tijekom skladištenja postavljanjem na cerade ili plastične folije.
PVDF sustavi cjevovoda u potpunosti se oslanjaju na zavarene spojeve. Čistoća tijekom rada i stroga kontrola okoline instalacije su najvažniji. Zavarivanje PVDF cijevi mora se izvoditi u namjenskom čistom ograđenom prostoru; općenito okruženje prostorije nije prikladno. Osoblje koje ulazi u čisto proizvodno područje mora se presvući u specijaliziranu obuću, a krajevi cijevi i priključci moraju ostati zabrtvljeni dok ne uđu u čisto područje. Ambalažni materijal za armature treba ukloniti neposredno prije ugradnje. Tijekom zavarivanja moraju se nositi jednokratne čiste PVC rukavice, a krajevi cijevi moraju se odmastiti i očistiti izopropilnim alkoholom, etanolom ili acetonom prije početka zavarivanja. Za čišćenje treba koristiti samo krpe za čiste prostorije koje ne ostavljaju dlačice, a zaprljane krpe moraju se odmah zamijeniti. Osoblje koje pomaže u procesu zavarivanja također mora nositi čiste pamučne rukavice. Vizualni pregled mora se obaviti odmah nakon svakog zavarivanja; zavar oko spoja mora biti jednolike visine i stršati iznad vanjske površine cijevi. Nakon što su PVDF cijevi zavarene, krajevi cijevi moraju se odmah zabrtviti prije transporta do mjesta postavljanja, gdje se koriste prirubnički priključci-koristeći PTFE brtve-. Tijekom instalacije, vrše se precizna mjerenja na-licu mjesta kako bi se izradili detaljni crteži izrade i instalacije, nakon čega specijalizirano osoblje izvodi zavarivanje i izradu. Timovi za zavarivanje i montažu rade s jasno definiranim odgovornostima kako bi se povećala operativna učinkovitost.
V. Zaključak
Ukratko, izgradnja sustava ultračiste vode zahtijeva ne samo poštivanje strogih-standarda nepropusnosti sustava, već, što je još važnije, fokus na poticanje "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 obrade vode. Ovaj pristup sprječava kontaminaciju uzrokovanu neprikladnim građevinskim postupcima-koje bi inače mogle ugroziti kvalitetu vode, ne ispuniti specifikacije klijenata i dovesti do-incidenata povezanih s kvalitetom.
