Pamatojoties uz faktisko iekārtas būvniecību, kurā tiek ražots īpaši tīrs ūdens ar pretestību, kas pārsniedz 18,2 MΩ·cm, šajā rakstā ir aprakstīti īpaši tīra ūdens ražošanas pamatprocesi. Tajā īpašs uzsvars ir likts uz cauruļvadu materiāliem, ko izmanto dažādos ūdens attīrīšanas posmos, un sniegts detalizēts apraksts par īpaši tīru ūdens cauruļvadu uzstādīšanu, pamatojoties uz praktisko pieredzi.
I. Ultratīra ūdens sistēmas pārskats
Attīstoties elektronikas nozarei, prasības attiecībā uz ūdens kvalitāti mikroshēmu ražošanas un apstrādes laikā ir kļuvušas arvien stingrākas. Lai nodrošinātu īpaši-liela mēroga-integrālo shēmu ražošanu, ļoti svarīgs faktors ir augstas-tīrības ūdens-līdz ar augstas-tīrības izejvielām, gāzēm un ķīmiskām vielām-. Īpaši tīra ūdens sistēmas pārveido standarta komunālo ūdeni īpaši tīrā ūdenī, kas atbilst stingriem standartiem attiecībā uz jonu saturu un daļiņu izmēru.
Parasti īpaši tīra ūdens sistēma sastāv no trim galvenajām sadaļām:
Īpaši tīra ūdens ražošanas zona (CUB sadaļa),
Īpaši tīra ūdens pulēšanas un cirkulācijas zona (FAB sadaļa),
Īpaši tīrs ūdens sadales cauruļvadu tīkls (dažādas izmantošanas jomas FAB ietvaros).
Īpaši tīra ūdens ražošanas apgabals ir vissarežģītākais, un to var sīkāk iedalīt trīs daļās:
iepriekšēja-ārstēšana,
primārā attīrīšana,
Īpaši tīra ūdens apstrāde.
Priekšapstrādes sadaļa galvenokārt ietver smilšu filtrēšanu un aktīvās ogles torņus (daži ražotāji pirms smilšu filtrēšanas pievieno arī reakcijas tvertnes un izšķīdinātā gaisa flotācijas tvertnes);
Primārā attīrīšanas sadaļa galvenokārt ietver anjonu/katjonu apmaiņas torņus, degazācijas torņus (DG), drošības filtrus, UV sterilizatorus un daudzpakāpju reversās osmozes iekārtas;
Īpaši tīra ūdens sadaļā galvenokārt ir iekļauti MDG (membrānas deoksigenācijas moduļi), TOC-UV sterilizatori, jauktas-gultas (MB) jonu apmaiņas ierīces un -lietošanas{3}}filtri.
Tomēr, tā kā cauruļvadi var atkārtoti{0}}piesārņot ūdeni transportēšanas laikā uz apstrādes iekārtām, FAB parasti tiek uzstādīta pulēšanas un cirkulācijas sistēma. Šīs sistēmas centrā ir jauktas -slāņa (MB) vienības, kas papildinātas ar ultrafiltrācijas (UF) aprīkojumu, lai noņemtu piemaisījumus, kas ūdenī izskaloti no cauruļvadu tīkla izplatīšanas laikā uz ražošanas līnijām.
II. Cauruļvadu materiāli, ko parasti izmanto katrā Ultrapure ūdens sistēmas posmā
Īpaši tīrām ūdens sistēmām ir ļoti svarīgi izvēlēties pareizos cauruļvadu materiālus; izvēlei jānodrošina ūdens kvalitāte, vienlaikus saglabājot ekonomiski pamatotu. Īpaši tīra ūdens sistēmās parasti izmantotie cauruļvadu materiāli ir PVC, SGP, SGP (RL), SUS304, CPVC, SUS316 un PVDF. PVC vai SUS304 cauruļvadi parasti tiek izmantoti īpaši tīra ūdens ražošanas pirmapstrādes posmā. Gumijas-tērauda cauruļvadi (SGP-RL) parasti tiek izmantoti aprīkojuma-sānu savienojumiem, savukārt SUS304 cauruļvadi tiek izmantoti vibrējošām iekārtām, piemēram, ūdens sūkņiem; CPVC vai SUS304 cauruļvadi tiek izmantoti galvenajām plūsmas līnijām primārās attīrīšanas posmā. Augsta spiediena dēļ sekcijā starp augstspiediena sūkni un reversās osmozes (RO) bloku ir nepieciešams SCH80 SUS304 cauruļvads un atloki, kuru jauda ir 2,0 MPa. Tā kā RO procesiem ir īpašas ūdens temperatūras prasības, siltummaiņi parasti tiek uzstādīti pirms RO vienības, un to tuvumā jāizmanto SUS304 cauruļvadi. SUS316 un CPVC cauruļvadi parasti tiek izmantoti galvenajām plūsmas līnijām īpaši tīra ūdens ražošanas posmā. Galvenajās plūsmas līnijās pulēšanas cirkulācijas zonā parasti tiek izmantoti SUS316 cauruļvadi (metinātie savienojumi, kuriem nepieciešama pilnīga iespiešanās/divpusēja metinājuma lodītes veidošana) un PVDF cauruļvadi, savukārt CPVC cauruļvadi tiek izmantoti īpaši tīra ūdens atgūšanas līnijām. Standarta PVC caurules tiek izmantotas notekūdeņu novadīšanas līnijām visos iepriekšminētajos ūdens attīrīšanas posmos. Triecienizturīgi PVC cauruļvadi ir nepieciešami ķīmisko vielu dozēšanas līnijām (piemēram, skābēm un sārmiem) tīra ūdens ražošanas procesā. SUS304 cauruļvadi tiek izmantoti slāpekļa sistēmai, kas apkalpo tīra ūdens sistēmu, savukārt SUS316 cauruļvadi tiek izmantoti slāpekļa līnijām ultratīrā ūdens pulēšanas sistēmā. SUS304 vai SGP cauruļvadus parasti izmanto saspiesta gaisa sistēmām, kas darbina pneimatiskos vārstus; ja tiek izmantots SGP cauruļvads, pirms līnijas ievadīšanas jebkurā elektriskā vadības panelī ir jāuzstāda filtrs.
III. Ultratīras ūdens sistēmas būvniecība
Īpaši tīra ūdens stacijas būvniecība ir vislielākais izaicinājums, un tajā ietilpst trīs galvenās sastāvdaļas: aprīkojuma piegāde un uzstādīšana, koplietošanas cauruļu statņu izgatavošana un uzstādīšana un cauruļvadu uzstādīšana. Pārvietojot aprīkojumu, ir jāsagatavo detalizēts pacelšanas plāns, -jo īpaši attiecībā uz lieko svaru, liela izmēra vai trauslām iekārtām-, lai stingri izvairītos no neapdomīgas vai bīstamas uzstādīšanas prakses. Kopīgo atbalsta statīvu būvniecības laikā ir jāpievērš uzmanība diviem galvenajiem aspektiem: pirmkārt, savienojumam starp statīvu un civilo konstrukciju jābūt izturīgam, ideālā gadījumā izmantojot iegultās tērauda plāksnes. Ja iepriekšēja-iegulšana kāda iemesla dēļ nav iespējama, ir jāizmanto ķīmiskās enkura skrūves, lai nostiprinātu balstus pie sijām; standarta, vienkāršas izplešanās skrūves nav atļautas. Nekādā gadījumā nedrīkst izmantot dzelzs plāksnes un vienkāršas izplešanās skrūves, lai noenkurotu balstus pie grīdas plātnes. Otrkārt, visa cauruļu plaukta sekcija ir jātur vienā līmenī, lai novērstu caurules saliekšanos vai bojājumus, ko izraisa nevienmērīgs spriegums caurules un plaukta saskares vietās. Attiecībā uz cauruļvadu uzstādīšanu ūdens stacijā, lai gan CDA, slāpekļa un siltummaiņa tvaika vai karstā/aukstā ūdens līnijas var uzstādīt sistēmā-pa-sistēmām, citu stacijas cauruļvadu uzstādīšana ir sadalīta divās galvenajās daļās: statīvu cauruļvadi un aprīkojuma{11}}blakus cauruļvadi. Šīs divas daļas var turpināties vienlaikus būvniecības sākotnējā posmā. Kad statīva taisnās daļas un cauruļvadi, kas tieši ieskauj iekārtu, ir pabeigti, savienojums starp aprīkojumam -blakus esošajiem cauruļvadiem un statīva cauruļvadiem ir jāizveido, lai izveidotu slēgtu cauruļvadu sistēmu. Īpaši tīras ūdens sistēmas cauruļvadu uzstādīšana būtiski atšķiras no vispārējo inženierkomunikāciju cauruļvadu uzstādīšanas; ne tikai nodrošināt sistēmas hermētiskumu, bet arī svarīga prasība ir uzturēt cauruļu tīrību visā uzstādīšanas procesā. Tālāk es apspriedīšu īpašas CPVC (hlorētais polivinilhlorīds) un PVDF (polivinilidēnfluorīds) cauruļvadu uzstādīšanas metodes īpaši tīra ūdens sistēmās.
IV. CPVC un PVDF cauruļvadu uzstādīšana Ultrapure ūdens sistēmās
CPVC un PVDF cauruļvadu materiāli atbilst stingrām īpaši tīra ūdens sistēmu prasībām attiecībā uz metālu jonu un organiskā oglekļa izskalošanos, sīku daļiņu neesamību un dzīvotspējīgu baktēriju augšanas novēršanu. Tā kā cauruļvadu materiāli un piederumi tiek apstrādāti un iepakoti īpaši-tīrā vidē, to uzstādīšana ietver īpašas procedūras. CPVC cauruļvadiem jāizmanto Japānā ražota -no. 85 plastmasas cauruļu līme. Cauruļu griešana jāveic, izmantojot elektrisko lentzāģi vai rotējošo cauruļu griezēju; kad vien iespējams, jāizvairās no rokas zāģu izmantošanas (jo tie atstāj grūti--noņemamas šķembas nogrieztajos galos). Nogrieztajos galos ir rūpīgi jānoņem urbumi, un caurules galā jāpieliek 2–3 mm slīpums. Tas novērš līmes iekļūšanu ligzdā savienošanas laikā,{12}}tā ir kļūda, kas var samazināt līmēšanas virsmas laukumu un izraisīt noplūdes savienojuma vietā. Līme vienmērīgi jāuzklāj uz cauruļu veidgabalu un cauruļu savienošanas virsmām. Pirms uzklāšanas no veidgabalu iekšējās virsmas un cauruļu ārējās virsmas, izmantojot baltu drānu, notīriet virsmas putekļus, pēc tam attaukojiet un notīriet tos ar acetonā samitrinātu drānu bez plūksnām. Turklāt tīrības uzturēšana uzstādīšanas laikā ir ļoti svarīga{17}}šī ir galvenā atšķirība starp CPVC cauruļvadu uzstādīšanu un standarta PVC cauruļvadu uzstādīšanu. Stingri sakot, CPVC cauruļu savienošana ir jāveic tīras telpas vidē, gala savienojumus veicot-uz vietas, izmantojot atlokus. Tomēr īpašu vietnes apstākļu dēļ griešana, līmēšana un uzstādīšana bieži tiek veikta-uz vietas. Šādos gadījumos darba vietai jābūt relatīvi tīrai (netīrai no smagiem putekļiem). Līmēšanas darbības nedrīkst veikt tieši uz zemes; tā vietā jāizmanto īpaša ražošanas platforma. Darbiniekiem jāvalkā specializēti vienreizlietojami tīras telpas cimdi; ir aizliegts pieskarties cauruļu iekšējām sienām ar kailām rokām (jo uz iekšējo sienu nonākušās ādas eļļas ir grūti nomazgāt). Ievietojot caurules, izmantojiet kabeļa novilcēju vai līdzīgu instrumentu un atzīmējiet cauruli, lai pārbaudītu pietiekamu ievietošanas dziļumu. Kā blīvējuma materiāls starp atlokiem jāizmanto PTFE (politetrafluoretilēns). Caurules uzglabāšanas laikā ir jāaizsargā, novietojot tās uz brezenta vai plastmasas loksnes.
PVDF cauruļvadu sistēmas pilnībā balstās uz metinātiem savienojumiem. Tīrība darbības laikā un stingra uzstādīšanas vides kontrole ir vissvarīgākā. PVDF cauruļu metināšana jāveic tam paredzētā tīrā korpusā; vispārēja telpu vide nav piemērota. Personālam, kas ieiet tīrās ražošanas zonā, jāpārģērbjas specializētos apavos, un cauruļu galiem un veidgabaliem jāpaliek noslēgtiem, līdz tie atrodas tīrajā zonā. Armatūras iepakojuma materiāli jānoņem tikai tieši pirms uzstādīšanas. Metināšanas laikā ir jāvalkā vienreizlietojami tīri PVC cimdi, un cauruļu gali pirms metināšanas ir jāattauko un jānotīra ar izopropilspirtu, etanolu vai acetonu. Tīrīšanai drīkst izmantot tikai neplūksnas{6}}tīras telpas drānas, un netīrās drānas nekavējoties jānomaina. Personālam, kas palīdz metināšanas procesā, jāvalkā arī tīri kokvilnas cimdi. Vizuāla pārbaude jāveic tūlīt pēc katras metināšanas pabeigšanas; metinājuma lodītei ap savienojumu jābūt vienāda augstuma un izvirzītai virs caurules ārējās virsmas. Kad PVDF cauruļvadi ir sametināti, cauruļu gali ir nekavējoties jānoblīvē pirms transportēšanas uz uzstādīšanas vietu, kur tiek izmantoti atloku savienojumi, -izmantojot PTFE blīves{11}}. Uzstādīšanas laikā{13}}uz vietas tiek veikti precīzi mērījumi, lai izveidotu detalizētus ražošanas un uzstādīšanas rasējumus, pēc tam specializēts personāls veic metināšanu un izgatavošanu. Metināšanas un uzstādīšanas komandas strādā ar skaidri noteiktiem pienākumiem, lai maksimāli palielinātu darbības efektivitāti.
V. Secinājums
Rezumējot, īpaši tīra ūdens sistēmu būvniecībai ir nepieciešams ne tikai ievērot stingrus sistēmas{0}}necaurlaidības standartus, bet, vēl svarīgāk, koncentrēties uz būvniecības personāla "apziņas par tīrību" veicināšanu. Strādniekiem apzinīgi jāievēro tīras cauruļvadu uzstādīšanas protokoli un jāveic uzdevumi atbilstoši katra ūdens attīrīšanas posma īpašajām prasībām. Šī pieeja novērš piesārņojumu, ko izraisa nepareiza būvniecības prakse,{3}}kas citādi varētu apdraudēt ūdens kvalitāti, neatbilst klienta specifikācijām un izraisīt ar kvalitāti saistītus incidentus.
