Gebaseerd op de daadwerkelijke constructie van een faciliteit die ultrapuur water produceert met een soortelijke weerstand van meer dan 18,2 MΩ·cm, introduceert dit artikel de fundamentele processen van de productie van ultrapuur water. Er wordt speciale nadruk gelegd op de leidingmaterialen die in de verschillende stadia van de waterbehandeling worden gebruikt en er wordt een gedetailleerd overzicht gegeven van de installatie van leidingen voor ultrapuur water, gebaseerd op praktijkervaring.
I. Overzicht van het ultrapuurwatersysteem
Met de ontwikkeling van de elektronica-industrie zijn de eisen aan de waterkwaliteit tijdens de productie en verwerking van chips steeds strenger geworden. Om de productie van ultra-grootschalige-geïntegreerde schakelingen te garanderen, is hoog-zuiver water-naast hoog-zuivere grondstoffen, gassen en chemicaliën- een cruciale factor. Ultrapuurwatersystemen transformeren standaard gemeentelijk water in ultrapuur water dat voldoet aan strenge normen met betrekking tot ionengehalte en deeltjesgrootte.
Over het algemeen bestaat een ultrapuur watersysteem uit drie hoofdonderdelen:
Productiegebied ultrapuur water (sectie CUB),
Ultrapuur waterpolijst- en circulatiegebied (FAB-sectie),
Distributienetwerk voor ultrapuur water (verschillende gebruiksgebieden binnen de FAB).
Het productiegebied voor ultrapuur water is het meest complex en kan verder worden onderverdeeld in drie delen:
Voor-behandeling,
Primaire zuivering,
Ultrapuur waterbehandeling.
Het voor{0}}voorbehandelingsgedeelte omvat voornamelijk zandfiltratie en torens met actieve kool (sommige fabrikanten voegen vóór de zandfiltratie ook reactietanks en flotatietanks voor opgeloste lucht toe);
Het primaire zuiveringsgedeelte omvat voornamelijk anion/kationenuitwisselingstorens, ontgassingstorens (DG), veiligheidsfilters, UV-sterilisatoren en meer-traps omgekeerde osmose-eenheden;
Het ultrazuivere watergedeelte omvat voornamelijk MDG (membraandeoxygenatiemodules), TOC-UV-sterilisatoren, ionenwisselaars met gemengd-bed (MB) en point{2}}point-of--filters.
Omdat leidingen het water echter opnieuw- kunnen vervuilen tijdens transport naar procesapparatuur, wordt er doorgaans binnen de FAB een polijst- en circulatiesysteem geïnstalleerd. Dit systeem is gebaseerd op mixed{2}}bed-eenheden (MB), aangevuld met ultrafiltratie-apparatuur (UF), om onzuiverheden te verwijderen die via het leidingnetwerk in het water terechtkomen tijdens de distributie naar de productielijnen.
II. Leidingmaterialen die vaak worden gebruikt in elke fase van het ultrapuurwatersysteem
Het selecteren van de juiste leidingmaterialen is cruciaal voor ultrapuurwatersystemen; de keuze moet de waterkwaliteit garanderen en tegelijkertijd economisch redelijk blijven. Veelgebruikte leidingmaterialen in ultrapuurwatersystemen zijn PVC, SGP, SGP (RL), SUS304, CPVC, SUS316 en PVDF. PVC- of SUS304-leidingen worden doorgaans gebruikt tijdens de voorbehandelingsfase van de productie van ultrapuur water. Met rubber-gevoerde stalen leidingen (SGP-RL) worden over het algemeen gebruikt voor zijdelingse aansluitingen van apparatuur-, terwijl SUS304-leidingen worden gebruikt rond trillende machines zoals waterpompen; CPVC- of SUS304-leidingen worden gebruikt voor de hoofdstroomleidingen tijdens de primaire zuiveringsfase. Vanwege de hoge druk zijn voor het gedeelte tussen de hogedrukpomp en de omgekeerde osmose-eenheid (RO) SCH80 SUS304-leidingen en flenzen vereist die geschikt zijn voor 2,0 MPa. Omdat RO-processen specifieke watertemperatuurvereisten stellen, worden warmtewisselaars meestal stroomopwaarts van de RO-unit geïnstalleerd en moeten SUS304-leidingen in de buurt ervan worden gebruikt. SUS316- en CPVC-leidingen worden over het algemeen gebruikt voor de hoofdstroomleidingen tijdens de productiefase van ultrapuur water. De hoofdstroomleidingen in de polijstcirculatiezone maken doorgaans gebruik van SUS316-leidingen (gelaste verbindingen die volledige penetratie/dubbelzijdige lasnaadvorming vereisen) en PVDF-leidingen, terwijl CPVC-leidingen worden gebruikt voor de terugwinningsleidingen voor ultrapuur water. Standaard PVC-leidingen worden gebruikt voor afvalwaterafvoerleidingen in alle bovengenoemde waterbehandelingsfasen. Slag-bestendige PVC-leidingen zijn vereist voor chemische doseerleidingen (zoals die voor zuren en logen) binnen het zuiverwaterproductieproces. SUS304-leidingen worden gebruikt voor het stikstofsysteem dat het zuivere watersysteem bedient, terwijl SUS316-leidingen worden gebruikt voor de stikstofleidingen in het ultrazuivere waterpolijstsysteem. SUS304- of SGP-leidingen worden over het algemeen gebruikt voor persluchtsystemen die pneumatische kleppen aandrijven; Als er SGP-leidingen worden gebruikt, moet er een filter worden geïnstalleerd voordat de lijn een elektrisch bedieningspaneel binnengaat.
III. Constructie van ultrapuur watersystemen
De bouw van het ultrapuurwaterstation vormt de grootste uitdaging en bestaat uit drie hoofdcomponenten: levering en installatie van apparatuur, fabricage en installatie van gedeelde pijprekken, en installatie van pijpleidingen. Wanneer u apparatuur verplaatst, moet er een gedetailleerd hijsplan worden opgesteld-met name voor apparatuur die te zwaar, te groot of kwetsbaar is- om roekeloze of gevaarlijke installatiepraktijken strikt te voorkomen. Twee belangrijke aspecten vereisen aandacht tijdens de constructie van gedeelde steunrekken: ten eerste moet de verbinding tussen het rek en de civiele constructie robuust zijn, idealiter met behulp van ingebedde staalplaten. Als pre-inbedding om welke reden dan ook niet mogelijk is, moeten chemische ankerbouten worden gebruikt om de steunen aan de balken te bevestigen; standaard, eenvoudige expansiebouten zijn niet toegestaan. Er mogen in geen geval ijzeren platen en eenvoudige expansiebouten worden gebruikt om de steunen aan de vloerplaat te verankeren. Ten tweede moet het gehele pijprekgedeelte waterpas worden gehouden om het buigen van de pijp of schade veroorzaakt door ongelijkmatige spanning op de contactpunten tussen de pijp en het rek te voorkomen. Wat betreft de installatie van leidingen bij het waterstation: terwijl CDA-, stikstof- en warmtewisselaar-stoom- of warm-/koudwaterleidingen systeem-voor-systeem kunnen worden geïnstalleerd, is de installatie van de leidingen van andere stations verdeeld in twee hoofdonderdelen: rekleidingen en apparatuur-aangrenzende leidingen. Deze twee delen kunnen tijdens de eerste bouwfase gelijktijdig plaatsvinden. Zodra de rechte delen van het rek en de leidingen die de apparatuur omringen voltooid zijn, moet de verbinding tussen de -aangrenzende leidingen van de apparatuur en de rekleidingen worden uitgevoerd om een gesloten leidingsysteem te vormen. De installatie van leidingen voor ultrapuur watersystemen verschilt aanzienlijk van die van algemene leidingen; Naast het garanderen van de luchtdichtheid van het systeem, is het een cruciale vereiste dat de leidingen tijdens het hele installatieproces schoon blijven. Hieronder bespreek ik de specifieke installatietechnieken voor CPVC (Chlorinated Polyvinyl Chloride) en PVDF (Polyvinylideen Fluoride) leidingen in ultrapuur watersystemen.
IV. Installatie van CPVC- en PVDF-leidingen in ultrapuurwatersystemen
CPVC- en PVDF-leidingmaterialen voldoen aan de strenge eisen van ultrapuurwatersystemen met betrekking tot het uitlogen van metaalionen en organische koolstof, de afwezigheid van fijne deeltjes en het voorkomen van levensvatbare bacteriegroei. Omdat de leidingmaterialen en accessoires in ultra-schone omgevingen worden verwerkt en verpakt, vereist de installatie ervan specifieke procedures. Voor CPVC-leidingen moet Japanse- "No. 85" plastic pijplijm worden gebruikt. Het snijden van pijpen moet worden uitgevoerd met behulp van een elektrische lintzaag of een roterende pijpsnijder; het gebruik van handzagen moet waar mogelijk worden vermeden (aangezien deze het lastig-om-te verwijderen van bramen aan de afgesneden uiteinden mogelijk maken). Bramen aan de afgesneden uiteinden moeten grondig worden verwijderd en er moet een afschuining van 2-3 mm op het buisuiteinde worden aangebracht. Dit voorkomt dat lijm tijdens het lijmen in de koker wordt geschraapt,-een fout die het hechtingsoppervlak zou kunnen verkleinen en tot lekkages bij de verbinding zou kunnen leiden. De lijm moet gelijkmatig op de hechtvlakken van buisfittingen en buizen worden aangebracht. Verwijder vóór het aanbrengen oppervlaktestof van het binnenoppervlak van fittingen en het buitenoppervlak van buizen met een witte doek. Ontvet en reinig ze vervolgens met een pluisvrije doek-die is bevochtigd met aceton. Daarnaast is het van cruciaal belang dat de installatie schoon blijft.-Dit is het belangrijkste verschil tussen de installatie van CPVC-leidingen en die van standaard PVC-leidingen. Strikt genomen moet het verbinden van CPVC-buizen worden uitgevoerd in een cleanroomomgeving, waarbij de uiteindelijke verbindingen ter plaatse-met behulp van flenzen worden gemaakt. Vanwege specifieke omstandigheden ter plaatse vinden het snijden, lijmen en installeren echter vaak ter plaatse plaats. In dergelijke gevallen moet de werkplek relatief schoon worden gehouden (vrij van veel stof). Verlijmingswerkzaamheden mogen niet rechtstreeks op de grond worden uitgevoerd; in plaats daarvan moet een speciaal fabricageplatform worden gebruikt. Werknemers moeten gespecialiseerde wegwerphandschoenen voor cleanrooms dragen; het aanraken van de binnenwand van de buis met blote handen is verboden (aangezien huidoliën die op de binnenwand terechtkomen moeilijk af te wassen zijn). Gebruik een kabeltrekker of soortgelijk gereedschap bij het inbrengen van buizen en markeer de buis om te controleren of er voldoende insteekdiepte is. Als afdichtingsmateriaal tussen flenzen moet PTFE (polytetrafluorethyleen) worden gebruikt. Leidingen moeten tijdens opslag worden beschermd door ze op dekzeilen of plastic zeilen te plaatsen.
PVDF-leidingsystemen zijn volledig afhankelijk van lasverbindingen. Netheid tijdens de werking en strikte controle van de installatieomgeving staan voorop. PVDF-buislassen moet worden uitgevoerd in een speciale, schone ruimte; algemene kameromgevingen zijn niet geschikt. Personeel dat de schone productieruimte betreedt, moet gespecialiseerd schoeisel aantrekken, en pijpuiteinden en fittingen moeten afgedicht blijven totdat ze zich in de schone ruimte bevinden. Verpakkingsmaterialen voor fittingen mogen uitsluitend onmiddellijk vóór de installatie worden verwijderd. Tijdens het lassen moeten schone wegwerphandschoenen van PVC worden gedragen en de buisuiteinden moeten worden ontvet en gereinigd met isopropylalcohol, ethanol of aceton voordat het lassen begint. Voor het reinigen mogen alleen pluis-vrije cleanroomdoeken worden gebruikt, en vervuilde doeken moeten onmiddellijk worden vervangen. Personeel dat assisteert bij het lasproces moet ook schone katoenen handschoenen dragen. Onmiddellijk nadat elke las is voltooid, moet er een visuele inspectie worden uitgevoerd; de lasrups rond de verbinding moet uniform van hoogte zijn en boven het buitenoppervlak van de buis uitsteken. Zodra de PVDF-leidingen zijn gelast, moeten de buisuiteinden onmiddellijk worden afgedicht voordat ze naar de installatielocatie worden vervoerd, waar flensverbindingen-met PTFE-pakkingen-worden gebruikt. Tijdens de installatie worden nauwkeurige metingen ter plaatse- uitgevoerd om gedetailleerde fabricage- en installatietekeningen te maken, waarna gespecialiseerd personeel het las- en fabricageproces uitvoert. Las- en installatieteams werken met duidelijk gedefinieerde verantwoordelijkheden om de operationele efficiëntie te maximaliseren.
V. Conclusie
Samenvattend vereist de constructie van systemen voor ultrapuur water niet alleen het naleven van strenge systeemdichtheidsnormen-, maar, nog belangrijker, een focus op het bevorderen van het 'reinheidsbewustzijn' onder het bouwpersoneel. Werknemers moeten nauwgezet de protocollen volgen voor het schoon installeren van leidingen en taken uitvoeren in overeenstemming met de specifieke vereisten van elke waterbehandelingsfase. Deze aanpak voorkomt verontreiniging die wordt veroorzaakt door onjuiste bouwpraktijken-die anders de waterkwaliteit in gevaar zouden kunnen brengen, niet aan de specificaties van de klant zouden kunnen voldoen en tot kwaliteitsincidenten- zouden kunnen leiden.
