กระบวนการและการก่อสร้างระบบน้ำบริสุทธิ์พิเศษ

จากการก่อสร้างจริงของโรงงานที่ผลิตน้ำบริสุทธิ์พิเศษที่มีความต้านทานเกิน 18.2 MΩ·cm บทความนี้จะแนะนำกระบวนการพื้นฐานของการผลิตน้ำบริสุทธิ์พิเศษ โดยให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับวัสดุท่อที่ใช้ในขั้นตอนต่างๆ ของการบำบัดน้ำ และให้รายละเอียดเกี่ยวกับการติดตั้งท่อน้ำบริสุทธิ์พิเศษตามประสบการณ์จริง

I. ภาพรวมของระบบน้ำบริสุทธิ์พิเศษ
ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ข้อกำหนดด้านคุณภาพน้ำในระหว่างการผลิตและการแปรรูปชิปจึงมีความเข้มงวดมากขึ้น เพื่อให้มั่นใจว่าการผลิตวงจรรวม-ขนาดใหญ่-เป็นพิเศษ -น้ำที่มีความบริสุทธิ์สูง- ควบคู่ไปกับ-วัตถุดิบ ก๊าซ และสารเคมีที่มีความบริสุทธิ์สูง-ถือเป็นปัจจัยสำคัญ ระบบน้ำบริสุทธิ์พิเศษเปลี่ยนน้ำมาตรฐานของเทศบาลให้เป็นน้ำบริสุทธิ์พิเศษที่ตรงตามมาตรฐานที่เข้มงวดเกี่ยวกับปริมาณไอออนและขนาดอนุภาค

โดยทั่วไป ระบบน้ำบริสุทธิ์พิเศษประกอบด้วยสามส่วนหลัก:

พื้นที่ผลิตน้ำบริสุทธิ์พิเศษ (ส่วน CUB)

พื้นที่ขัดเงาและหมุนเวียนน้ำบริสุทธิ์พิเศษ (ส่วน FAB)

โครงข่ายท่อจ่ายน้ำบริสุทธิ์พิเศษ (พื้นที่ใช้งานต่างๆ ภายใน FAB)

พื้นที่การผลิตน้ำบริสุทธิ์พิเศษเป็นพื้นที่ที่ซับซ้อนที่สุดและสามารถแบ่งย่อยเพิ่มเติมได้เป็นสามส่วน:

ก่อน-การรักษา

การทำให้บริสุทธิ์ขั้นต้น

การบำบัดน้ำบริสุทธิ์พิเศษ

ส่วนก่อน-การบำบัดประกอบด้วยการกรองทรายและหอคอยถ่านกัมมันต์เป็นหลัก (ผู้ผลิตบางรายยังเพิ่มถังปฏิกิริยาและถังลอยอากาศที่ละลายน้ำได้ก่อนการกรองทราย)

ส่วนการทำให้บริสุทธิ์ขั้นต้นประกอบด้วยหอแลกเปลี่ยนประจุลบ/ไอออนบวก หอกำจัดก๊าซ (DG) ตัวกรองนิรภัย เครื่องฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวี และหน่วยรีเวอร์สออสโมซิสแบบหลาย-

ส่วนของน้ำบริสุทธิ์พิเศษประกอบด้วย MDG (โมดูลกำจัดออกซิเจนแบบเมมเบรน), เครื่องฆ่าเชื้อด้วยแสง UV- TOC, เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนแบบผสม-เบด (MB) และตัวกรอง-ของ-การใช้งาน

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากท่อสามารถ-ปนเปื้อนในน้ำอีกครั้งในระหว่างการขนส่งไปยังอุปกรณ์ในการประมวลผล โดยทั่วไปจะมีการติดตั้งระบบการขัดเงาและการหมุนเวียนภายใน FAB ระบบนี้มุ่งเน้นไปที่หน่วยผสม-เบด (MB) ที่เสริมด้วยอุปกรณ์อัลตราฟิลเตรชัน (UF) เพื่อกำจัดสิ่งเจือปนที่ถูกชะลงไปในน้ำจากเครือข่ายท่อระหว่างการจ่ายไปยังสายการผลิต

ครั้งที่สอง วัสดุท่อที่ใช้กันทั่วไปในแต่ละขั้นตอนของระบบน้ำบริสุทธิ์พิเศษ
การเลือกวัสดุท่อที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับระบบน้ำบริสุทธิ์พิเศษ ทางเลือกจะต้องรับประกันคุณภาพน้ำในขณะที่ยังคงความสมเหตุสมผลทางเศรษฐกิจ วัสดุท่อที่ใช้กันทั่วไปในระบบน้ำบริสุทธิ์พิเศษ ได้แก่ PVC, SGP, SGP (RL), SUS304, CPVC, SUS316 และ PVDF โดยทั่วไปจะใช้ท่อ PVC หรือ SUS304 ในระหว่างขั้นตอนการปรับสภาพของการผลิตน้ำบริสุทธิ์พิเศษ โดยทั่วไปแล้ว ท่อเหล็กเคลือบยาง (SGP-RL) ใช้สำหรับการเชื่อมต่อด้านข้างอุปกรณ์- ในขณะที่ท่อ SUS304 ใช้กับเครื่องจักรที่มีการสั่นสะเทือน เช่น ปั๊มน้ำ ท่อ CPVC หรือ SUS304 ใช้สำหรับท่อไหลหลักระหว่างขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์เบื้องต้น เนื่องจากมีแรงดันสูง ส่วนระหว่างปั๊มแรงดันสูง-และหน่วยรีเวอร์สออสโมซิส (RO) จึงต้องใช้ท่อและหน้าแปลน SCH80 SUS304 ที่พิกัด 2.0 MPa เนื่องจากกระบวนการ RO มีข้อกำหนดอุณหภูมิน้ำที่เฉพาะเจาะจง โดยปกติแล้วเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะถูกติดตั้งที่ต้นทางของหน่วย RO และควรใช้ท่อ SUS304 ในบริเวณใกล้เคียง โดยทั่วไปแล้ว ท่อ SUS316 และ CPVC ใช้สำหรับท่อไหลหลักในระหว่างขั้นตอนการผลิตน้ำบริสุทธิ์พิเศษ เส้นไหลหลักในเขตหมุนเวียนการขัดโดยทั่วไปจะใช้ท่อ SUS316 (การเชื่อมต่อแบบเชื่อมที่ต้องการการเจาะเต็ม/การสร้างเม็ดบีดเชื่อมสองด้าน-) และท่อ PVDF ในขณะที่ท่อ CPVC ใช้สำหรับสายนำน้ำบริสุทธิ์พิเศษกลับมาใช้ใหม่ ท่อพีวีซีมาตรฐานใช้สำหรับท่อระบายน้ำเสียตลอดขั้นตอนการบำบัดน้ำที่กล่าวมาข้างต้น ท่อ PVC ทนแรงกระแทก-จำเป็นสำหรับสายจ่ายสารเคมี (เช่น ท่อสำหรับกรดและด่าง) ภายในกระบวนการผลิตน้ำบริสุทธิ์ ท่อ SUS304 ใช้สำหรับระบบไนโตรเจนที่ให้บริการระบบน้ำบริสุทธิ์ ในขณะที่ท่อ SUS316 ใช้สำหรับท่อไนโตรเจนในระบบขัดเงาน้ำบริสุทธิ์พิเศษ โดยทั่วไปท่อ SUS304 หรือ SGP ใช้สำหรับระบบอัดอากาศที่จ่ายกำลังให้กับวาล์วนิวแมติก หากใช้ท่อ SGP จะต้องติดตั้งตัวกรองก่อนที่ท่อจะเข้าสู่แผงควบคุมไฟฟ้า

III. การก่อสร้างระบบน้ำบริสุทธิ์พิเศษ

การก่อสร้างสถานีจ่ายน้ำบริสุทธิ์พิเศษถือเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุด และประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสามส่วน ได้แก่ การจัดส่งและการติดตั้งอุปกรณ์ การผลิตและการติดตั้งชั้นวางท่อที่ใช้ร่วมกัน และการติดตั้งท่อ เมื่อทำการเคลื่อนย้ายอุปกรณ์เข้า จะต้องเตรียมแผนการยกโดยละเอียด-โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ที่มีน้ำหนักเกิน ขนาดใหญ่เกิน หรือแตกหักง่าย- เพื่อหลีกเลี่ยงการติดตั้งที่ประมาทหรือเป็นอันตรายอย่างเคร่งครัด ประเด็นสำคัญสองประการที่ต้องให้ความสนใจในระหว่างการก่อสร้างชั้นวางรองรับที่ใช้ร่วมกัน: ประการแรก การเชื่อมต่อระหว่างชั้นวางและโครงสร้างทางแพ่งจะต้องแข็งแกร่ง และใช้แผ่นเหล็กฝังในอุดมคติ หากไม่สามารถทำการฝังล่วงหน้า-ได้ไม่ว่าด้วยเหตุผลใดก็ตาม ต้องใช้พุกเคมีเพื่อยึดส่วนรองรับเข้ากับคาน ไม่อนุญาตให้ใช้สลักเกลียวขยายแบบธรรมดาแบบมาตรฐาน ห้ามใช้แผ่นเหล็กและสลักเกลียวแบบธรรมดาเพื่อยึดส่วนรองรับกับแผ่นพื้นไม่ว่าในกรณีใด ประการที่สอง ส่วนชั้นวางท่อทั้งหมดจะต้องรักษาระดับไว้เพื่อป้องกันการโค้งงอของท่อหรือความเสียหายที่เกิดจากความเครียดที่ไม่สม่ำเสมอที่จุดสัมผัสระหว่างท่อกับชั้นวาง เกี่ยวกับการติดตั้งท่อที่สถานีน้ำ แม้ว่า CDA, ไนโตรเจน และไอน้ำของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนหรือท่อน้ำร้อน/เย็นสามารถติดตั้งในระบบ-โดย-ระบบได้ การติดตั้งท่อสถานีอื่นๆ จะแบ่งออกเป็นสองส่วนหลัก: ท่อชั้นวางและอุปกรณ์-ท่อที่อยู่ติดกัน ทั้งสองส่วนนี้สามารถดำเนินการได้พร้อมๆ กันในช่วงแรกของการก่อสร้าง เมื่อส่วนตรงบนชั้นวางและท่อที่อยู่รอบอุปกรณ์เสร็จสมบูรณ์แล้ว ควรทำการเชื่อมต่อระหว่างท่อที่อยู่ติดกันของอุปกรณ์กับท่อของชั้นวางเพื่อสร้างระบบท่อแบบปิด การติดตั้งท่อระบบน้ำบริสุทธิ์พิเศษแตกต่างอย่างมากจากการวางท่อสาธารณูปโภคทั่วไป นอกเหนือจากการรับประกันระบบสุญญากาศแล้ว ข้อกำหนดที่สำคัญคือการรักษาความสะอาดของท่อตลอดกระบวนการติดตั้ง ด้านล่างนี้ ผมจะกล่าวถึงเทคนิคการติดตั้งเฉพาะสำหรับท่อ CPVC (คลอรีนโพลีไวนิลคลอไรด์) และ PVDF (โพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์) ในระบบน้ำบริสุทธิ์พิเศษ

IV. การติดตั้งท่อ CPVC และ PVDF ในระบบน้ำบริสุทธิ์พิเศษ
วัสดุท่อ CPVC และ PVDF ตรงตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของระบบน้ำบริสุทธิ์พิเศษเกี่ยวกับการชะล้างไอออนของโลหะและคาร์บอนอินทรีย์ การไม่มีอนุภาคละเอียด และการป้องกันการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย เนื่องจากวัสดุและอุปกรณ์เสริมของท่อได้รับการประมวลผลและบรรจุหีบห่อในสภาพแวดล้อมที่สะอาดเป็นพิเศษ- การติดตั้งจึงมีขั้นตอนเฉพาะ สำหรับท่อ CPVC ควรใช้กาวสำหรับท่อพลาสติก-ที่ผลิตในญี่ปุ่น "No. 85" การตัดท่อควรทำโดยใช้เลื่อยวงเดือนไฟฟ้าหรือเครื่องตัดท่อแบบหมุน ควรหลีกเลี่ยงการใช้เลื่อยมือทุกครั้งที่เป็นไปได้ (เนื่องจากจะทำให้-ขจัดครีบที่ปลายตัดออกได้ยาก) ต้องขจัดครีบที่ปลายตัดออกให้หมด และควรใช้การลบมุม 2-3 มม. ที่ปลายท่อ เพื่อป้องกันไม่ให้กาวถูกขูดเข้าไปในเบ้าเสียบระหว่างการติด-ข้อผิดพลาดที่อาจลดพื้นที่ผิวของการติดและนำไปสู่การรั่วไหลที่ข้อต่อ ต้องใช้กาวอย่างสม่ำเสมอกับพื้นผิวการยึดเกาะของข้อต่อท่อและท่อ ก่อนใช้งาน ให้ขจัดฝุ่นบนพื้นผิวออกจากพื้นผิวด้านในของข้อต่อและพื้นผิวด้านนอกของท่อโดยใช้ผ้าขาว จากนั้นขจัดคราบมันและทำความสะอาดด้วยผ้าไร้ขุย-ที่ชุบอะซิโตน นอกจากนี้ การรักษาความสะอาดระหว่างการติดตั้งเป็นสิ่งสำคัญ-นี่คือความแตกต่างหลักระหว่างการติดตั้งท่อ CPVC กับท่อ PVC มาตรฐาน พูดอย่างเคร่งครัด การต่อท่อ CPVC ควรดำเนินการในสภาพแวดล้อมห้องปลอดเชื้อ โดยมีการเชื่อมต่อขั้นสุดท้ายที่-ไซต์งานโดยใช้หน้าแปลน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสภาพไซต์งานที่เฉพาะเจาะจง การตัด การยึดติด และการติดตั้งจึงมักเกิดขึ้นที่ไซต์งาน ในกรณีเช่นนี้ พื้นที่ทำงานต้องได้รับการดูแลให้ค่อนข้างสะอาด (ปราศจากฝุ่นหนา) การยึดติดต้องไม่กระทำบนพื้นดินโดยตรง ควรใช้แพลตฟอร์มการผลิตเฉพาะแทน คนงานต้องสวมถุงมือสำหรับห้องคลีนรูมแบบใช้แล้วทิ้งโดยเฉพาะ ห้ามสัมผัสผนังท่อด้านในด้วยมือเปล่า (เนื่องจากน้ำมันจากผิวหนังที่ถ่ายโอนไปยังผนังด้านในจะล้างออกได้ยาก) ใช้ตัวดึงสายเคเบิลหรือเครื่องมือที่คล้ายกันเมื่อใส่ท่อ และทำเครื่องหมายท่อเพื่อตรวจสอบความลึกของการแทรกที่เพียงพอ ต้องใช้ PTFE (polytetrafluoroethylene) เป็นวัสดุปิดผนึกระหว่างหน้าแปลน ท่อต้องได้รับการปกป้องระหว่างการจัดเก็บโดยวางไว้บนผ้าใบกันน้ำหรือแผ่นพลาสติก

ระบบท่อ PVDF อาศัยการเชื่อมต่อแบบเชื่อมทั้งหมด ความสะอาดระหว่างการทำงานและการควบคุมสภาพแวดล้อมการติดตั้งอย่างเข้มงวดเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง การเชื่อมท่อ PVDF จะต้องดำเนินการภายในตู้ที่สะอาดโดยเฉพาะ สภาพแวดล้อมห้องทั่วไปไม่เหมาะสม บุคลากรที่เข้าสู่พื้นที่การผลิตที่สะอาดจะต้องเปลี่ยนเป็นรองเท้าเฉพาะทาง และปลายท่อและข้อต่อจะต้องปิดผนึกไว้จนกว่าจะอยู่ภายในพื้นที่ที่สะอาด วัสดุบรรจุภัณฑ์สำหรับข้อต่อควรถอดออกทันทีก่อนการติดตั้งเท่านั้น ต้องสวมถุงมือ PVC ที่สะอาดแบบใช้แล้วทิ้งในระหว่างการเชื่อม และต้องล้างไขมันที่ปลายท่อและทำความสะอาดด้วยไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ เอทานอล หรืออะซิโตนก่อนเริ่มการเชื่อม ควรใช้เฉพาะผ้าคลีนรูม-ที่ไม่เป็นขุยเท่านั้นในการทำความสะอาด และต้องเปลี่ยนผ้าที่สกปรกทันที บุคลากรที่ช่วยเหลือในกระบวนการเชื่อมต้องสวมถุงมือผ้าฝ้ายที่สะอาดด้วย ต้องทำการตรวจสอบด้วยสายตาทันทีหลังจากการเชื่อมแต่ละครั้งเสร็จสิ้น เม็ดเชื่อมรอบรอยต่อต้องมีความสูงสม่ำเสมอและยื่นออกมาเหนือพื้นผิวด้านนอกของท่อ เมื่อเชื่อมท่อ PVDF แล้ว จะต้องปิดผนึกปลายท่อทันทีก่อนที่จะขนส่งไปยังสถานที่ติดตั้ง ซึ่งมีการเชื่อมต่อหน้าแปลน-โดยใช้ปะเก็น PTFE- ระหว่างการติดตั้ง จะมีการวัด-ที่ไซต์งานอย่างแม่นยำเพื่อสร้างรายละเอียดการผลิตและแบบการติดตั้ง หลังจากนั้นบุคลากรที่เชี่ยวชาญจะทำการเชื่อมและประกอบ ทีมงานเชื่อมและติดตั้งดำเนินงานโดยมีความรับผิดชอบที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงานให้สูงสุด

โวลต์ บทสรุป
โดยสรุป การสร้างระบบน้ำบริสุทธิ์พิเศษไม่เพียงแต่ต้องปฏิบัติตามมาตรฐานที่เข้มงวดของระบบ-เท่านั้น แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือการมุ่งเน้นไปที่การส่งเสริม "การตระหนักรู้เรื่องความสะอาด" ให้กับบุคลากรในการก่อสร้าง ผู้ปฏิบัติงานต้องปฏิบัติตามระเบียบปฏิบัติในการติดตั้งท่อที่สะอาดอย่างจริงจัง และปฏิบัติงานตามข้อกำหนดเฉพาะของแต่ละขั้นตอนการบำบัดน้ำ แนวทางนี้ป้องกันการปนเปื้อนที่เกิดจากวิธีการก่อสร้างที่ไม่เหมาะสม-ซึ่งอาจส่งผลต่อคุณภาพน้ำ ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะของลูกค้า และนำไปสู่เหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับคุณภาพ-