Direnci 18,2 MΩ·cm'yi aşan ultra saf su üreten bir tesisin fiili inşaatına dayanan bu makale, ultra saf su üretiminin temel süreçlerini tanıtıyor. Su arıtmanın çeşitli aşamalarında kullanılan boru malzemelerine özel önem verir ve pratik deneyime dayalı olarak ultra saf su boru tesisatı kurulumunun ayrıntılı bir açıklamasını sunar.
I. Ultra Saf Su Sistemine Genel Bakış
Elektronik endüstrisinin gelişmesiyle birlikte, çip üretimi ve işlenmesi sırasında su kalitesine yönelik gereksinimler giderek daha sıkı hale geldi. Ultra-Büyük-ölçekli entegre devrelerin üretimini sağlamak için, yüksek-saflıkta suyun- yanı sıra yüksek-saflıkta ham maddeler, gazlar ve kimyasallar-kritik bir faktördür. Ultra saf su sistemleri, standart belediye suyunu, iyon içeriği ve parçacık boyutuna ilişkin katı standartları karşılayan ultra saf suya dönüştürür.
Genel olarak bir ultra saf su sistemi üç ana bölümden oluşur:
Ultrasaf su üretim alanı (CUB bölümü),
Ultra saf su parlatma ve sirkülasyon alanı (FAB bölümü),
Ultra saf su dağıtım boru ağı (FAB içindeki çeşitli kullanım alanları).
Ultra saf su üretim alanı en karmaşık olanıdır ve ayrıca üç bölüme ayrılabilir:
Ön-tedavi,
Birincil arıtma,
Ultra saf su arıtma.
Ön arıtma bölümü öncelikle kum filtrelemeyi ve aktif karbon kulelerini içerir (bazı üreticiler ayrıca kum filtrelemeden önce reaksiyon tankları ve çözünmüş hava yüzdürme tankları da ekler);
Birincil arıtma bölümü öncelikle anyon/katyon değiştirme kulelerini, gazdan arındırma kulelerini (DG), güvenlik filtrelerini, UV sterilizatörlerini ve çok-aşamalı ters ozmoz ünitelerini içerir;
Ultra saf su bölümünde öncelikle MDG (membran deoksijenasyon modülleri), TOC-UV sterilizatörleri, karışık- yataklı (MB) iyon değiştiriciler ve kullanım-noktası-filtreleri bulunur.
Ancak borular, proses ekipmanına taşıma sırasında suyu-yeniden kirletebileceğinden, genellikle FAB'ın içine bir cilalama ve sirkülasyon sistemi kurulur. Bu sistem, üretim hatlarına dağıtım sırasında boru ağından suya sızan yabancı maddeleri uzaklaştırmak için ultrafiltrasyon (UF) ekipmanıyla desteklenen karma yataklı (MB) ünitelere odaklanır.
II. Ultra Saf Su Sisteminin Her Aşamasında Yaygın Olarak Kullanılan Boru Malzemeleri
Ultra saf su sistemleri için doğru boru malzemelerinin seçilmesi çok önemlidir; seçim, ekonomik açıdan makul kalırken su kalitesini de sağlamalıdır. Ultra saf su sistemlerinde yaygın olarak kullanılan boru malzemeleri arasında PVC, SGP, SGP (RL), SUS304, CPVC, SUS316 ve PVDF bulunur. PVC veya SUS304 borular genellikle ultra saf su üretiminin ön arıtma aşamasında kullanılır. Kauçuk-astarlı çelik borular (SGP{-RL) genellikle ekipmanın yan bağlantıları için kullanılırken, su pompaları gibi titreşimli makinelerin çevresinde SUS304 borular kullanılır; Birincil arıtma aşamasında ana akış hatları için CPVC veya SUS304 boruları kullanılır. Yüksek basınç nedeniyle, yüksek-basınç pompası ile ters ozmoz (RO) ünitesi arasındaki bölüm, SCH80 SUS304 boruları ve 2,0 MPa değerinde flanşlar gerektirir. RO işlemlerinin belirli su sıcaklığı gereksinimleri olduğundan, ısı eşanjörleri genellikle RO ünitesinin yukarı akışına monte edilir ve bunların yakınında SUS304 boruları kullanılmalıdır. Ultra saf su üretimi aşamasında ana akış hatları için genellikle SUS316 ve CPVC boruları kullanılır. Parlatma sirkülasyon bölgesindeki ana akış hatları tipik olarak SUS316 borularını (tam nüfuziyet/çift-taraflı kaynak dikişi oluşumunu gerektiren kaynaklı bağlantılar) ve PVDF borularını kullanırken, ultra saf su geri kazanım hatları için CPVC boruları kullanılır. Yukarıda belirtilen tüm su arıtma aşamalarında atık su deşarj hatlarında standart PVC borular kullanılır. Saf su üretim prosesindeki kimyasal dozaj hatları (asit ve alkaliler için olanlar gibi) için darbelere dayanıklı PVC borular gereklidir. Saf su sistemine hizmet veren nitrojen sistemi için SUS304 boruları kullanılırken, ultra saf su parlatma sistemindeki nitrojen hatları için SUS316 boruları kullanılır. SUS304 veya SGP boruları genellikle pnömatik valflere güç sağlayan basınçlı hava sistemleri için kullanılır; SGP boru sistemi kullanılıyorsa, hat herhangi bir elektrik kontrol paneline girmeden önce bir filtre takılmalıdır.
III. Ultra Saf Su Sistemi İnşaatı
Ultra saf su istasyonunun inşası en büyük zorluğu teşkil ediyor ve üç ana bileşenden oluşuyor: ekipman teslimatı ve kurulumu, ortak boru raflarının imalatı ve montajı ve boru tesisatı kurulumu. Ekipmanı taşırken, dikkatsiz veya tehlikeli kurulum uygulamalarından kesinlikle kaçınmak için-özellikle fazla kilolu, büyük boyutlu veya kırılgan ekipmanlar için- ayrıntılı bir kaldırma planı hazırlanmalıdır. Paylaşılan destek raflarının inşası sırasında iki temel hususa dikkat edilmesi gerekir: birincisi, raf ile inşaat yapısı arasındaki bağlantı sağlam olmalı ve ideal olarak gömülü çelik plakalar kullanılmalıdır. Herhangi bir nedenle önceden gömmek mümkün değilse, destekleri kirişlere sabitlemek için kimyasal ankraj cıvataları kullanılmalıdır; standart, basit genişletme cıvatalarına izin verilmez. Destekleri zemin plakasına sabitlemek için hiçbir durumda demir plakalar veya basit genleşme cıvataları kullanılmamalıdır. İkinci olarak, borunun bükülmesini veya boru ile raf arasındaki temas noktalarında eşit olmayan gerilimden kaynaklanan hasarı önlemek için boru rafı bölümünün tamamı düz tutulmalıdır. Su istasyonunda boru tesisatı kurulumuyla ilgili olarak, CDA, nitrojen ve ısı eşanjörü buhar veya sıcak/soğuk su hatları sistem-sistem bazında- kurulabilirken, diğer istasyon borularının kurulumu iki ana parçaya ayrılır: raf boruları ve ekipman-bitişik boruları. Bu iki kısım inşaatın başlangıç aşamasında aynı anda ilerleyebilir. Raftaki düz bölümler ve ekipmanı hemen çevreleyen borular tamamlandıktan sonra, ekipmanın bitişik boruları ile raf boruları arasındaki bağlantı, kapalı bir boru sistemi oluşturacak şekilde gerçekleştirilmelidir. Ultra saf su sistemi borularının kurulumu, genel kullanım borularının kurulumundan önemli ölçüde farklıdır; Sistemin hava sızdırmazlığını sağlamanın ötesinde, kurulum süreci boyunca boru temizliğinin sürdürülmesi kritik bir gerekliliktir. Aşağıda, ultra saf su sistemlerinde CPVC (Klorlu Polivinil Klorür) ve PVDF (Poliviniliden Florür) boru tesisatına yönelik özel kurulum tekniklerini tartışacağım.
IV. Ultra Saf Su Sistemlerinde CPVC ve PVDF Boru Montajı
CPVC ve PVDF boru malzemeleri, metal iyonlarının ve organik karbonun süzülmesi, ince parçacıkların bulunmaması ve canlı bakteri üremesinin önlenmesiyle ilgili ultra saf su sistemlerinin sıkı gereksinimlerini karşılar. Boru malzemeleri ve aksesuarları ultra-temiz ortamlarda işlenip paketlendiğinden, kurulumları özel prosedürler gerektirir. CPVC borular için Japon-yapımı "Hayır. 85" plastik boru yapıştırıcısı kullanılmalıdır. Boru kesimi elektrikli şerit testere veya döner boru kesici kullanılarak yapılmalıdır; El testerelerinin kullanımından mümkün olduğu kadar kaçınılmalıdır (kesilen uçlardaki çapakların{-çıkartılması-zor olduğundan). Kesilen uçlardaki çapaklar iyice temizlenmeli ve boru ucuna 2-3 mm pah uygulanmalıdır. Bu, yapıştırma sırasında yapıştırıcının yuvaya kazınmasını önler-bu, yapıştırma yüzey alanını azaltabilecek ve bağlantı yerinde sızıntılara yol açabilecek bir hatadır. Boru bağlantı parçaları ve boruların bağlantı yüzeylerine yapıştırıcı eşit şekilde uygulanmalıdır. Uygulamadan önce, beyaz bir bez kullanarak bağlantı parçalarının iç yüzeyindeki ve boruların dış yüzeyindeki yüzey tozunu alın, ardından asetonla nemlendirilmiş, tüy bırakmayan, tüy bırakmayan bir bezle yağdan arındırın ve temizleyin. Bunun ötesinde, kurulum sırasında temizliği korumak çok önemlidir-bu, CPVC boru kurulumu ile standart PVC boru kurulumu arasındaki temel farktır. Açıkça söylemek gerekirse, CPVC boru bağlama temiz oda ortamında yapılmalı ve son bağlantılar flanşlar kullanılarak sahada yapılmalıdır. Ancak belirli saha koşulları nedeniyle kesme, yapıştırma ve kurulum genellikle-yerde gerçekleştirilir. Bu gibi durumlarda çalışma alanı nispeten temiz tutulmalıdır (yoğun tozdan arındırılmış). Yapıştırma işlemleri doğrudan zemin üzerinde yapılmamalıdır; bunun yerine özel bir üretim platformu kullanılmalıdır. İşçiler özel tek kullanımlık temiz oda eldivenleri giymelidir; borunun iç duvarlarına çıplak elle dokunmak yasaktır (çünkü iç duvara aktarılan cilt yağlarının yıkanması zordur). Boruları yerleştirirken bir kablo çekici veya benzeri bir alet kullanın ve yeterli yerleştirme derinliğini doğrulamak için boruyu işaretleyin. Flanşlar arasında sızdırmazlık malzemesi olarak PTFE (politetrafloroetilen) kullanılmalıdır. Borular, depolama sırasında branda veya plastik örtü üzerine yerleştirilerek korunmalıdır.
PVDF boru sistemleri tamamen kaynaklı bağlantılara dayanır. Operasyon sırasında temizlik ve kurulum ortamının sıkı kontrolü çok önemlidir. PVDF boru kaynağı özel, temiz bir muhafaza içerisinde gerçekleştirilmelidir; genel oda ortamları uygun değildir. Temiz üretim alanına giren personel özel ayakkabı giymeli ve boru uçları ve bağlantı parçaları temiz alana girene kadar kapalı kalmalıdır. Bağlantı parçalarının ambalaj malzemeleri yalnızca kurulumdan hemen önce çıkarılmalıdır. Kaynak sırasında tek kullanımlık temiz PVC eldiven giyilmeli ve kaynak başlamadan önce boru uçları yağdan arındırılıp izopropil alkol, etanol veya aseton ile temizlenmelidir. Temizlik için yalnızca tüy bırakmayan-temiz oda bezleri kullanılmalı ve kirli bezler derhal değiştirilmelidir. Kaynak işlemine yardımcı olan personel de temiz pamuklu eldiven kullanmalıdır. Her kaynak tamamlandıktan hemen sonra görsel bir inceleme yapılmalıdır; Bağlantının etrafındaki kaynak dikişinin yüksekliği aynı olmalı ve borunun dış yüzeyinin üzerine çıkmalıdır. PVDF boruları kaynaklandıktan sonra boru uçları, -PTFE contalar kullanılarak-flanş bağlantılarının kullanıldığı kurulum alanına nakledilmeden önce derhal kapatılmalıdır. Kurulum sırasında ayrıntılı imalat ve montaj çizimleri oluşturmak için sahada hassas ölçümler alınır ve ardından kaynak ve imalat işlemleri uzman personel tarafından yürütülür. Kaynak ve kurulum ekipleri, operasyonel verimliliği en üst düzeye çıkarmak için açıkça tanımlanmış sorumluluklarla çalışır.
V. Sonuç
Özetle, ultra saf su sistemlerinin inşası yalnızca sıkı sistem{0}sızdırmazlık standartlarına bağlı kalmayı değil, daha da önemlisi inşaat personeli arasında "temizlik bilincinin" geliştirilmesine odaklanmayı gerektirir. İşçiler, temiz boru tesisatı kurulumuna yönelik protokolleri dikkatli bir şekilde takip etmeli ve her su arıtma aşamasının özel gereksinimlerine göre görevleri yerine getirmelidir. Bu yaklaşım, aksi takdirde su kalitesini tehlikeye atabilecek, müşteri spesifikasyonlarını karşılayamayacak ve kalite- ile ilgili olaylara yol açabilecek-uygunsuz inşaat uygulamalarından kaynaklanan kirlenmeyi önler.
