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Dos características principales de una sala limpia (1)

2023-09-18

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Sala Blanca, también conocida como sala limpia o sala de purificación. Constituye la base del control de la contaminación, y sin una sala blanca es imposible producir en masa componentes sensibles a la contaminación. Según la norma FED-STD-2, una sala blanca se define como una habitación equipada con sistemas de filtrado y distribución del aire, materiales constructivos optimizados, así como dispositivos específicos, donde se establecen procedimientos operativos precisos para controlar la concentración de partículas suspendidas en el aire, logrando así niveles adecuados de limpieza de partículas.

Sala limpia , también conocida como sala blanca o sala de purificación. Constituye la base del control de la contaminación, y sin una sala limpia es imposible producir en masa componentes sensibles a la contaminación. En la norma FED-STD-2, se define una sala limpia como un espacio equipado con filtración, distribución y optimización del aire, así como materiales de construcción y dispositivos específicos, donde se establecen procedimientos operativos precisos para controlar la concentración de partículas suspendidas en el aire, logrando así niveles adecuados de limpieza de partículas.
Para lograr buenos resultados de limpieza en un Habitación limpia No solo se deben enfatizar medidas razonables de purificación del aire acondicionado, sino que también deben adoptarse medidas correspondientes por parte de las profesiones relacionadas con el proceso, la arquitectura y otras áreas: no solo debe haber un diseño adecuado, sino también una construcción e instalación cuidadosas que cumplan con las normativas, así como un uso correcto de la sala limpia y un mantenimiento y gestión científicos.
Para lograr buenos resultados en salas limpias, se han presentado numerosas explicaciones literarias desde diferentes perspectivas, tanto a nivel nacional como internacional. De hecho, resulta difícil alcanzar una cooperación ideal entre distintas profesiones, y los diseñadores encuentran dificultades para comprender la calidad de la construcción e instalación, así como la situación de uso y gestión, especialmente esta última. En cuanto a las medidas de purificación para salas limpias, muchos diseñadores o empresas constructoras a menudo no prestan suficiente atención a sus condiciones necesarias, lo que lleva a efectos de limpieza insatisfactorios. Este artículo aborda brevemente solo las dos condiciones indispensables para cumplir con los requisitos de limpieza en las medidas de purificación para salas limpias.

 


1. Limpieza de la alimentación de aire


Para garantizar que la limpieza del suministro de aire cumple con los requisitos, lo fundamental es el desempeño y la instalación del filtro final en el sistema de purificación.
El filtro final del sistema de purificación generalmente utiliza filtros de alta eficiencia o subalta eficiencia. Según la normativa china, la eficiencia de los filtros de alta eficiencia se clasifica en cuatro niveles: el nivel A es ≥ 99,9%, el nivel B es ≥ 99,9%, el nivel C es ≥ 99,999%, y el nivel D (para partículas ≥ 0,1 μm) alcanza ≥ 99,999% (también conocidos como filtros de ultra alta eficiencia); mientras que el filtro de subalta eficiencia tiene una eficiencia del 95-99,9% para partículas ≥ 0,5 μm. Cuanto mayor sea la eficiencia del filtro, más elevado será su precio. Por lo tanto, al elegir un filtro, se debe considerar tanto el cumplimiento de los requisitos de limpieza del suministro de aire como la racionalidad económica. Desde el punto de vista de los requisitos de limpieza, el principio consiste en seleccionar filtros de bajo rendimiento para salas limpias de bajo nivel y filtros de alto rendimiento para salas limpias de alto nivel.
En términos generales, se puede seleccionar un filtro de alta y media eficiencia para un filtro de nivel 1 millón; por debajo de los 10 000 niveles, se pueden elegir filtros de subalta eficiencia o de alta eficiencia clase A; los filtros clase B se utilizan para los grados desde 10 000 hasta 100; y los filtros clase C son adecuados para los grados desde 100 hasta 1. Parece haber dos tipos de filtros disponibles para cada nivel de limpieza aquí. La elección entre filtros de alto rendimiento o de bajo rendimiento dependerá de la situación específica: cuando la contaminación ambiental sea severa, la proporción de aire de extracción interior sea elevada, o bien cuando se requiera una mayor precisión en el control de partículas. Habitación limpia Es particularmente importante y requiere un amplio factor de seguridad; en cualquiera o ambos de estos casos, se debe seleccionar un tipo de filtro superior. Por el contrario, pueden elegirse filtros de menor rendimiento. Para partículas de 0,1 μm, en salas limpias que exijan control sobre las mismas, independientemente de la concentración de partículas a controlar, se deberá optar por un filtro tipo D. Lo anterior se ha expuesto únicamente desde la perspectiva del filtro. En realidad, para elegir un buen filtro, es necesario considerar de manera integral las características tanto de la sala limpia como del filtro y del sistema de purificación.
Para garantizar la limpieza del suministro de aire, no basta con utilizar filtros calificados; también es necesario asegurarse de que:
a. No dañes el filtro durante el transporte e instalación;
b. Instalación ajustada. Para lograr el objetivo de 'a', se requiere que el personal de construcción e instalación esté debidamente capacitado, con conocimientos sobre la instalación de sistemas de purificación y habilidades avanzadas en montaje. De lo contrario, será difícil garantizar que el filtro no se dañe, y existen lecciones profundas que aprender en este aspecto.
En segundo lugar, la cuestión del ajuste hermético de la instalación depende principalmente de la calidad del tipo de estructura de instalación. El manual de diseño recomienda generalmente que, para un solo filtro, se utilice un tipo de instalación abierta, de modo que, incluso en caso de fugas, estas no penetren en la sala; el uso de rejillas terminadas de suministro de aire de alta eficiencia garantiza una fácil obtención del sellado hermético. En los últimos años, el sellado mediante tanque de líquido y el sellado por presión negativa han sido ampliamente empleados en filtros de aire con múltiples elementos filtrantes.
El sellado del tanque de líquido debe garantizar que la junta del tanque esté hermética y que el marco general se encuentre nivelado. El sellado a presión negativa consiste en mantener la periferia exterior de la junta entre el filtro y la caja de presión estática, así como el marco, en un estado de presión negativa; similar al tipo montado en superficie, incluso si hubiera alguna fuga, esta no penetraría en la sala. De hecho, siempre que el marco de instalación esté plano y el contacto entre la cara frontal del filtro y el marco de instalación sea uniforme, se puede afirmar que cualquier tipo de instalación logrará fácilmente los requisitos de estanqueidad necesarios para el filtro.

 


2. Distribución de aire


La organización del flujo de aire de una Habitación limpia es difiere de la de una habitación con aire acondicionado común. Requiere que el aire más limpio se entregue primero al área operativa, y su función es limitar y reducir la contaminación de los productos procesados. Por lo tanto, al diseñar la organización del flujo de aire, se deben tener en cuenta estos principios: minimizar al máximo las corrientes de remolino para evitar que la contaminación fuera del área de trabajo ingrese nuevamente a ella; tratar de prevenir el vuelo secundario del polvo, con el fin de reducir la posibilidad de contaminación por partículas sobre la pieza de trabajo; el flujo de aire en el área de trabajo debe ser lo más uniforme posible, y la velocidad del viento debe cumplir con los requisitos del proceso y de higiene. Cuando el flujo de aire fluye hacia la salida de retorno, es necesario eliminar eficazmente el polvo presente en el aire. Seleccionar diferentes métodos de suministro y retorno de aire según los distintos requisitos de limpieza.
Diferentes organizaciones de flujo de aire tienen sus propias características y alcance:
1) Flujo vertical unidireccional: Puede obtener un flujo de aire descendente uniforme, lo que resulta conveniente para la disposición del equipo de procesamiento, posee una fuerte capacidad de autolimpieza y permite simplificar instalaciones comunes como las de purificación personal. Además, los cuatro métodos de suministro de aire presentan sus propias ventajas e inconvenientes: los filtros de alta eficiencia distribuidos completamente tienen ventajas como baja resistencia y un largo ciclo de reemplazo del filtro, pero su estructura del techo es compleja y el costo elevado; por otro lado, los sistemas con filtros de alta eficiencia colocados lateralmente en la parte superior, con alimentación desde la placa orificio completa o con alimentación desde la placa orificio completa en disposición completa, presentan características opuestas. Cuando el sistema no opera continuamente, la superficie interna de la placa orificio tiende a acumular polvo y presenta dificultades de mantenimiento, lo que afecta ligeramente la limpieza; finalmente, la alimentación desde difusores densos solo es adecuada para espacios amplios. Habitaciones limpias Debido a la necesidad de una capa de mezcla, su altura supera los 4 m, y sus características son similares a las de la alimentación superior mediante placa de orificio completa. El método de aire de retorno, que consiste en disponer uniformemente salidas de aire de retorno en la parte inferior de los lados opuestos de la rejilla y en los lados opuestos de la pared, solo es aplicable a salas limpias con un espacio claro menor a 6 m en ambos lados. La parte inferior de una sola pared equipada con una salida de aire de retorno solo resulta adecuada para salas limpias con espacios reducidos entre las paredes (por ejemplo, ≤2-3 m).
2) Flujo unidireccional horizontal: Solo se logra un nivel de limpieza 100 en la primera zona de trabajo. A medida que el aire fluye hacia el otro lado, la concentración de polvo aumenta gradualmente, por lo que es adecuado únicamente para salas limpias con diferentes requisitos de limpieza dentro del mismo proceso de sala; La colocación local de filtros de alta eficiencia en la pared de suministro de aire puede reducir la cantidad de filtros de alta eficiencia utilizados y ahorrar inversión inicial en comparación con la disposición horizontal completa, aunque existen zonas de vórtices en áreas locales.
3) Flujo de aire turbulento: Las características de la distribución superior mediante placas orificiales y la distribución superior mediante difusores densos son iguales a las anteriores: las ventajas de la distribución lateral incluyen la facilidad para organizar las tuberías, la ausencia necesaria de un entrepiso técnico, el bajo costo y la conveniencia para la renovación de edificios industriales ya existentes. Sin embargo, la desventaja radica en que la velocidad del viento en el área de trabajo es alta, y la concentración de polvo en el lado sotavento es mayor que en el lado barlovento. Por otro lado, la distribución superior mediante salidas de aire con filtros de alta eficiencia ofrece las ventajas de un sistema simple, sin tuberías después del filtro de alta eficiencia, permitiendo una entrega directa de flujo de aire limpio hacia el área de trabajo. No obstante, la difusión del flujo de aire limpio es lenta, lo que resulta en una distribución relativamente uniforme del aire en la zona de trabajo; aunque, cuando se disponen múltiples salidas de aire de manera equilibrada o se utilizan salidas de aire con filtros de alta eficiencia provistas de placas difusoras, la uniformidad del flujo de aire en el área de trabajo también puede mejorarse significativamente. Sin embargo, en situaciones de operación no continua del sistema, la placa difusora tiende a acumular polvo fácilmente.
La discusión anterior corresponde a un estado relativamente ideal y también es recomendada por las regulaciones, normas o manuales de diseño nacionales pertinentes. En la práctica de la ingeniería, debido a condiciones objetivas o razones subjetivas del diseñador, la organización del flujo de aire no ha sido diseñada adecuadamente. Ejemplos comunes incluyen: flujo unidireccional vertical utilizando la salida inferior de aire de retorno en paredes adyacentes a ambos lados; nivel local 100 que emplea suministro desde arriba y retorno también desde arriba (es decir, sin añadir una cortina vertical debajo de la salida local de aire); y tipo de flujo turbulento. Habitaciones limpias Utilizando filtros de alta eficiencia, como suministro superior y retorno del aire por la parte superior, o bien retorno del aire por un solo lado hacia abajo (con una gran distancia entre las paredes), entre otros. Estos métodos de organización del flujo de aire han sido evaluados, y se ha comprobado que la mayoría de ellos no cumplen con los requisitos de diseño en cuanto a limpieza. Debido a las actuales regulaciones sobre aceptación en condiciones vacías o estáticas, algunas salas limpias de este tipo apenas logran alcanzar el nivel de limpieza diseñado en dichas condiciones, pero su capacidad para resistir interferencias contaminantes es muy baja. Una vez que la sala limpia entra en estado operativo, ya no puede satisfacer los requisitos establecidos. La organización correcta del flujo de aire debería implementarse en áreas específicas mediante cortinas suspendidas hasta la altura del área de trabajo, evitando completamente el uso de alimentación ascendente y retorno ascendente en niveles de 100.000. Además, actualmente la mayoría de las fábricas producen salidas de aire de alta eficiencia equipadas con placas difusoras, las cuales, sin embargo, son simplemente placas orificiales decorativas y carecen de la función real de distribuir uniformemente el flujo de aire. Los diseñadores y usuarios deben prestar especial atención a este aspecto.