Basierend auf dem tatsächlichen Bau einer Anlage zur Herstellung von Reinstwasser mit einem spezifischen Widerstand von mehr als 18,2 MΩ·cm stellt dieser Artikel die grundlegenden Prozesse der Reinstwasserproduktion vor. Es legt besonderen Wert auf die Rohrleitungsmaterialien, die in den verschiedenen Phasen der Wasseraufbereitung verwendet werden, und bietet einen detaillierten Bericht über die Installation von Reinstwasserleitungen auf der Grundlage praktischer Erfahrungen.
I. Überblick über das Reinstwassersystem
Mit der Entwicklung der Elektronikindustrie sind die Anforderungen an die Wasserqualität bei der Chipherstellung und -verarbeitung immer strenger geworden. Um die Produktion ultra{1}}großer-integrierter Schaltkreise sicherzustellen, ist hoch-reines Wasser-zusammen mit hoch-reinen Rohstoffen, Gasen und Chemikalien-ein entscheidender Faktor. Reinstwassersysteme wandeln normales kommunales Wasser in Reinstwasser um, das strenge Standards hinsichtlich Ionengehalt und Partikelgröße erfüllt.
Im Allgemeinen besteht ein Reinstwassersystem aus drei Hauptabschnitten:
Reinstwasser-Produktionsbereich (CUB-Bereich),
Reinstwasser-Reinigungs- und Zirkulationsbereich (FAB-Bereich),
Reinstwasser-Verteilungsrohrnetz (verschiedene Einsatzbereiche innerhalb der FAB).
Der Bereich der Reinstwasserproduktion ist der komplexeste und kann weiter in drei Teile unterteilt werden:
Vor-Behandlung,
Primäre Reinigung,
Reinstwasseraufbereitung.
Der Vorbehandlungsabschnitt umfasst hauptsächlich Sandfiltration und Aktivkohletürme (einige Hersteller fügen vor der Sandfiltration auch Reaktionstanks und Flotationstanks mit gelöster Luft hinzu);
Der primäre Reinigungsbereich umfasst hauptsächlich Anionen-/Kationenaustauschtürme, Entgasungstürme (DG), Sicherheitsfilter, UV-Sterilisatoren und mehrstufige Umkehrosmoseeinheiten;
Der Bereich für Reinstwasser umfasst hauptsächlich MDG (Membran-Desoxygenierungsmodule), TOC-UV-Sterilisatoren, Mischbett(MB)-Ionenaustauscher und Point-of-Filter.
Da jedoch Rohrleitungen das Wasser während des Transports zu Prozessanlagen erneut verunreinigen können, wird in der Regel ein Reinigungs- und Zirkulationssystem in der FAB installiert. Dieses System basiert auf Mischbett-(MB)-Einheiten, ergänzt durch Ultrafiltrationsgeräte (UF), um Verunreinigungen zu entfernen, die während der Verteilung an die Produktionslinien aus dem Rohrleitungsnetz in das Wasser ausgelaugt werden.
II. Rohrleitungsmaterialien, die üblicherweise in jeder Phase des Reinstwassersystems verwendet werden
Die Auswahl der richtigen Rohrleitungsmaterialien ist für Reinstwassersysteme von entscheidender Bedeutung. Die Wahl muss die Wasserqualität gewährleisten und gleichzeitig wirtschaftlich sinnvoll bleiben. Zu den häufig verwendeten Rohrleitungsmaterialien in Reinstwassersystemen gehören PVC, SGP, SGP (RL), SUS304, CPVC, SUS316 und PVDF. PVC- oder SUS304-Rohre werden typischerweise in der Vorbehandlungsphase der Reinstwasserproduktion verwendet. Mit Gummi ausgekleidete Stahlrohre (SGP-RL) werden im Allgemeinen für geräteseitige Verbindungen verwendet, während SUS304-Rohre um vibrierende Maschinen wie Wasserpumpen herum verwendet werden. Für die Hauptflussleitungen während der primären Reinigungsstufe werden CPVC- oder SUS304-Rohre verwendet. Aufgrund des hohen Drucks erfordert der Abschnitt zwischen der Hochdruckpumpe und der Umkehrosmoseeinheit (RO) SCH80 SUS304-Rohrleitungen und -Flansche mit einer Nenndruckfestigkeit von 2,0 MPa. Da RO-Prozesse besondere Anforderungen an die Wassertemperatur stellen, werden Wärmetauscher normalerweise vor der RO-Einheit installiert und in deren Nähe sollten SUS304-Rohre verwendet werden. SUS316- und CPVC-Rohre werden im Allgemeinen für die Hauptflussleitungen während der Reinstwasserproduktionsphase verwendet. Die Hauptflussleitungen in der Polierzirkulationszone verwenden typischerweise SUS316-Rohre (geschweißte Verbindungen, die eine vollständige Durchdringung/doppelseitige Schweißnahtbildung erfordern) und PVDF-Rohre, während CPVC-Rohre für Reinstwasserrückgewinnungsleitungen verwendet werden. Für die Abwasserableitung in allen oben genannten Wasseraufbereitungsstufen werden Standard-PVC-Rohre verwendet. Für chemische Dosierleitungen (z. B. für Säuren und Laugen) im Reinwasserproduktionsprozess sind schlagfeste PVC-Rohre erforderlich. SUS304-Rohre werden für das Stickstoffsystem für das Reinwassersystem verwendet, während SUS316-Rohre für die Stickstoffleitungen im Reinstwasseraufbereitungssystem verwendet werden. SUS304- oder SGP-Rohre werden im Allgemeinen für Druckluftsysteme verwendet, die pneumatische Ventile antreiben. Wenn SGP-Rohrleitungen verwendet werden, muss ein Filter installiert werden, bevor die Leitung in eine elektrische Schalttafel eintritt.
III. Bau von Reinstwassersystemen
Der Bau der Reinstwasserstation stellt die größte Herausforderung dar und umfasst drei Hauptkomponenten: Lieferung und Installation der Ausrüstung, Herstellung und Installation gemeinsamer Rohrgestelle und Rohrleitungsinstallation. Beim Eintransport von Geräten muss ein detaillierter Hebeplan erstellt werden -insbesondere für übergewichtige, übergroße oder zerbrechliche Geräte-, um rücksichtslose oder gefährliche Installationspraktiken strikt zu vermeiden. Bei der Konstruktion gemeinsam genutzter Traggestelle müssen zwei wesentliche Aspekte beachtet werden: Erstens muss die Verbindung zwischen dem Gestell und der Tragkonstruktion robust sein, idealerweise unter Verwendung eingebetteter Stahlplatten. Wenn eine vorherige Einbettung aus irgendeinem Grund nicht möglich ist, müssen chemische Ankerbolzen verwendet werden, um die Stützen an den Balken zu befestigen; Standardmäßige, einfache Spreizdübel sind nicht zulässig. Auf keinen Fall dürfen Eisenplatten und einfache Spreizdübel zur Verankerung der Stützen an der Bodenplatte verwendet werden. Zweitens muss der gesamte Rohrgestellabschnitt eben gehalten werden, um Rohrverbiegungen oder Schäden durch ungleichmäßige Beanspruchung an den Kontaktpunkten zwischen Rohr und Gestell zu verhindern. Was die Rohrleitungsinstallation an der Wasserstation betrifft, so können CDA-, Stickstoff- und Wärmetauscher-Dampf- oder Warm-/Kaltwasserleitungen System-systemweise-installiert werden, während die Installation anderer Stationsrohrleitungen in zwei Hauptteile unterteilt ist: Rack-Rohrleitungen und Geräte-benachbarte Rohrleitungen. Diese beiden Teile können in der Anfangsphase des Baus gleichzeitig durchgeführt werden. Sobald die geraden Abschnitte am Rack und die das Gerät unmittelbar umgebenden Rohrleitungen fertiggestellt sind, sollte die Verbindung zwischen den an das Gerät angrenzenden Rohrleitungen und den Rack-Rohrleitungen so ausgeführt werden, dass ein geschlossenes Rohrleitungssystem entsteht. Die Installation von Rohrleitungen für Reinstwassersysteme unterscheidet sich erheblich von der Installation allgemeiner Versorgungsleitungen. Neben der Gewährleistung der Luftdichtheit des Systems ist die Aufrechterhaltung der Rohrsauberkeit während des gesamten Installationsprozesses eine wichtige Anforderung. Im Folgenden werde ich die spezifischen Installationstechniken für CPVC- (Chloriertes Polyvinylchlorid) und PVDF-Rohrleitungen (Polyvinylidenfluorid) in Reinstwassersystemen erläutern.
IV. Installation von CPVC- und PVDF-Rohrleitungen in Reinstwassersystemen
CPVC- und PVDF-Rohrleitungsmaterialien erfüllen die strengen Anforderungen von Reinstwassersystemen hinsichtlich der Auswaschung von Metallionen und organischem Kohlenstoff, der Abwesenheit feiner Partikel und der Verhinderung des Wachstums lebensfähiger Bakterien. Da die Rohrleitungsmaterialien und Zubehörteile in ultrareinen Umgebungen verarbeitet und verpackt werden, erfordert ihre Installation spezielle Verfahren. Für CPVC-Rohrleitungen sollte in Japan hergestellter „No. 85“-Klebstoff für Kunststoffrohre verwendet werden. Das Rohrschneiden sollte mit einer elektrischen Bandsäge oder einem rotierenden Rohrschneider erfolgen; Die Verwendung von Handsägen sollte nach Möglichkeit vermieden werden (da diese an den Schnittenden schwer zu entfernende Grate hinterlassen). Grate an den Schnittenden müssen gründlich entfernt werden und das Rohrende sollte mit einer Fase von 2–3 mm versehen werden. Dadurch wird verhindert, dass beim Kleben Klebstoff in die Muffe geschabt wird-ein Fehler, der die Klebefläche verringern und zu Undichtigkeiten an der Verbindung führen könnte. Der Klebstoff muss gleichmäßig auf die Klebeflächen von Rohrformstücken und Rohren aufgetragen werden. Entfernen Sie vor der Anwendung Oberflächenstaub von der Innenfläche der Armaturen und der Außenfläche der Rohre mit einem weißen Tuch, entfetten und reinigen Sie sie anschließend mit einem fusselfreien, mit Aceton befeuchteten Tuch. Darüber hinaus ist die Aufrechterhaltung der Sauberkeit während der Installation von entscheidender Bedeutung.-Dies ist der Hauptunterschied zwischen der Installation von CPVC-Rohrleitungen und der Installation von Standard-PVC-Rohrleitungen. Streng genommen sollte das Verbinden von CPVC-Rohren in einer Reinraumumgebung durchgeführt werden, wobei die endgültigen Verbindungen vor Ort mithilfe von Flanschen hergestellt werden sollten. Aufgrund spezifischer Standortbedingungen erfolgen das Schneiden, Kleben und Installieren jedoch häufig vor Ort. In solchen Fällen muss der Arbeitsbereich relativ sauber (frei von starkem Staub) gehalten werden. Klebearbeiten dürfen nicht direkt am Boden durchgeführt werden; Stattdessen sollte eine dedizierte Fertigungsplattform verwendet werden. Arbeiter müssen spezielle Einweg-Reinraumhandschuhe tragen; Das Berühren der Rohrinnenwände mit bloßen Händen ist verboten (da auf die Innenwand übertragenes Hautfett nur schwer abgewaschen werden kann). Verwenden Sie beim Einführen von Rohren einen Kabelzieher oder ein ähnliches Werkzeug und markieren Sie das Rohr, um sicherzustellen, dass die Einstecktiefe ausreichend ist. Als Dichtungsmaterial zwischen den Flanschen muss PTFE (Polytetrafluorethylen) verwendet werden. Rohre müssen während der Lagerung geschützt werden, indem sie auf Planen oder Plastikfolien abgelegt werden.
PVDF-Rohrleitungssysteme basieren ausschließlich auf Schweißverbindungen. Sauberkeit während des Betriebs und eine strenge Kontrolle der Installationsumgebung sind von größter Bedeutung. Das Schweißen von PVDF-Rohren muss in einem speziellen, sauberen Gehäuse durchgeführt werden. allgemeine Raumumgebungen sind ungeeignet. Personal, das den sauberen Fertigungsbereich betritt, muss spezielles Schuhwerk anziehen und Rohrenden und Formstücke müssen versiegelt bleiben, bis sie sich im sauberen Bereich befinden. Verpackungsmaterialien für Armaturen sollten erst unmittelbar vor der Montage entfernt werden. Während des Schweißens müssen saubere Einweg-PVC-Handschuhe getragen werden, und die Rohrenden müssen vor Beginn des Schweißens entfettet und mit Isopropylalkohol, Ethanol oder Aceton gereinigt werden. Für die Reinigung sollten ausschließlich fusselfreie Reinraumtücher verwendet werden, verschmutzte Tücher müssen umgehend ausgetauscht werden. Auch beim Schweißvorgang behilfliches Personal muss saubere Baumwollhandschuhe tragen. Unmittelbar nach Abschluss jeder Schweißung muss eine Sichtprüfung durchgeführt werden; Die Schweißnaht um die Verbindung herum muss eine gleichmäßige Höhe haben und über die Außenfläche des Rohrs hinausragen. Nach dem Verschweißen der PVDF-Rohre müssen die Rohrenden vor dem Transport zum Installationsort umgehend abgedichtet werden, wo Flanschverbindungen {{10}mit PTFE-Dichtungen-verwendet werden. Während der Installation werden vor Ort präzise Messungen durchgeführt, um detaillierte Fertigungs- und Installationszeichnungen zu erstellen. Anschließend führt Fachpersonal die Schweißarbeiten und die Fertigung durch. Schweiß- und Installationsteams arbeiten mit klar definierten Verantwortlichkeiten, um die betriebliche Effizienz zu maximieren.
V. Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Bau von Reinstwassersystemen nicht nur die Einhaltung strenger Systemdichtheitsstandards erfordert, sondern, was noch wichtiger ist, einen Schwerpunkt auf die Förderung des „Sauberkeitsbewusstseins“ des Baupersonals legen muss. Die Arbeiter müssen die Protokolle für eine saubere Rohrleitungsinstallation gewissenhaft befolgen und Aufgaben gemäß den spezifischen Anforderungen jeder Wasseraufbereitungsstufe ausführen. Dieser Ansatz verhindert Verunreinigungen durch unsachgemäße Baupraktiken-die andernfalls die Wasserqualität beeinträchtigen, die Kundenspezifikationen nicht erfüllen und zu qualitätsbezogenen Vorfällen führen könnten-.
