Приложение А (справочное). Концепции контроля и разделения

Приложение А
(справочное)

Концепции контроля и разделения

А.1 Зоны контроля загрязнений

В силу экономических, технических и эксплуатационных факторов технологическое ядро во многих случаях окружают зоны с меньшим классом чистоты. Это позволяет уменьшить до минимума размер зоны с высоким классом чистоты. Потоки персонала и материалов между чистыми зонами повышают риск переноса загрязнений, поэтому следует уделить особое внимание детализации планировки и организации потоков персонала и материалов.

На рисунке А.1 показан принцип контроля загрязнений.

"Рисунок А.1 - Принцип контроля загрязнений в виде оболочек"

А.2 Потоки воздуха

А.2.1 В чистом помещении применяются однонаправленные и неоднонаправленные потоки воздуха. Комбинация двух потоков дает смешанный поток. В чистых помещениях классов 1-5 ИСО, как правило, применяются однонаправленные потоки воздуха, а для помещений классов 6-9 ИСО - неоднонаправленные.

А.2.2 Однонаправленный поток воздуха может быть вертикальным или горизонтальным (рисунок А.2). В обоих случаях потоки воздуха направлены от зон притока к вытяжкам, которые располагаются примерно одна против другой, чтобы обеспечивалось максимально возможное прямолинейное движение потока воздуха. При проектировании следует убедиться, что нарушения потока воздуха в технологическом ядре минимальны.

В рабочей плоскости, перпендикулярной к направлению потока чистого воздуха, уровень чистоты во всех точках должен быть одинаковым. Следовательно, для процессов, происходящих горизонтально, нужен вертикальный поток, для процессов, ориентированных вертикально, - горизонтальный поток. Наилучшими показателями чистоты обладают рабочие зоны, расположенные непосредственно после притока чистого воздуха. Рабочие зоны, расположенные дальше по ходу потока воздуха, могут быть загрязнены частицами, выделенными предметами, находящимися в начале движения потока. В связи с этим персонал не должен находиться между притоком воздуха и рабочей зоной.

А.2.3 Неоднонаправленные потоки воздуха в чистых помещениях движутся от приточных фильтров, расположенных в различных местах, и удаляются через вытяжки. Фильтры могут быть расположены через равные интервалы по всему чистому помещению или над технологическим ядром, сгруппированы или размещены иным образом в зависимости от назначения чистого помещения. Расположение фильтров имеет важное значение для работы чистого помещения. Финишные фильтры могут располагаться на некотором удалении от чистого помещения (например, на входе чистого воздуховода). В этом случае следует принять специальные меры предосторожности, чтобы не допустить появления загрязнений между этими фильтрами и чистым помещением (например, за счет контроля чистоты поверхностей, обеспечения воздухонепроницаемости и процесса очистки). При размещении вытяжек воздуха следует учитывать опасность образования застойных зон.

А.2.4 В чистых помещениях со смешанными потоками используются как однонаправленный, так и неоднонаправленный потоки.

Примечание - Возможны специальные технические решения, обеспечивающие защиту рабочих зон.

На рисунке А.2 приведены примеры потоков воздуха в чистом помещении (без учета теплового эффекта).

"Рисунок А.2 - Примеры потоков воздуха в чистых помещениях"

А.3 Нарушения однонаправленного потока воздуха

Чтобы избежать значительной турбулентности вблизи чувствительной к загрязнениям зоны в чистых помещениях с однонаправленным потоком воздуха, необходимо учитывать основные аэродинамические требования, характер физических препятствий потоку воздуха (технологическое оборудование), выполняемые операции, движения персонала и перемещение продукта. Во избежание нарушений потока воздуха и перекрестного загрязнения между рабочими зонами следует принять меры. Влияние факторов, нарушающих форму потока воздуха (слева), и соответствующие методы улучшения формы потока воздуха (справа) показаны на рисунке А.3.

"Рисунок А.3 - Влияние персонала и объекта на однонаправленный поток воздуха"

А.4 Принципы контроля загрязнений

Некоторые принципы решения конкретной задачи контроля загрязнений приведены на рисунках А.4 и А.5.

Любой контакт между продуктом и оператором/окружающей средой, перенос загрязнений в зону, защищающую процесс и/или персонал, можно предотвратить аэродинамическими методами, например, формой и направлением потока воздуха (рисунок А.4) или применением физических барьеров: активной или пассивной изоляцией (рисунок А.5).

При необходимости предусматривается очистка вытяжного воздуха с целью охраны окружающей среды.

"Рисунок А.4 - Принципы организации чистых зон с использованием аэродинамических методов"

Примечание - В отдельных случаях, например, при сухой атмосфере, влиянии защитного газа или экстремальных температурах, направление потока должно быть выбрано с учетом особенностей процесса.

"Рисунок А.5 - Принципы организации чистых зон с использованием физического барьера защиты продукта и персонала"

А.5 Принципы разделения в чистых помещениях и чистых зонах

А.5.1 Общие положения

Требования к чистоте помещений могут быть различными. Целью проекта может быть защита продукта или процесса, изоляция продукта или комбинация этих требований. Для защиты чистых помещений от загрязнений, вносимых из менее чистых зон, необходимо:

- поддерживать в чистых помещениях более высокое статическое давление по сравнению с соседними зонами;

- поддерживать достаточную скорость потока воздуха в месте разграничения чистой и менее чистой зоны. Обратное движение воздуха может представлять риск загрязнений.

В качестве альтернативы может рассматриваться непроницаемый барьер.

Следует обеспечить поступление достаточного количества наружного воздуха для вентиляции в соответствии с санитарными требованиями, компенсации утечек воздуха на границах чистых помещений или чистых зон и компенсации вытяжек воздуха.

Принципы разделения чистых помещений приведены в А.5.2 - А.5.4.

А.5.2 Принцип вытесняющего потока (малый перепад давления" высокая скорость потока воздуха)

Разделение чистой и менее чистой соседних зон может быть получено, например, за счет низкотурбулентного вытесняющего потока воздуха (рисунок А.6).

"Рисунок А.6 - Принцип вытесняющего потока"

Скорость вытесняющего потока должна быть, как правило, более 0,2 м/с в направлении от более чистой зоны к менее чистой. Необходимая скорость воздуха должна быть выбрана с учетом физических препятствий, источников тепла, вытяжки и источников загрязнений.

А.5.3 Принцип перепада давления (большой перепад давления, низкая скорость потока)

Между зонами с различными классами чистоты существует перепад давления (рисунок А.7).

"Рисунок А.7 - Принцип перепада давления"

Для предотвращения возникновения обратного потока воздуха перепад давления должен быть стабильным и достаточным по значению. Принцип перепада давления можно комбинировать с другими методами контроля загрязнений.

Для беспрепятственного открывания дверей и исключения непредусмотренного встречного потока воздуха из-за турбулентности, как правило, перепад давления между чистыми помещениями или чистыми зонами с различными классами чистоты должен быть от 5 до 20 Па.

Статическое давление между чистыми помещениями с различными классами чистоты, а также между чистыми помещениями и неклассифицируемыми зонами следует поддерживать с использованием различной техники балансирования потоков воздуха (активных/автоматизированных и пассивных/ручных систем), при этом необходимо регулировать относительное количество воздуха, которое подается в каждую зону системой подачи воздуха и удаляется из нее через воздуховоды или другим образом.

Если перепады давления находятся на нижней границе указанных пределов, следует принять специальные меры для обеспечения правильного измерения скорости разделяющего потока или давления и доказательства стабильности работы чистого помещения.

Примечание - Для иллюстрации эффективности принципа вытесняющего потока или принципа перепада давления может использоваться как физическая, так и компьютерная визуализация потоков воздуха.

А.5.4 Принцип физического барьера

Этот принцип состоит в использовании непроницаемого барьера для предотвращения переноса загрязнений из менее чистой зоны в более чистую.

Примечание - Все три принципа контроля загрязнений могут применяться в медицинской, микроэлектронной, пищевой и других отраслях промышленности.