Технология чистых помещений. Основы проектирования, испытаний и эксплуатации - Уайт В.
ISBN 5-9900044-1-9
Скачать (прямая ссылка):
Открытие процессов ядерного расщепления, а также исследования в области разработки биологического и химического оружия, проводимые в период
24
Технология чистых помещений
Второй мировой войны с 1939 по 1945 гг., стимулировали производство высокоэффективных воздушных фильтров HEPA (High Efficiency Particulate Air), необходимых для очистки воздуха от опасных микробиологических или радиоактивных аэрозольных загрязнений. Появление таких фильтров позволило обеспечить чистые помещения очень чистым воздухом и достичь низких уровней аэрозольного загрязнения.
Помещения с большими объемами хорошо очищенного воздуха, подаваемого через потолочные воздухораспределители, стали строиться в период с 1955 г. до начала 1960-х годов. Так, в начале 50-х годов компания Western Electric Comp, в г. Уинстон-Салем, США, столкнулась с серьезной проблемой при производстве гироскопов для ракет: браковалось почти 99 гироскопов из 100. Было установлено, что главная причина брака - наличие пыли. Было решено, что производственное помещение должно быть «обеспылено» (dust free), и в 1955 г. компания AC Corporation закончила разработку и реализацию проекта. На фото рис. 2.6 можно видеть это помещение после его пуска в эксплуатацию.
Рис. 2.6. Цех для производства гироскопов фирмы Western Electric
Его можно считать первым производственным помещением, отвечающим всем основным требованиям чистого помещения. Персонал был одет в халаты из синтетического материала и в шапочки; для смены одежды было отведено специальное помещение, оборудованное шкафами. Для ограждающих конструкций были выбраны строительные материалы, которые легко очищались и вы-
История чистых помещений
25
деляли минимальное количество частиц. Щели и углы были сведены к минимуму, напольные покрытия на основе винила настилали с заведением на стены, а источники света устанавливались в утопленном варианте, чтобы свести к минимуму места скопления пыли. В правой части фотографии на заднем плане видны передаточные люки. Подаваемый кондиционированный воздух фильтровался «абсолютными» фильтрами, способными задерживать 99,95% частиц размером 0,3 мкм; в помещении поддерживалось избыточное давление.
2.4 Чистые помещения с однонаправленным потоком воздуха
Рис. 2.7. У. Уитфилд в разработанном им чистом помещении с ламинарным воздушным потоком
26
Технология чистых помещений
Заметной вехой в истории чистых помещений стала разработка в 1961 г. концепции вентиляции с «однонаправленным», или «ламинарным» потоком воздуха, осуществленная в корпорации Sandia (г. Альбукерк, Нью-Мехико, США). Разработка велась группой специалистов, но наибольший вклад принадлежал Уиллису Уитфилду (Willis Whitfield). На рис 2.7 представлена его фотография в разработанном им чистом помещении.
Помещение было небольшим, шириной 6 футов, длиной 10 футов и высотой 7 футов (1,8 X З X 2,1 м). Воздух подавался через ряд НЕРА-фильтров (вместо использования потолочных воздухораспределителей с последующим произвольным движением воздуха внутри помещения). Это обеспечивало однонаправленное движение воздуха от фильтров через всё помещение и далее наружу через перфорированный пол. На рис. 2.8 представлена схема поперечного сечения первой комнаты с однонаправленным воздушным потоком. Из неё видно, что оператор за рабочим столом не будет загрязнять ничего перед собой, поскольку генерируемые им загрязнения удаляются из рабочей зоны потоком воздуха.
флуоресцентные лампы вентилятор
.................................. NI /
фильтры грубой очистки для вентиляции места установки ламп
абсолютные фильтры
стеновое ограждение из окрашенной стали V
перфорированный пол
блок кондицио-• нирования и нагрева воздуха
фильтры грубой очистки
фильтры грубой очистки для наружного воздуха
вентилятор
Рис. 2.8. Поперечное сечение первой чистой комнаты с однонаправленным воздушным потоком
История чистых помещений
27
Статья, описывавшая разработку сотрудников фирмы Sandia, была опубликована в номере журнала «Тайм» от 13 апреля 1962 г. и вызвала огромный интерес. Вот она:
«Мистер Чистота»
Ученые из корпорации Sandia в г. Ачьбукерк, где проектируют и собирают атомное оружие, воспылали страстью к чистоте. Они просто обязаны были сделать это. В то время как оружейные компоненты становятся всё меньше и меньше, присутствие даже единственной частички пыли может привести к проблемам всё большим и большим. Самый строгий домоправитель во всей корпорации Sandia - это уроженец Техаса, физик Уиллис Уитфилд, создатель так называемой «суперчистой комнаты Уитфилда». «Я думал о частицах пыли», -чуть растягивая слова, рассказывает он. - «Откуда только эти шельмы берутся? Куда они двигаются?» И однажды он ответил на собственный вопрос. Физик Уитфилд решил, что обычные производственные чистые помещения неверны в принципе.
Задача обычных чистых помещений, которые необходимы для всё увеличивающегося числа производственных операций - не допускать образования частиц пыли. Курение запрещено; то же самое с обычными карандашами, которые крошатся, образуя графитовые крошки. Работающие в чистых помещениях люди буквально «упакованы» в специальную обувь, шлемы и комбинезоны, и перед вхождением в чистое помещение их обрабатывают пылесосом. Сами помещения тоже всё время пылесосят. Ho несмотря на все эти меры предосторожности, каждый кубический фут воздуха в этих помещениях всё же содержит не менее 1 ООО ООО частиц пыли диаметром 0,3 мкм (0,000012 дюйма) или более. Это огромный шаг вперед по сравнению с обычным воздухом, однако Уитфилд уверен, что должно быть ещё лучше. Отказавшись от идеи подавления генерации частиц пыли, он решил удалять их сразу же по мере их появления.
