Методические рекомендации для слушателей по изучению курса «Техника чистых помещений» (стр. 4 )

Методические рекомендации по выполнению практикума.

Рекомендуется при проведении настоящего практикума рассмотреть нижеприведенный пример контроля целостности высокоэффективного фильтра.

Пример контроля целостности HEPA фильтра.

Финишные фильтры (HEPA и ULPA фильтры) являются критическими элементами чистого помещения. Для контроля целостности установленных фильтров выполняется тест на утечку. Под утечкой фильтра понимается проскок частиц, который превышает предельно допустимые значения по ГОСТ Р 51251-99, таблица 3.1.

Коэффициент проскока (Kint, %); проницаемость - характеристика фильтра или фильтрующего материала, равная процентному отношению концентрации частиц после фильтра C2 к концентрации частиц до фильтра C1:

. (3.1)

Эффективность (Е, %) - характеристика фильтра или фильтрующего материала, равная процентному отношению разности концентрации частиц до C1 и после C2 фильтра к концентрации частиц до фильтра C1:

. (3.2)

Таблица 3.1. Классификация фильтров, обеспечивающих специальные требования к чистоте воздуха, в том числе чистых помещений.

Группа фильтра	Класс фильтра	Интегральное значение	Локальное значение
эффективности, %	коэффициента проскока, %	эффективности, %	коэффициента проскока, %
Фильтры высокой эффективности	Н10	85	15	-	-
Н11	95	5	-	-
Н12	99,5	0,5	97,5	2,5
Н13	99,95	0,05	99,75	0,25
Н14	99,995	0,005	99,975	0,025
Фильтры сверхвысокой эффективности	U15	99,9995	0,0005	99,9975	0,0025
U16	99,99995	0,00005	99,99975	0,00025
U17	99,999995	0,000005	99,9999	0,0001

Цель контроля установленных фильтров – обнаружить дефекты в фильтрующем материале, нарушение герметизации в местах крепления и пр. Контроль установленного фильтра состоит в подаче аэрозолей на вход фильтра, определении числа частиц до и после фильтра, оценке фактической эффективности фильтра и сравнении ее с данными, указанными в стандарте (таблица 3.1).

Для надежного определения утечки в фильтре на вход фильтра нужно подавать воздух с концентрацией частиц более 3*107 частиц/м3. Самый распространенный метод контроля целостности фильтров – метод с использованием счетчика частиц.

При контроле целостности фильтров проверяются интегральная и локальная целостности фильтров. Требования к фильтрам высокой эффективности (HEPA фильтрам) и сверхвысокой эффективности (ULPA фильтрам) приведены в таблице 3.1.

Исходные данные 1.

Проверяется целостность НЕРА фильтра Н14.

Концентрация частиц С1 на входе фильтра равно 108 частиц/м3.

Скорость отбора пробы счетчиком частиц составляла F = 28.3 л/мин.

Время сканирования Тс = 5 минут.

На выходе фильтра при сканировании зарегистрировано N2 = 18 частиц.

Решение 1.

Концентрация частиц на выходе фильтра равна:

Интегральное значение коэффициента проскока Kint для испытываемого фильтра вычисляется по формуле:

Допустимое интегральное значение коэффициента проскока для фильтра Н14 по таблице 3.1 составляет 0.005%.

Таким образом, интегральное значение коэффициента проскока для испытываемого фильтра меньше указанного в стандарте значения в раз, т. е. интегральная эффективность используемого фильтра превышает допустимую стандартом величину.

Исходные данные 2:

Проверяется локальная эффективность (проскок) НЕРА фильтра Н14.

Концентрация частиц на входе фильтра С1 = 108 частиц/м3.

Скорость отбора пробы счетчиком частиц составляла F = 28.3 л/мин.

Скорость сканирования v = 3 см/с.

Размер короткой стороны пробоотборника W = 1,5 см.

Число частиц, обнаруженное при сканировании поверхности фильтра пробоотборником, когда в его зону попадала точка с дефектом Nw2 = 2.

Решение 2:

Время, в течение которого точка с дефектом находится в зоне пробоотборника

.

Отобранный за это время объем пробы равен:

.

Соответствующее этому объему число частиц до фильтра равно:

.

Рассчитываем локальный коэффициент проскока частиц в точке с дефектом:

.

Допустимое локальное значение коэффициента проскока для фильтра Н14 по таблице 3.1 составляет 0.025%. Полученное значение локальной эффективности фильтра меньше значения, допустимого по стандарту.

Таким образом, в точке с дефектом локальный коэффициент проскока соответствует требованиям стандарта, т. е. дефект незначителен (допустим) для рассматриваемого примера.

Слушателям необходимо, исходя из рассмотренного примера, выполнить самостоятельную внеаудиторную работу по определению целостности высокоэффективного фильтра с исходными данными, выданными преподавателем.

Самостоятельная внеаудиторная работа «Контроль целостности фильтра».

Основная цель самостоятельной работы – введение в проблематику аттестации целостности высокоэффективных фильтров воздуха. Формирование представлений, от каких параметров зависит целостность фильтров, и следовательно, класс чистоты помещения, что в конечном итоге в значительной степени влияет на качество выпускаемой продукции.

Задача.

На основании предложенной методики в процессе самостоятельной внеаудиторной работы слушателям необходимо определить локальную и интегральную эффективности фильтра, сделать вывод, соответствует ли измеренные характеристики конкретного фильтра требованиям к фильтрам, предъявляемым стандартом ГОСТ Р 51251-99. В качестве исходных данных преподавателю необходимо предоставить слушателям информацию для проведения расчетов: класс рассматриваемого фильтра; концентрация частиц на входе фильтра; скорость отбора проб счетчиком частиц; время сканирования фильтра; количество зарегистрированных частиц, прошедших через фильтр; геометрические размеры пробоотборника. В итоге слушатель на основании полученных им результатов должен сделать вывод о соответствии рассматриваемого фильтра требуемому классу чистоты.

Выполнение самостоятельной работы должно быть построено по следующей схеме:

Проверка интегральной эффективности фильтра.

·  На основании данных общего числа частиц N2, обнаруженных после фильтра при сканировании, определяется их концентрация С2 в 1 м3:

,

где N2 – общее число частиц, обнаруженных при сканировании фильтра; F – скорость отбора проб счетчиком частиц, л/мин; Tc – время сканирования, мин; 1000 – коэффициент перевода литров в м3.

·  Определяется интегральный коэффициент проскока Kint:

,

где С1 – концентрация частиц на входе фильтра; С2 – концентрация частиц на выходе фильтра.

·  Полученное значение Kint сравнивается с интегральным коэффициентом проскока для данного класса фильтров по таблице 3.1 и делается заключение об интегральной эффективности испытуемого фильтра.

Проверка локальной эффективности фильтра.

·  Определяется время, в течение которого точка с дефектом находится в зоне пробоотборника:

,

где W – размер короткой стороны прямоугольного пробоотборника, см;
v – скорость сканирования, см/с.

·  Определяется объем воздуха Vw (л), который отбирается счетчиком частиц при нахождении точки с дефектом в зоне пробоотборника:

,

где F – скорость отбора пробы счетчиком, л/мин; tw – время, в течение которого точка с дефектом находится в зоне пробоотборника, сек;
60 – число секунд в минуте.

·  Определяется соответствующее этому объему число частиц до фильтра:

,

где С1 – концентрация частиц на входе фильтра; Vw – объем воздуха (л), который отбирается счетчиком частиц при нахождении точки с дефектом в зоне пробоотборника.

·  Определяется локальный коэффициент проскока фильтра Kloc:

,

где Nw1 и Nw2 – число частиц на входе и выходе фильтра в некотором объеме воздуха Vw.

·  Полученное значение Kloc сравнивается с локальным коэффициентом проскока для данного класса фильтров по таблице 3.1 и делается заключение о локальной эффективности испытуемого фильтра.

Результаты самостоятельной работы необходимо оформить в виде отчета.

Содержание отчета.

Отчет предоставляется в электронном виде в виде файла в формате word. В отчет входит:

·  цель работы;

·  описание объекта исследования и исходные данные для проведения расчетов;

·  расчетная схема;

·  протокол расчета с приведением результатов в табличном и графическом виде;

·  анализ полученных результатов;

·  выводы.

В результате выполнения практикума и самостоятельной работы слушатели формируют общие представления о методах и способах контроля целостности фильтров, приобретают навыки оценки основных параметров высокоэффективных фильтров очистки воздуха.

3. Рекомендации по подготовке к итоговому зачету

Для контроля усвоения данного курса учебным планом предусмотрен дифференцированный зачет, который проводится в форме устного ответа на предложенные вопросы. В ходе зачета слушателю предлагается дать развернутые ответы на два вопроса билета. Ответы за каждый вопрос оцениваются отдельно. Общая оценка за зачет складывается по итогам оценки на оба вопроса.

Подготовка к итоговому зачету требует повторения материала лекций и материалов, предлагаемых для изучения в учебных пособиях и дополнительной литературы. Критерии оценивания приведены в программе курса.

Кроме того, программой курса предусмотрен промежуточный контроль в форме теста.

Целью прохождения промежуточного и итогового контроля является закрепление системных знаний о чистых помещениях.

4. Рекомендации по работе с литературой

При изучении курса особое внимание следует обратить на книги «Чистые помещения» под ред. , 2-е издание, АСИНКОМ Москва, 2003. и «Чистые помещения» под ред. , Мир, 1990. в которых наиболее обстоятельно излагается большинство вопросов, затрагиваемых в курсе.

Конкретные разделы и дополнительная литература указаны в рекомендациях к каждой теме.