8(495) 228-68-63
показать все категории

Термины и стандарты – чистые производственные помещения и их оснащение

Во многих отраслях промышленности и сферах деятельности человека предъявляются специальные требования к чистоте воздуха в помещениях. Эти требования выполняются за счёт применения чистых помещений, в которых контролируются такие параметры технологической среды, как чистота воздуха, температура, влажность.

Концентрация аэрозольных частиц в чистых помещениях не должна превышать установленных пределов. Значения этих пределов обусловлены особенностями технологических процессов, протекающих в таких помещениях, и требования ми к выпускаемой в чистых помещениях продукции.

Чистые помещения получили широкое распространение в электронной, космической, фармацевтической, пищевой промышленности, при производстве медицинских изделий, в больницах и многих других отраслях.

С наступлением эры нанотехнологий необходимость в чистых производственных помещениях высоких классов чистоты встала особенно остро. В промышленности используются всё более сложные и дорогостоящие материалы и технологии. В этих условиях цена ошибки из-за несоответствия производственной среды и оснащения рабочих мест при производстве инновационной продукции очень высока.

Общепризнанным в мире документом, устанавливающим требования к проектированию и строительству, материалам, оснащению, методам испытаний и аттестации чистых помещений, а также делящим чистые помещения на классы чистоты является серия стандартов ISO 14644, которая имеет общее наименование «Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды», разработанная Международной организацией по стандартизации (ISO). Данная серия стандартов включает в себя девять документов (таблица 1).

Таблица 1
Номер документаКраткое наименование
ISO 14644-1 Классификация чистоты воздуха
ISO 14644-2 Требования к контролю и мониторингу для подтверждения постоянного соответствия ISO 14644-1 
ISO 14644-3 Методы испытаний 
ISO 14644-4 Проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию 
ISO 14644-5 Эксплуатация
ISO 14644-6 Термины и определения 
ISO 14644-7 Изолирующие устройства (боксы перчаточные, укрытия с чистым воздухом и т.д.)
ISO 14644-8 Классификация молекулярных загрязнений в воздухе 
ISO 14644-9 Классификация чистоты поверхности по концентрации частиц

В России утвержден к использованию набор стандартов ГОСТ Р ИСО 14644, который, по сути, является переводом международного стандарта ISO 14644: «Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды». Российский стандарт подготовлен Техническим комитетом по стандартизации ТК 184 «Обеспечение промышленной чистоты» и Общероссийской общественной организацией «Ассоциация инженеров по контролю микрозагрязнений» (АСИНКОМ).

В зависимости от класса чистоты производственного помещения и проводимого в нем технологического процесса предъявляются различные требования к оснащению таких помещений промышленной мебелью, системами хранения и т.д., одним из важнейших элементов обеспечения чистоты является материал, из которого изготавливается данная продукция.

Общие требования к материалам, используемым в чистых помещениях, описаны в ГОСТ Р ИСО 14644-4-2002 части 4 – «Проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию», приложение Е:
Е.1 Выбор материалов
Е.1.1 Общие положения

Материалы, используемые при строительстве чистых помещений, следует выбирать с учетом:
a. классов чистоты;
b. износостойкости и сопротивления ударным нагрузкам;
c. методов уборки, дезинфекции и их периодичности;
d. воздействия химических и микробиологических факторов и коррозии.

Материалы, которые могут повреждаться или выделять частицы, допускается использовать только при использовании надлежащих покрытий и защиты.

Открытые поверхности оборудования, мебели и материалов внутри чистой зоны должны соответствовать тем же требованиям, что и составные части чистого помещения.

Кроме того, данный стандарт предъявляет требования к материалам, используемым в чистых помещениях с точки зрения защиты от электростатического заряда:
Е.1.3 Контроль электростатического заряда и разряда

Аккумулирование электростатических зарядов и последующие разряды могут привести к опасному риску (например, к взрыву в присутствии порошков и газов), повреждению оборудования (например, электронных или оптических элементов) или повышенному осаждению частиц на поверхностях, приводящих к физическому, химическому и микробиологическому загрязнению. Поэтому используемые материалы не должны ни генерировать, ни удерживать существующий электростатический заряд. Этот важный фактор должен быть оценен и задан заказчиком для каждого конкретного случая.

Если говорить о конкретных материалах, используемых в производстве мебели для чистых помещений то, прежде всего, это нержавеющая сталь. Нержавеющая сталь является очень прочным материалом, стойким как к механическому воздействию, так и к агрессивным химическим составам. Она легко поддается очистке, не выделяет никаких загрязняющих частиц, является токопроводящим материалом, имеет малую шероховатость, кроме того нержавеющей стали можно придать дополнительные свойства, например, сделать её не магнитной – идеальный материал для использования в чистых помещениях.

Стандарт ГОСТ Р ИСО 14644-4-2002 часть 4 так определяет выбор материалов для чистых помещений:

Е.4 Примеры материалов для ограждающих конструкций Типовыми материалами для поверхностей являются:
a. для стен и потолков:
- листы из нержавеющей стали,
- анодированный алюминий,
- другие материалы с полимерными покрытиями (листовыми, рулонными или лакокрасочными),
- устанавливаемые или наносимые на соответствующие основания или конструкцию;
b. для полов:
- полимерные наливные или рулонные (листовые) материалы,
- плиточные материалы с герметизацией швов.

При выборе материалов следует учитывать химические, тепловые и механические воздействия при эксплуатации (в процессе производства, ввода в эксплуатацию, очистки, деконтаминации), а также характеристики проводимости и газовыделения. Наряду с этим заказчик и исполнитель должны учитывать гибкость, функциональность, эстетичность и ремонтопригодность материалов.

Конструкция мебели и материалы, из которых она изготовлена, для чистых помещений выбираются в соответствии с классом чистоты помещения и проводимом в нем технологическим процессом. Класс чистоты помещения в соответствии с принятой в нашей стране серией стандартов ГОСТ Р ИСО 14644 определяется по количеству загрязняющих частиц различного размера в одном кубометре воздуха. Всего стандарт определяет 9 классов чистоты, для наглядности классы чистоты сведены в таблицу 2:

Таблица 2

Класс
чистоты

Предельные значения максимальной концентрации
(число частиц в м3 воздуха) для частиц различных представленных ниже размеров

N≥ 0,1 мкм≥0,2 мкм≥ 0,3 мкм≥ 0,5 мкм≥ 1 мкм≥ 5 мкм
ISO 1 10 2        
ISO 2  100  24 10 3    
ISO 3  1 000 237 102  35 8  
ISO 4  10 000 2 370 1 020  352 83  
ISO 5  100 000  23 700 10 200 3 520 832 29
ISO 6  1 000 000  237 000 100 200  35 200  8 320  293
ISO 7        352 000  83 200 2 930 
ISO 8        3 520 000  832 000  29 300 
ISO 9        35 200 000  8 320 000  290 300 

В таблице 2 сведены основные процессы, проводимые в чистых помещениях различных классов чистоты:

Таблица 3
ISO 14644Продукция и работы
ISO 1  
ISO 2 Фотолитография и другие критические зоны.
ISO 3  Производство интегральных микросхем с субмикронной геометрией.
ISO 4  Производство интегральных микросхем с расстоянием между проводниками менее 2 мкм.
ISO 5 

Асептическое производство инъекционных препаратов, требующее отсутствия микроорганизмов и частиц. Хирургические операции по имплантации и трансплантации органов. Изоляция пациентов с иммунным дефицитом, в том числе после пересадки костного мозга.

ISO 6  Производство оптических элементов высокого класса. Сборка миниатюрных подшипников
ISO 7 

Сборка прецизионного гидравлического и пневматического оборудования, клапанов с сервоприводами, высокоточных часовых механизмов, трансмиссий высокого качества.

ISO 8  Оптическое производство, сборка электронных компонентов, сборка гидравлических и пневматических устройств.
ISO 9  Вспомогательные помещения, склады прецизионного оборудования, помещения для переодевания.

Таким образом, мебель, удовлетворяющая требованиям современных российских стандартов по электростатике, также подходит для помещений 8 и 9 классов чистоты. В помещениях более высоких классов чистоты чаще применяются стальные конструкции, в ряде случаев с использованием специальных марок нержавеющей стали и с перфорацией поверхностей.