Kādi ir apsvērumi par sildīšanas plākšņu izmantošanu tīras telpas vidē?

Pat nelielas daļiņas vai gāzēti tvaiki var iznīcināt produktu pusvadītāju, farmācijas vai kosmosa tīrajās telpās. Šādās situācijās izmantotajām sildīšanas plāksnēm jābūt izgatavotām no materiāliem un apdari, kas samazina piesārņojuma risku un nodrošina precīzu siltuma veiktspēju. Parastās rūpnieciskās sildīšanas plāksnes var atslāņot daļiņas, izdalīt gaistošas ​​ķīmiskas vielas vai piesārņotājus virsmas nelīdzenumos, un tas viss nav piemērots regulētās situācijās. Katra dizaina izvēle saderīgām tīrām telpām-apsildāmām plāksnēm ir apzināta.

Tīras telpas apsildes plāksnes Galvenie piesārņojuma draudi
Sildīšanas plāksnes attiecas uz trim galvenajiem piesārņojuma mehānismiem:

Daļiņu veidošanās: Irdenas daļiņas no metāla virsmām, pārklājumiem vai kustīgām daļām izplatās gaisā un nosēžas uz jutīgiem izstrādājumiem.

Izplūstošās - Organiskās gaistošās vielas (GOS) vai citi tvaiki, kas rodas no materiāliem paaugstinātā temperatūrā, kondensējas uz virsmām vai maina procesa ķīmiju.

Virsmas piesārņojuma uztveršana. Rupjas vai porainas virsmas uzkrāj daļiņas, un tās ir grūti notīrīt, izraisot krustenisku-piesārņojumu visās partijās.

Materiālu izvēle, virsmas apdare un komponentu blīvēšana ir jāpielāgo katram no šiem draudiem.

Auswahl von Materialien für Reinraum{0}}Heizplatten
Materiālu izvēli nosaka nepieciešamība pēc zemas daļiņu izdalīšanās, izturības pret koroziju un zemu izplūdi. Parasti norādītie materiāli ir šādi.

Nerūsējošais tērauds (vēlams 316L)
Starp tīrās telpas apsildes plāksnēm visizplatītākais materiāls ir nerūsējošais tērauds un jo īpaši 316L (zems oglekļa saturs). Tas ir ļoti izturīgs pret koroziju, ar augstu mehānisko izturību un salīdzinoši nelielu daļiņu veidošanos. Bet nerūsējošais tērauds neveido mīkstu oksīda pārklājumu, kas nolobās kā alumīnijs. Austenīta markas (304, 316) nav-magnētiskas rūdītā veidā lietojumiem, kam nepieciešama magnētiskā neitralitāte.

Daļiņu saķeri var vēl vairāk samazināt, pasivējot vai elektropulējot nerūsējošā tērauda virsmu. Pasivācija novērš brīvo dzelzi no virsmas, un elektropulēšana nodrošina mikroatstarojošu, gludu apdari, kas ir izturīga pret piesārņojumu. Tīras telpas lietojumiem parasti ir nepieciešams nerūsējošais tērauds 316L ar elektropulētu apdari (Ra mazāks vai vienāds ar 0,5 µm).

Alumīnijs (ierobežots lietojums)
Augstās siltumvadītspējas dēļ alumīnija sildīšanas plāksnes reizēm tiek izmantotas zemākas -pakāpes tīrās telpās (ISO 7. vai 8. klase). Tomēr alumīnijam ir daži ierobežojumi. Tas ir mīkstāks par nerūsējošo tēraudu, vairāk pakļauts daļiņu izkliedēšanai, un anodēti pārklājumi var saplīst vai pārslās. Ja izmantojat alumīniju, var būt piemērots ciets anodēts pārklājums (III tips) ar piemērotu blīvējumu, taču elektropulēts nerūsējošais tērauds joprojām ir labāka izvēle kritiskos apstākļos.

PTFE un citu fluorpolimēru polimerizācija
PTFE parasti ir saderīgs ar tīrām telpām, ja tas ir atbilstoši apstrādāts. Tas ir ķīmiski inerts, neizdalās ievērojami temperatūrā, kas zemāka par 260 grādiem, un tam ir zems berzes koeficients, kas samazina daļiņu veidošanos no saskares. Taču jāpievērš uzmanība PTFE pārklājumiem uz metāla virsmām. Slikti savienots PTFE pārklājums var atslāņoties vai pārslās, radot daļiņas. Nepieciešami augstas kvalitātes PTFE pārklājumi ar smidzinātāju ar raupjušu pamatni vai gruntēšanas slāni. Alternatīvi, cietas PTFE plāksnes (bez atbalsta) var izmantot zemas temperatūras tīras telpas apkurei, tomēr siltumvadītspēja ir slikta.

Virsmas apdares prasības
Tīras telpas sildīšanas plāksnes virsmas apdare tieši ietekmē daļiņu aizturi un tīrāmību. Gludai virsmai ir mazāk plaisu, kur var nogulsnēties daļiņas, un to ir vieglāk noslaucīt ar šķīdinātājiem vai tīras telpas salvetēm.

Elektropolēta apdare - Tīras telpas apsildes plākšņu zelta standarts. Elektropulēšana noņem plānu metāla kārtu, izlīdzinot sīkas virsotnes un ielejas. Elektropulēta nerūsējošā tērauda plāksne sasniedz virsmas raupjumu (Ra) līdz 0,1–0,4 µm. Procedūra veido arī ar hromu bagātu oksīda slāni, kas ir izturīgs pret koroziju un daļiņu saķeri.

Pasivēta apdare - Ķīmiskā apstrāde, kas novērš brīvo dzelzi un atjauno pasīvo oksīda slāni. Pasivācija ievērojami nesamazina virsmas raupjumu, bet samazina daļiņu elektrostatiskās vai ķīmiskās pielipšanas iespējamību.

Mehāniskā pulēšana - Pieņemama mazāk prasīgām tīrām telpām. Mehāniskā pulēšana (piem., #4 apdare) sasniedz Ra 0,5–1,0 µm, bet var atstāt tiešus skrāpējumus, kas aiztur daļiņas. Priekšroka tiek dota elektropolēšanai, nevis tikai mehāniskai pulēšanai.

Rupjas, velmētas vai smilšu liešanas virsmas nav piemērotas tīras telpas sildīšanas plāksnēm.

Izplūdes kontrole paaugstinātā temperatūrā
Sildīšanas plāksnes darbojas paaugstinātā temperatūrā, kas veicina gaistošo ķīmisko vielu izdalīšanos. Visiem materiāliem, kas tiek izmantoti plākšņu komplektā, -tostarp līmēm, smērvielām, stiepļu izolāciju, termiskās saskarnes materiāliem un blīvējuma blīvēm- ir jābūt ar zemu gāzu izvadīšanu.

NASA ASTM E595 standarts ir plaši atzīts par saderību ar tīrām telpām. Šis tests novērtē kopējo masas zudumu (TML) un savākto gaistošu kondensējamo materiālu (CVCM) no vielas, kas pakļauta vakuumam un karstumam. Tīras telpas sildīšanas plāksnēm parasti ir piemēroti materiāli, kuru TML < 1,0% un CVCM < 0,1%.

Konkrētas sastāvdaļas, kurām nepieciešama zemas izplūdes gāzu emisijas sertifikācija, ir:

Vadu izolācija - PTFE vai poliimīda (Kapton) izolācijas vadi ir ieteicami virs PVC vai parastā polietilēna.

Termiskās saskarnes materiāli - Uz grafīta bāzes izgatavoti spilventiņi vai ar keramiku{1}}pildītas silikona loksnes ar zemu izplūdes pakāpi.

Līmes - Sensoru piestiprināšanai tiek izmantotas epoksīdas, kas izstrādātas augsta vakuuma apkalpošanai (piemēram, EpoTek H77).

Smērvielas - Ja ir kādas kustīgas daļas (piemēram, izlīdzināšanas skrūves), ir norādītas perfluorpoliētera (PFPE) smērvielas, piemēram, Fomblin vai Krytox.

Ir ļoti svarīgi izvairīties no tipiskām rūpnieciskām lentēm, termiski saraušanās caurulēm ar lipīgām starplikām un smērvielām uz ogļūdeņraža bāzes.

Blīvējuma un korpusa dizains
Elektriskie savienojumi, temperatūras sensori un sildītāja spailes ir jāaizsargā, lai novērstu daļiņu veidošanos no iekšējām sastāvdaļām. Tīras telpas sildīšanas plāksnē parasti ir noslēgta sadales kārba vai spaiļu korpuss ar šādām funkcijām:

IP65 vai augstāka aizsardzība pret iekļūšanu - Putekļu necaurlaidīgs un aizsargāts pret ūdens strūklām. IP65 nodrošina, ka daļiņas, kas veidojas korpusa iekšpusē (piemēram, no releju kontaktiem vai vadu nobrāzuma), neizplūst tīrajā telpā.

Gludas ārējās virsmas - Korpusam jābūt noapaļotiem stūriem un pulētai apdarei, lai novērstu daļiņu iesprošanos.

Hermētiski caurumi - Ja vadi plūst cauri korpusa sienai, kompresijas vai ar stiklu noslēgti caurumi novērš noplūdi.

Pozitīva spiediena attīrīšana (pēc izvēles) - Būtiskākos lietojumos korpusu var iztīrīt ar tīru, sausu gaisu vai slāpekli, lai garantētu, ka iekšā esošās daļiņas tiek izvadītas caur filtru, nevis tīrajā telpā.

Tīras telpas apkures plākšņu dizaina kontrolsaraksts
Šis kontrolsaraksts aptver galvenās problēmas, kas saistītas ar tīras telpas apkures plākšņu dizainu.

Kategorijas prasība Tipisks risinājums
Plākšņu materiāls Nerūsējošais tērauds 316L, izturīgs pret koroziju
Virsmas apdare Gluda, viegli tīrāma, izturīgs pret lipīgumu, Elektropolēts (Ra mazāks vai vienāds ar 0,4 µm) vai pasivēts
Izplūdes TML < 1,0%, CVCM < 0,1% uz ASTM E595 PTFE stieples izolāciju; līmvielas ar zemu gāzu emisiju; PFPE smērvielas
Pārklājumi (ja tiek izmantoti) Nepārslāšanās, atslāņošanās vai daļiņu izdalīšanās Augstas kvalitātes PTFE ar grunti; vai tukša nerūsējošā tērauda
Elektriskais korpuss Putekļu necaurlaidīgs; nav daļiņu emisijas ar IP65 vai IP67 novērtējumu; gludas ārējās virsmas; hermētiskas caurlaides
Stiprinājumi Nav vaļēju daļiņu no vītnēm Stiprinājuma skrūves; vai neizplūstoša bloķēšanas aparatūra
Tīrāmība Savietojams ar tīras telpas salvetēm un šķīdinātājiem. Nav asu stūru, plaisu vai porainu virsmu
Ražošana un montāža tīros apstākļos
Tīras telpas sildīšanas plāksnes montāža ir jāpabeidz tīrā vidē. Tīrīšana un iepakošana pēc montāžas ir ļoti svarīga. Pēc galīgās montāžas plāksne parasti ir:

Ultraskaņas tīrīšana dejonizētā ūdenī vai piemērotā šķīdumā

Noskalo ar izopropilspirtu

Žāvēts laminārās plūsmas krāsnī

Dubults maisiņos tīras telpas polietilēna vai antistatiskos maisos

Veicot jebkādas darbības uzstādīšanas laikā, jāizmanto ar tīru telpu saderīgi cimdi, lai izvairītos no eļļas vai daļiņu izplatīšanās uz plāksnes virsmas.

Bieži sastopamās nepilnības, no kurām jāizvairās
Alumīnija plākšņu ar anodētiem pārklājumiem izmantošana - Anodētie slāņi var saplīst karstuma ciklā, izdalot abrazīvas daļiņas.

Tipisku silikona RTV hermētiķu uzklāšana - Daudzi silikona hermētiķi, kas izplūst ar zemas molekulmasas siloksāniem, var piesārņot optiskās vai elektroniskās virsmas.

Nenoblīvētu spaiļu kārbu uzstādīšana - Tipisks NEMA 1 korpuss nodrošina daļiņu izvadīšanu, un tas jāaizstāj ar kārbu ar IP65 novērtējumu.

Stiprinājuma elementu tīrības neievērošana - Standarta cinkotās skrūves izkliedē daļiņas; ir nepieciešamas nerūsējošā tērauda skrūves ar pasivētām virsmām.

Secinājums
Tīras telpas sildīšanas plāksnēm īpaša uzmanība jāpievērš materiāliem, pārklājumiem, gāzu izvadīšanas īpašībām un blīvējumam, lai saglabātu vides tīrību. Nerūsējošais tērauds 316L ar elektropulētu vai pasivētu virsmu ir izvēlēts materiāls tā minimālajai daļiņu izkliedēšanai un izturībai pret koroziju. PTFE var izmantot kā pārklājumu vai cietu plāksni tikai tad, ja tas tiek uzklāts bez atslāņošanās riska. Visiem elektriskajiem korpusiem jābūt noslēgtiem ar IP65 vai augstāku pakāpi, un visiem nemetāliskajiem komponentiem (vadu izolācijai, līmēm, smērvielām) jāatbilst zemas izplūdes gāzes standartiem, piemēram, NASA ASTM E595. Piesārņojuma kontrole attiecas uz katru procesa sastāvdaļu-no plāksnes materiāla līdz smērvielai uz skrūves vītnes. Pareizi uzbūvēta tīras telpas apsildes plāksne nodrošina precīzu termisko kontroli, neapdraudot vidi bez daļiņām, kas nepieciešama pusvadītāju, farmācijas un kosmosa ražošanai.