Испытания оборудования для чистых помещений. Нормативы и методы. Делимся опытом.

23 April

«Чистые помещения» тема для нас новая - обнаружили интересный сегмент растущего рынка (устройства связи и интерфейса человек-машина, электротехническое оборудование) и решили им заняться. Серийно выпускаем В перспективе – телефоны, громкоговорители, считыватели карт, беспроводные блоки питания ...

С электроникой/электротехникой никаких вопросов не возникает, с специфическими требованиями clean room тоже постепенно разобрались.
А вот каким образом и в соответствии с какими нормативами проводить испытания и подтверждать соответствие выпускаемого оборудования требованиям «чистых помещений», полного понимания еще нет. Но работать в этом направлении мы начали, и определенный опыт и знания приобрели.

Нормативная база. ISO 14644-14:2016.

Из всей серии стандартов ISO 14644 требованиям непосредственно к оборудованию посвящен только ISO 14644-14:2016 Cleanrooms and associated controlled environments — Part 14: Assessment of suitability for use of equipment by airborne particle concentration.

Этот стандарт связывает классификацию чистоты воздуха, основанную на концентрации частиц с пригодностью оборудования для применения в чистых помещениях и средах. В стандарте установлена методика для оценки соответствия оборудования (технологических установок, измерительных приборов, компонентов, инструмента) требованиям классификации чистым помещениям по концентрации частиц, установленным ISO 14644-1:2015 (ГОСТ Р ИСО 14644-1-2017. Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 1. Классификация чистоты воздуха по концентрации частиц).

Проще говоря, ISO 14644-14:2016 определяет требования по уровню генерации микрочастиц к конкретному оборудованию для применения в помещениях с определенным классом чистоты по ISO 14644-1:2015.

Имеется переведенный на русский, но до сих пор не принятый проект стандарта ГОСТ Р ИСО 14644-14 «Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 14. Оценка пригодности оборудования к использованию по концентрации аэрозольных частиц». Так как стандарт не утвержден, то нет аттестованных лабораторий и получение соответствия сертификата ГОСТ-Р невозможно.

Испытания по стойкости к воздействию средств очистки и дезинфекции

Заказчики не задают нам вопросы, сколько и каких частиц генерируют поверхности нашего оборудования, контактирующие с контролируемой средой, но часто спрашивают, можно ли применять конкретные средства для дезинфекции и обработки. Данные о химической и механической стойкости, указанные нами в техническом описании, основанные на информации от производителя материала, не всех устраивают.

Нужны были данные о воздействии не просто щелочей, кислот, спиртов, а именно моющих и дезинфицирующих средств. Так как подходящей методики испытаний не нашли, разработали свою. Идея состояла в том, что производится многократная обработка поверхности с использова-нием различных средств, и после каждой серии производится контроль для обнаружения изменений или их отсутствия. Для визуального контроля используется микроскоп с 300-кратным увеличением.

Видеоотчет об испытаниях можно посмотреть в этом блоге или на Yotube-канале COMMENG: как это сделано Доступен для скачивания протокол испытаний

На рынке представлено много марок и производителей, наш выбор основывался не на конкретных средствах, а на их основных действующих веществах (изоприловый спирт, активный хлор, перекись водорода, амфотерное ПАВ, щелочь, ортофосфорная кислота). Формальдегид решили не использовать, из-за его ядовитости. Все очищающие и дезинфицирующие средства были предоставлены компанией МикроТех

Испытания на техническую чистоту (пригодности для использования в чистых помещениях по концентрации аэрозольных частиц). Какие методы применяются для оценки загрязнений.

Кроме того, что поверхность оборудования должна легко очищаться, она не должна сама генерировать загрязнения. Есть два основных метода испытаний, которые позволяют определить, в какой степени оборудование или детали или строительные конструкции могут создавать загрязнения.
1) Образец помещаем в ламинарный поток очищенного воздуха, который сдувает с него микрочастицы. Специальный прибор (счетчик частиц) определяет их количество в воздухе и распределение по размерам.
2) Образец обмывается специальной жидкостью, которая после этого проходит через несколько мембранных фильтров, разделяясь таким образом на фракции по размерам частиц. Подробное предложение от лаборатории из Германии мы получили, испытательное оборудование посмотрели, образцы к испытаниям подготовили, но, по понятным причинам, их на некоторое время отложили. Полезной информации получили очень много, и хотели бы ей поделиться.

Методика испытаний технической чистоты

Деталь или готовое изделие помещается в изолированный объем, в котором поддерживается избыточное давление для предотвращения загрязнения. Поверхность изделия омывается снаружи и/или промывается внутри (например, у трубки) специальной жидкостью с высокой степенью очистки. Для того, чтобы стимулировать выделение частиц на испытуемый образец воздействуют ультразвуком. Жидкость затем поступает в каскад мембран, на которых происходит осаждение и сортировка частиц по размерам. Для подсчета количества частиц используется микроскопия. Возможен дополнительный анализ частиц, например, по их составу (металл, пластик).

Функциональная схема проведения испытаний технической чистоты
Функциональная схема проведения испытаний технической чистоты

В качестве образцов для испытаний будем использовать две защитных пленки, закрепленных в оснастке из нержавеющей стали, как показано на первом рисунке. Причем одна из пленок прошла испытания на стойкость к очищающим и дезинфицирующим средствам. Таким образом, сравнив результаты испытаний двух образцов, можем определить, изменились ли свойства пленки после многократной обработки средствами с различными действующими веществами.

Предполагаем провести испытания еще одного параметра нашего оборудования на соответствие требованиям чистых помещений. Это будет следующим этапом. Когда подойдем к нему и лучше разберемся, информацией обязательно поделимся.