משמש בדרך כלל בייצור או במחקר מדעי, חדר נקי הוא סביבה מבוקרת שיש לה רמה נמוכה של מזהמים כמו אבק, חיידקים מוטסים, חלקיקי אירוסול ואדים כימיים. ליתר דיוק, בחדר נקי יש רמת זיהום מבוקרת המפורטת על ידי מספר החלקיקים למטר מעוקב בגודל חלקיקים מוגדר. האוויר הסביבה בחוץ בסביבת עיר טיפוסית מכיל 35,000,000 חלקיקים למטר מעוקב, 0.5 מיקרון וקוטר גדול יותר, המתאים לחדר נקי של ISO 9 שנמצא ברמה הנמוכה ביותר של תקני החדר הנקי.
סקירה כללית של חדר נקי
חדרים נקיים משמשים כמעט בכל ענף בו חלקיקים קטנים יכולים להשפיע לרעה על תהליך הייצור. הם משתנים בגודלם ובמורכבות, ומשמשים בהרחבה בתעשיות כמו ייצור מוליכים למחצה, תרופות, ביוטכנולוגיה, מכשירים רפואיים ומדעי החיים, כמו גם ייצור תהליכים קריטיים הנפוצים בתחום האווירה, האופטיקה, הצבאית ומחלקת האנרגיה.
חדר נקי הוא כל מרחב שניתן בו מתבצעות בהוראות להפחתת זיהום חלקיקי ושליטה בפרמטרים סביבתיים אחרים כמו טמפרטורה, לחות ולחץ. מרכיב המפתח הוא מסנן האוויר החלקיקי היעילות הגבוהה (HEPA) המשמש ללכוד חלקיקים שהם 0.3 מיקרון וגדול יותר. כל האוויר המועבר לחדר נקי עובר דרך מסנני HEPA, ובמקרים מסוימים בהם יש צורך בביצועי ניקיון מחמירים, משתמשים במסנני אוויר חלקיקי נמוך במיוחד (ULPA).
אנשי צוות שנבחרו לעבוד בחדרים נקיים עוברים הכשרה נרחבת בתיאוריה של בקרת זיהום. הם נכנסים ויוצאים מהחדר הנקי דרך מנעולי אוויר, מקלחות אוויר ו /או חדרי שמלות, ועליהם ללבוש בגדים מיוחדים שנועדו ללכוד מזהמים שנוצרים באופן טבעי על ידי עור והגוף.
תלוי בסיווג או בתפקוד החדר, שמלת כוח אדם עשויה להיות מוגבלת כמו מעילי מעבדה וניוונים שיערות, או נרחבים כמו עטופים במלואם בחליפות ארנב מרובות שכבות עם מכשירי נשימה עצמיים.
בגדי חדר נקיים משמשים למניעת שחרור חומרים מגופו של הלובש ולזיהום הסביבה. אסור לבגדי החדר הנקי עצמו לשחרר חלקיקים או סיבים כדי למנוע זיהום של הסביבה על ידי כוח אדם. סוג זה של זיהום כוח אדם יכול להשפיל את ביצועי המוצר בענפי המוליכים למחצה ובתרופות וזה יכול לגרום לזיהום בין צוות רפואי לחולים בתעשיית הבריאות למשל.
בגדי חדר נקיים כוללים מגפיים, נעליים, סינרים, כיסויי זקן, כובעי בופנט, סרטי כיסוי, מסכות פנים, שמלות/מעילי מעבדה, שמלות, מיטות כפפות ואצבעות, נרוטות שיער, מכסה המנוע, שרוולים וכיסויי נעליים. סוג בגדי החדר הנקיים המשמשים אמור לשקף את החדר הנקי ואת מפרטי המוצר. חדרים נקיים ברמה נמוכה עשויים לדרוש רק נעליים מיוחדות בעלות סוליות חלקות לחלוטין שאינן עוקבות באבק או לכלוך. עם זאת, אסור לתחתית נעליים ליצור סכנות החלקה מכיוון שהבטיחות תמיד מקבלת עדיפות. בדרך כלל נדרשת חליפת חדר נקי לצורך כניסה לחדר נקי. מחלקה 10,000 חדרים נקיים עשויים להשתמש בסמוקים פשוטים, כיסויי ראש ומגידים. עבור חדרים נקיים בכיתה 10, יש צורך בהליכי לבישת שמלות זהירות עם כיסוי רוכסן הכל, מגפיים, כפפות ומתחם הנשמה מלא.
עקרונות זרימת אוויר בחדר נקי
חדרים נקיים שומרים על אוויר נטול חלקיקים באמצעות מסנני HEPA או ULPA המפעילים עקרונות זרימת אוויר למינריים או סוערים. מערכות זרימת אוויר למינאר, או חד כיווניות, ישירות אוויר מסונן כלפי מטה בזרם קבוע. מערכות זרימת אוויר למינריות משמשות בדרך כלל על פני 100% מהתקרה כדי לשמור על זרימה חד כיוונית קבועה. קריטריוני זרימה למינריים מצוינים בדרך כלל בתחנות עבודה ניידות (מכסה המנוע LF), והוא מחויב בחדרים נקיים מסווגים ISO-1 באמצעות ISO-4.
תכנון חדר נקי תקין מקיף את כל מערכת חלוקת האוויר, כולל הוראות לתשואות אוויר נאותות במורד הזרם. בחדרי זרימה אנכיים פירוש הדבר כי השימוש באוויר קיר נמוך חוזר סביב היקף האזור. ביישומי זרימה אופקיים זה דורש שימוש בתשואות אוויר בגבול הזרם במורד הזרם של התהליך. השימוש בתשואות אוויר המותקנות בתקרה הוא סותר לעיצוב מערכות חדר נקי.
סיווגי חדר נקי
חדרים נקיים מסווגים על ידי כמה נקי האוויר. בסטנדרט הפדרלי 209 (A עד D) של ארה"ב, מספר החלקיקים השווים לגובה 0.5 מיקרומטר נמדד ברגל מעוקבת אחת של אוויר, וספירה זו משמשת לסיווג החדר הנקי. המינוח המטרי הזה מתקבל גם בגירסת 209E האחרונה של התקן. תקן פדרלי 209E משמש באופן מקומי. התקן החדש יותר הוא TC 209 מארגון התקנים הבינלאומי. שני התקנים מסווגים חדר נקי במספר החלקיקים שנמצאים באוויר המעבדה. תקני סיווג החדר הנקי FS 209E ו- ISO 14644-1 דורשים מדידות וחישובים ספציפיים לספירת חלקיקים כדי לסווג את רמת הניקיון של חדר נקי או שטח נקי. בבריטניה, British Standard 5295 משמש לסיווג חדרים נקיים. תקן זה עומד להחליף על ידי BS EN ISO 14644-1.
חדרים נקיים מסווגים לפי מספר וגודל החלקיקים המותרים לכל נפח אוויר. מספרים גדולים כמו "Class 100" או "Class 1000" מתייחסים ל- Fed_std-209E, ומציין את מספר החלקיקים בגודל 0.5 מיקרומטר ומעלה מותר לכל רגל מעוקב של אוויר. התקן מאפשר גם אינטרפולציה, ולכן ניתן לתאר למשל "Class 2000."
מספרים קטנים מתייחסים לתקני ISO 14644-1, המפרטים את הלוגריתם העשרוני של מספר החלקיקים 0.1 מיקרומטר ומעלה מותר למטר אוויר. כך, למשל, חדר נקי של ISO Class 5 כולל לכל היותר 105 = 100,000 חלקיקים למ"ר.
גם FS 209E וגם ISO 14644-1 מניחים קשרי יומן יומן בין גודל החלקיקים לריכוז החלקיקים. מסיבה זו, אין דבר כזה ריכוז חלקיקים אפס. אוויר רגיל בחדר הוא בערך 1,000,000 או ISO 9.
ISO 14644-1 תקני חדר נקי
| מַחלָקָה | חלקיקים מקסימליים/M3 | Fed Std 209eeQuivalent | |||||
| > = 0.1 מיקרומטר | > = 0.2 מיקרומטר | > = 0.3 מיקרומטר | > = 0.5 מיקרומטר | > = 1 מיקרומטר | > = 5 מיקרומטר | ||
| ISO 1 | 10 | 2 | |||||
| ISO 2 | 100 | 24 | 10 | 4 | |||
| ISO 3 | 1,000 | 237 | 102 | 35 | 8 | כיתה 1 | |
| ISO 4 | 10,000 | 2,370 | 1,020 | 352 | 83 | כיתה 10 | |
| ISO 5 | 100,000 | 23,700 | 10,200 | 3,520 | 832 | 29 | כיתה 100 |
| ISO 6 | 1,000,000 | 237,000 | 102,000 | 35,200 | 8,320 | 293 | מחלקה 1,000 |
| ISO 7 | 352,000 | 83,200 | 2,930 | כיתה 10,000 | |||
| ISO 8 | 3,520,000 | 832,000 | 29,300 | מחלקה 100,000 | |||
| ISO 9 | 35,200,000 | 8,320,000 | 293,000 | אוויר בחדר | |||
זמן הודעה: MAR-29-2023