Případová studie: Odborná klasifikace čistých prostor (Cleanroom) podle ISO 14644-1:2015

Případová studie: Odborná klasifikace čistých prostor (Cleanroom) podle ISO 14644-1:2015

Projekt: C-3, Kvalifikace operací (OQ 1) [cite: 1]

Sběr dat provedla společnost: KVALIFIKACE VALIDACE

Čisté prostory [ČSN EN ISO 14644-1]

1. Úvod pro inženýry a manažery kvality

Tato případová studie je navržena pro odborníky zodpovědné za systémy HVAC a řízení kvality (QA/QC) ve výrobních podnicích. Cílem je poskytnout detailní náhled do praktické aplikace normy ISO 14644-1:2015 při klasifikaci čistoty vzduchu [cite: 1]. Všechna měření v této studii byla provedena ve stavu obsazenosti „v klidu“ (at-rest), což znamená, že výrobní zařízení je nainstalováno a v provozu, ale není přítomen žádný personál [cite: 1].

2. Metrologické principy a metodika měření

Pro zajištění přesnosti a reprodukovatelnosti výsledků musí být dodržena přísná metrologická pravidla [cite: 3]. Koncentrace vzdušných částic je měřena pomocí přístroje pro diskrétní čítání částic (discrete-particle counting instrument) [cite: 2].

2.1 Výpočet vzorkovacích bodů a umístění sondy

  • Počet bodů: Minimální počet vzorkovacích míst závisí na podlahové ploše každé čisté zóny [cite: 4]. Norma využívá tabulkových hodnot, které zajišťují s 95% spolehlivostí, že alespoň 90 % všech míst v čistém prostoru nepřekročí limity dané třídy [cite: 4, 5].
  • Rozložení: Celá čistá zóna se myšlenkově rozdělí na sektory o stejné ploše a v každém sektoru se vybere reprezentativní místo [cite: 6, 7].
  • Umístění sondy: Vzorkovací sonda musí být umístěna přesně 1 metr nad úrovní podlahy a musí směřovat proti proudu vzduchu [cite: 8, 11].

2.2 Objem vzorku (Sample Volume)

Minimální objem vzorku na jedno místo (Vs) je kritickým metrologickým parametrem, který zajišťuje statistickou validitu měření největších sledovaných částic [cite: 9]. Vypočítá se podle vzorce:

Vs = (20 / C) x 1000

  • Vs = minimální objem jednoho vzorku v litrech [cite: 9].
  • C = limit třídy pro největší sledovanou velikost částic [cite: 9].
  • 20 = definovaný počet částic, které by mohly být spočítány, pokud by koncentrace byla na hranici limitu [cite: 10].

Zároveň platí inženýrské pravidlo, že odebraný objem musí činit minimálně 2 litry a doba vzorkování na každém místě musí být alespoň 1 minuta [cite: 10]. V analyzovaném případě činil odebraný objem 28,3 litrů za minutu [cite: 16].

3. Případová studie: Analýza dat z Haly H-28

C-3 se skládá ze tří hlavních čistých prostor s různými požadavky na klasifikaci [cite: 1]. Níže je uvedeno statistické vyhodnocení naměřených dat pro částice o velikosti >= 0,5 µm, >= 1 µm a >= 5 µm [cite: 16].

3.1 Cleanroom č. 1 – Třída ISO 8.5

  • Plocha: 295 m2 [cite: 15]
  • Počet vzorkovacích míst: Požadováno min. 17, skutečně naměřeno 20 míst [cite: 15].
  • Limit ISO 8.5 pro >= 0,5 µm: 11 100 000 částic / m3 [cite: 14, 17].
Velikost částicLimit ISO 8.5 [#/m3]Naměřené Minimum [#/m3]Naměřené Maximum [#/m3] 
>= 0,5 µm11 100 0003 580 7425 858 374
>= 1,0 µm2 630 00090 565217 527
>= 5,0 µm92 4000318

3.2 Cleanroom č. 2 – Kritická zóna ISO 7

Tato místnost má podstatně přísnější limity (více než 30x přísnější než ISO 8.5 pro >= 0,5 µm), což vyžaduje vysoký počet výměn vzduchu (Air Change Rate) [cite: 15, 22].

Velikost částicLimit ISO 7 [#/m3]Naměřené Minimum [#/m3]Naměřené Maximum [#/m3]Max. využití limitu (%) 
>= 0,5 µm352 000132 862188 269~ 53,5 %
>= 5,0 µm2 9300777~ 26,5 %

3.3 Cleanroom č. 3 – Velkoplošná zóna ISO 8.5

Jedná se o masivní výrobní prostor s rozlohou téměř 4 tisíce metrů čtverečních [cite: 26].

4. Inženýrské závěry a kritéria přijatelnosti

Podle normy ISO 14644-1 se čistá zóna považuje za vyhovující, pokud koncentrace částic naměřená v každém vzorkovacím místě nepřekročí limity koncentrace stanovené pro danou třídu [cite: 13].

  1. Splnění norem: Ve všech třech čistých prostorách, na všech 168 vzorkovacích místech, systém klasifikace označil výsledek jako „Pass“ [cite: 16-34].
  2. HVAC Výkonnost: Nízké koncentrace makro-částic (>= 5 µm) demonstrují vynikající těsnost filtrů.
  3. Metrologická stabilita: Data vykazují stabilní distribuci bez výrazných „hluchých míst“.

Tento dokument (OQ 1) nyní slouží jako metrologický základ pro budoucí re-kvalifikace a validace systému [cite: 1].


Napsat komentář