استنادًا إلى البناء الفعلي لمنشأة تنتج الماء عالى النقاء بمقاومة تتجاوز 18.2 مليون أوم · سم، تقدم هذه المقالة العمليات الأساسية لإنتاج الماء عالى النقاء. ويركز بشكل خاص على مواد الأنابيب المستخدمة في مراحل مختلفة من معالجة المياه ويقدم وصفًا تفصيليًا لتركيب أنابيب المياه فائقة النقاء بناءً على الخبرة العملية.
I. نظرة عامة على نظام المياه عالى النقاء
مع تطور صناعة الإلكترونيات، أصبحت متطلبات جودة المياه أثناء تصنيع الرقائق ومعالجتها أكثر صرامة. لضمان إنتاج دوائر متكاملة فائقة-كبيرة الحجم-، يعد الماء-عالي النقاء-جنبًا إلى جنب مع-المواد الخام والغازات والمواد الكيميائية عالية النقاء-عاملًا حاسمًا. تعمل أنظمة المياه فائقة النقاء على تحويل المياه البلدية القياسية إلى مياه فائقة النقاء تلبي المعايير الصارمة فيما يتعلق بمحتوى الأيونات وحجم الجسيمات.
بشكل عام، يتكون نظام الماء عالي النقاء من ثلاثة أقسام رئيسية:
منطقة إنتاج الماء عالي النقاء (قسم CUB)،
منطقة تلميع وتدوير المياه فائقة النقاء (قسم FAB)،
شبكة أنابيب توزيع المياه فائقة النقاء (مناطق استخدام مختلفة داخل بنك أبوظبي الأول).
تعد منطقة إنتاج الماء عالي النقاء هي الأكثر تعقيدًا ويمكن تقسيمها إلى ثلاثة أجزاء:
المعالجة المسبقة-،
تنقية الأولية،
معالجة المياه عالى النقاء.
يشتمل قسم المعالجة المسبقة-في المقام الأول على ترشيح الرمال وأبراج الكربون المنشط (تضيف بعض الشركات المصنعة أيضًا خزانات التفاعل وخزانات تعويم الهواء المذاب قبل ترشيح الرمل)؛
يشتمل قسم التنقية الأولية في المقام الأول على أبراج تبادل الأنيونات/الأيونات الموجبة، وأبراج إزالة الغازات (DG)، ومرشحات الأمان، وأجهزة التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية، ووحدات التناضح العكسي متعددة المراحل؛
يشتمل قسم الماء عالي النقاء في المقام الأول على MDG (وحدات إزالة الأكسجين الغشائي)، وأجهزة التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية -TOC، ومبادلات الأيونات المختلطة -السريرية (MB)، ومرشحات نقطة -الاستخدام.
ومع ذلك، نظرًا لأن الأنابيب يمكن أن-تلوث المياه مرة أخرى أثناء النقل إلى معدات المعالجة، يتم عادةً تركيب نظام تلميع وتدوير داخل FAB. يتمحور هذا النظام حول وحدات -مختلطة (MB) مكملة بمعدات الترشيح الفائق (UF) لإزالة الشوائب المتسربة إلى الماء من شبكة الأنابيب أثناء التوزيع على خطوط الإنتاج.
ثانيا. مواد الأنابيب شائعة الاستخدام في كل مرحلة من مراحل نظام المياه عالي النقاء
يعد اختيار مواد الأنابيب المناسبة أمرًا بالغ الأهمية لأنظمة المياه فائقة النقاء؛ يجب أن يضمن الاختيار جودة المياه مع الحفاظ على معقوليتها اقتصاديًا. تشمل مواد الأنابيب شائعة الاستخدام في أنظمة المياه فائقة النقاء PVC، وSGP، وSGP (RL)، وSUS304، وCPVC، وSUS316، وPVDF. عادةً ما يتم استخدام الأنابيب البلاستيكية أو SUS304 خلال مرحلة المعالجة المسبقة لإنتاج الماء عالي النقاء. تُستخدم الأنابيب الفولاذية المبطنة بالمطاط (SGP-RL) بشكل عام للتوصيلات الجانبية للمعدات-، بينما يتم استخدام الأنابيب SUS304 حول الآلات الاهتزازية مثل مضخات المياه؛ يتم استخدام أنابيب CPVC أو SUS304 لخطوط التدفق الرئيسية أثناء مرحلة التنقية الأولية. نظرًا للضغط العالي، فإن القسم بين مضخة الضغط العالي-ووحدة التناضح العكسي (RO) يتطلب أنابيب وفلنجات SCH80 SUS304 مصنفة بـ 2.0 ميجا باسكال. نظرًا لأن عمليات التناضح العكسي لها متطلبات محددة لدرجة حرارة الماء، يتم عادةً تركيب المبادلات الحرارية في أعلى وحدة التناضح العكسي، ويجب استخدام أنابيب SUS304 في المناطق المجاورة لها. تُستخدم أنابيب SUS316 وCPVC بشكل عام لخطوط التدفق الرئيسية أثناء مرحلة إنتاج الماء عالي النقاء. تستخدم خطوط التدفق الرئيسية في منطقة دوران التلميع عادةً أنابيب SUS316 (وصلات ملحومة تتطلب اختراقًا كاملاً/تشكيل حبة لحام مزدوجة الجوانب) وأنابيب PVDF، في حين يتم استخدام أنابيب CPVC لخطوط استعادة المياه فائقة النقاء. يتم استخدام الأنابيب البلاستيكية القياسية لخطوط تصريف مياه الصرف الصحي في جميع مراحل معالجة المياه المذكورة أعلاه. تعتبر أنابيب PVC المقاومة للصدمات - مطلوبة لخطوط جرعات المواد الكيميائية (مثل تلك الخاصة بالأحماض والقلويات) ضمن عملية إنتاج المياه النقية. يتم استخدام أنابيب SUS304 لنظام النيتروجين الذي يخدم نظام الماء النقي، في حين يتم استخدام أنابيب SUS316 لخطوط النيتروجين في نظام تلميع الماء عالي النقاء. تُستخدم أنابيب SUS304 أو SGP بشكل عام لأنظمة الهواء المضغوط التي تعمل على تشغيل الصمامات الهوائية؛ إذا تم استخدام أنابيب SGP، فيجب تركيب مرشح قبل دخول الخط إلى أي لوحة تحكم كهربائية.
ثالثا. بناء نظام المياه عالى النقاء
يمثل إنشاء محطة المياه فائقة النقاء التحدي الأكبر ويتكون من ثلاثة مكونات رئيسية: تسليم المعدات وتركيبها، وتصنيع وتركيب رفوف الأنابيب المشتركة، وتركيب الأنابيب. عند نقل المعدات، يجب إعداد خطة رفع مفصلة-خاصة بالنسبة للمعدات ذات الوزن الزائد أو كبيرة الحجم أو الهشة-لتجنب ممارسات التركيب المتهورة أو الخطرة بشكل صارم. هناك جانبان رئيسيان يتطلبان الاهتمام أثناء إنشاء رفوف الدعم المشتركة: أولاً، يجب أن يكون الاتصال بين الحامل والهيكل المدني قويًا، وذلك باستخدام الألواح الفولاذية المدمجة بشكل مثالي. إذا لم يكن التضمين المسبق - ممكنًا لأي سبب من الأسباب، فيجب استخدام مسامير التثبيت الكيميائية لتأمين دعامات الكمرات؛ لا يُسمح بمسامير التوسيع القياسية والبسيطة. لا ينبغي بأي حال من الأحوال استخدام ألواح الحديد ومسامير التمدد البسيطة لتثبيت الدعامات على بلاطة الأرضية. ثانيًا، يجب الحفاظ على مستوى قسم حامل الأنابيب بأكمله لمنع ثني الأنبوب أو حدوث تلف ناتج عن الضغط غير المتساوي عند نقاط الاتصال بين الأنبوب والحامل. فيما يتعلق بتركيب الأنابيب في محطة المياه، بينما يمكن تركيب خطوط CDA والنيتروجين والمبادل الحراري للبخار أو الماء الساخن/البارد بنظام-بواسطة-النظام، ينقسم تركيب أنابيب المحطة الأخرى إلى جزأين رئيسيين: الأنابيب الحاملة والمعدات-الأنابيب المجاورة. يمكن أن يستمر هذين الجزأين في وقت واحد خلال المرحلة الأولية من البناء. بمجرد اكتمال المقاطع المستقيمة على الحامل والأنابيب المحيطة بالمعدات مباشرة، يجب تنفيذ الاتصال بين الأنابيب المجاورة للمعدات- وأنابيب الحامل لتشكيل نظام أنابيب مغلق. يختلف تركيب أنابيب نظام المياه فائقة النقاء اختلافًا كبيرًا عن تركيب أنابيب المرافق العامة؛ بالإضافة إلى ضمان إحكام النظام، هناك شرط بالغ الأهمية وهو الحفاظ على نظافة الأنابيب طوال عملية التثبيت. سأناقش أدناه تقنيات التثبيت المحددة لأنابيب CPVC (كلوريد البولي فينيل المكلور) وPVDF (فلوريد البولي فينيلدين) في أنظمة المياه فائقة النقاء.
رابعا. تركيب أنابيب CPVC وPVDF في أنظمة المياه فائقة النقاء
تلبي مواد الأنابيب CPVC وPVDF المتطلبات الصارمة لأنظمة المياه فائقة النقاء فيما يتعلق بترشيح أيونات المعادن والكربون العضوي، وغياب الجزيئات الدقيقة، ومنع نمو البكتيريا القابلة للحياة. نظرًا لأنه تتم معالجة مواد الأنابيب وملحقاتها وتعبئتها في بيئات فائقة النظافة-، فإن تركيبها يتضمن إجراءات محددة. بالنسبة لأنابيب CPVC، يجب استخدام لاصق الأنابيب البلاستيكية الياباني الصنع -"رقم. 85"". يجب أن يتم قطع الأنابيب باستخدام منشار شريطي كهربائي أو قاطع أنابيب دوار؛ يجب تجنب استخدام المناشير اليدوية كلما أمكن ذلك (لأنها تجعل من الصعب-إزالة النتوءات الموجودة على الأطراف المقطوعة). يجب إزالة النتوءات الموجودة في الأطراف المقطوعة تمامًا، ويجب وضع شطب 2-3 مم على طرف الأنبوب. وهذا يمنع خدش المادة اللاصقة في التجويف أثناء الربط-وهو خطأ قد يؤدي إلى تقليل مساحة سطح الربط ويؤدي إلى حدوث تسرب في المفصل. يجب تطبيق المادة اللاصقة بالتساوي على الأسطح الرابطة لتركيبات الأنابيب والأنابيب. قبل التطبيق، قم بإزالة الغبار السطحي من السطح الداخلي للتركيبات والسطح الخارجي للأنابيب باستخدام قطعة قماش بيضاء، ثم قم بإزالة الشحوم منها وتنظيفها باستخدام قطعة قماش خالية من الوبر-مبللة بالأسيتون. علاوة على ذلك، يعد الحفاظ على النظافة أثناء التثبيت أمرًا بالغ الأهمية-وهذا هو الفرق الأساسي بين تركيب أنابيب CPVC وأنابيب PVC القياسية. بالمعنى الدقيق للكلمة، يجب إجراء ربط أنابيب CPVC في بيئة غرف نظيفة، مع إجراء التوصيلات النهائية في-الموقع باستخدام الشفاه. ومع ذلك، نظرًا لظروف الموقع المحددة، غالبًا ما يتم إجراء القطع والربط والتركيب في الموقع-. في مثل هذه الحالات، يجب أن تظل منطقة العمل نظيفة نسبيًا (خالية من الغبار الكثيف). يجب ألا تتم عمليات الربط مباشرة على الأرض؛ بدلاً من ذلك، ينبغي استخدام منصة تصنيع مخصصة. يجب على العمال ارتداء قفازات مخصصة للاستخدام مرة واحدة في غرف الأبحاث؛ يُحظر لمس جدران الأنابيب الداخلية بالأيدي العارية (نظرًا لصعوبة غسل زيوت الجلد المنقولة إلى الجدار الداخلي). استخدم أداة سحب الكابل أو أداة مشابهة عند إدخال الأنابيب، وقم بوضع علامة على الأنبوب للتحقق من عمق الإدخال الكافي. يجب استخدام PTFE (بولي تترافلوروإيثيلين) كمادة مانعة للتسرب بين الشفاه. يجب حماية الأنابيب أثناء التخزين بوضعها على القماش المشمع أو الأغطية البلاستيكية.
تعتمد أنظمة أنابيب PVDF بشكل كامل على الوصلات الملحومة. تعد النظافة أثناء التشغيل والرقابة الصارمة على بيئة التثبيت أمرًا بالغ الأهمية. يجب إجراء لحام أنابيب PVDF داخل حاوية نظيفة مخصصة؛ بيئات الغرفة العامة غير مناسبة. يجب على الموظفين الذين يدخلون منطقة التصنيع النظيفة تغيير ملابسهم إلى أحذية متخصصة، ويجب أن تظل أطراف الأنابيب وتركيباتها مغلقة حتى تكون داخل المنطقة النظيفة. يجب إزالة مواد التغليف الخاصة بالتجهيزات مباشرة قبل التثبيت. يجب ارتداء قفازات PVC نظيفة يمكن التخلص منها أثناء اللحام، ويجب إزالة الشحوم من أطراف الأنابيب وتنظيفها باستخدام كحول الأيزوبروبيل أو الإيثانول أو الأسيتون قبل بدء اللحام. يجب استخدام أقمشة غرف الأبحاث الخالية من الوبر فقط للتنظيف، كما يجب استبدال الأقمشة المتسخة على الفور. يجب أيضًا على الموظفين الذين يساعدون في عملية اللحام ارتداء قفازات قطنية نظيفة. يجب إجراء الفحص البصري مباشرة بعد اكتمال كل لحام؛ يجب أن تكون حبة اللحام حول المفصل موحدة في الارتفاع وتبرز فوق السطح الخارجي للأنبوب. بمجرد لحام أنابيب PVDF، يجب إغلاق أطراف الأنابيب على الفور قبل نقلها إلى موقع التثبيت، حيث يتم استخدام وصلات الحافة-باستخدام حشوات PTFE-. أثناء التثبيت، يتم أخذ قياسات دقيقة في الموقع- لإنتاج رسومات تفصيلية للتصنيع والتركيب، وبعد ذلك يقوم موظفون متخصصون بإجراء اللحام والتصنيع. تعمل فرق اللحام والتركيب بمسؤوليات محددة بوضوح لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة التشغيلية.
خامسا الاستنتاج
باختصار، لا يتطلب بناء أنظمة المياه فائقة النقاء الالتزام بمعايير إحكام النظام الصارمة- فحسب، بل الأهم من ذلك، التركيز على تعزيز "الوعي بالنظافة" بين موظفي البناء. يجب على العمال اتباع بروتوكولات تركيب الأنابيب النظيفة وتنفيذ المهام وفقًا للمتطلبات المحددة لكل مرحلة من مراحل معالجة المياه. يمنع هذا الأسلوب التلوث الناجم عن ممارسات البناء غير السليمة-والتي قد تؤدي إلى الإضرار بجودة المياه، وعدم تلبية مواصفات العميل، وتؤدي إلى وقوع حوادث متعلقة بالجودة-.
