دليل حكم استبدال المكونات الأساسية لمنضدة العمل ذات التدفق الأفقي: من معايير الفحص إلى طرق التشغيل العملية
تحدد المكونات الأساسية لمنضدة العمل ذات التدفق الأفقي (مرشحات HEPA/ULPA، والمراوح، ولوحات التحكم، ومقاعد العمل، وموانع التسرب) تأثير التنقية والاستقرار التشغيلي بشكل مباشر. يجب الحكم على استبدالها بشكل شامل بناءً على بيانات اختبار الأداء وأداء التقادم ومعايير الصناعة، بدلاً من مجرد الاعتماد على عمر الخدمة. فيما يلي طرق الحكم المحددة، ومعايير الاختبار وعتبات الاستبدال لكل مكون أساسي، مع مراعاة كل من الاحترافية والتطبيق العملي:
I. معايير الحكم لاستبدال المكونات الأساسية (مرتبة حسب الأولوية)
فلتر HEPA/ULPA (فلتر HEPA/ULPA (نواة التنقية، الأولوية القصوى)
وكعنصر أساسي لضمان النظافة، يؤدي فشل المرشح مباشرةً إلى عدم قدرة المعدات على تلبية متطلبات الاستخدام. يجب إيلاء معايير الحكم التالية اهتماماً خاصاً:
(1) اختبار الأداء والحكم (المعايير الكمية
كشف سرعة الرياح: استخدم مقياس شدة الريح الكروي الساخن لأخذ 5 إلى 9 نقاط قياس بالتساوي على سطح العمل في طاولة العمل (وفقًا لمعيار ISO 14644-3). إذا كان متوسط سرعة الرياح ≤0.25 م/ث (نطاق سرعة الرياح العاملة العادية هو 0.3-0.5 م/ث)، ولا يزال يتعذر استعادتها بعد تنظيف الفلتر الأولي وضبط سرعة المروحة، فهذا يشير إلى أن الفلتر مسدود ويحتاج إلى استبداله.
اختبار كشف تسرب أكسيد الهيدروكربون العطري متعدد الحلقات: يستخدم مولد هباء PAO لاختبار السلامة. إذا كان تركيز الجسيمات أسفل المرشح أكبر من 0.01 ميكرومتر وعدد الجسيمات ≥3520 جسيم/متر مكعب (بما يتوافق مع متطلبات النظافة من المستوى 5 للمنظمة الدولية للتوحيد القياسي)، أو كان معدل التسرب أكبر من 0.01%، يتقرر أن المرشح تالف ويحتاج إلى استبداله على الفور.
مراقبة المقاومة: إذا كانت المقاومة الأولية للمرشح (للمعدات الجديدة) 200-300 باسكال وترتفع إلى 600-800 باسكال بعد الاستخدام (أكثر من ضعف المقاومة الأولية)، فإن حمل المروحة كبير جدًا ويجب استبداله لمنع احتراق المروحة.
(2) حكم الأداء البديهي
هناك غبار واضح يتصاعد داخل طاولة العمل. حتى بعد تنظيف سطح العمل، لا يزال هناك غبار متصاعد.
إذا زاد معدل تلوث المنتج أثناء العملية التجريبية/الإنتاجية (مثل تلوث مزرعة الخلية أو الغبار الزائد من المكونات الإلكترونية)، يمكن تحديد أن المرشح قد فشل بعد استبعاد العوامل الأخرى.
عتبة الاستبدال: استبدلها على الفور في حالة استيفاء أي من الشروط المذكورة أعلاه (يوصى باختيار مرشح المصنع الأصلي بنفس المواصفات، بكفاءة ترشيح ≥99.99%@0.3μm، ومرشح ULPA ≥99.999%@0.12μm).
2. مروحة طرد مركزي (قلب الطاقة)
توفر المروحة تدفق هواء مستقر. يمكن أن يؤدي تقادمها أو تعطلها إلى تفاوت سرعة الرياح وزيادة الضوضاء. أساس الحكم على النحو التالي:
(1) الحكم على الأداء والحالة التشغيلية
ثبات سرعة الرياح: إذا كان تذبذب سرعة الرياح في نفس نقطة القياس أكبر من ±20% بعد المراقبة المستمرة لمدة 10 دقائق، أو كان انحراف سرعة الرياح في نقاط القياس المختلفة أكبر من 30% (على سبيل المثال، سرعة الرياح في بعض المناطق 0.2 م/ثانية، وفي بعض المناطق 0.4 م/ثانية)، فهذا يشير إلى أن خرج حجم الهواء للمروحة غير مستقر.
الضوضاء والاهتزاز: إذا كانت الضوضاء أثناء التشغيل أكبر من 60 ديسيبل (يجب أن تكون عادةً ≤55 ديسيبل)، مصحوبة باهتزاز واضح لجسم الماكينة (تسارع الاهتزاز المكتشف بواسطة مقياس الاهتزاز أكبر من 2.8 مم/ثانية²)، فقد يكون ذلك بسبب تآكل محامل المروحة أو تراكم الغبار واختلال توازن المكره.
عطل في التشغيل: تواجه المروحة صعوبة في بدء التشغيل أو تتعطل بشكل متكرر أو تتوقف فجأة أثناء التشغيل. بعد فحص الدائرة الكهربائية وعدم العثور على أي مشاكل، يتم تحديد أن محرك المروحة متقادم أو أن الملف محترق.
(2) مرجع لعمر الخدمة
بالنسبة للمراوح التي تعمل بشكل متواصل لمدة 5 إلى 8 سنوات وبشكل متقطع لمدة 8 إلى 10 سنوات، حتى لو لم تكن هناك أعطال واضحة، يوصى بإجراء فحوصات وقائية (مثل التفكيك لفحص تآكل المحمل وعزل الملف).
عتبة الاستبدال: إذا تجاوزت تكلفة صيانة المروحة 301 تيرابايت 3 تيرابايت من القيمة الأصلية للمعدات، أو إذا كان هناك ≥2 عطل خلال 3 أشهر متتالية، فيجب استبدال مجموعة المروحة مباشرة (يفضل استبدال مراوح EBM وNMB وغيرها من المراوح ذات العلامات التجارية لضمان أن حجم الهواء والضوضاء يفي بالمعايير).
3. لوحة التحكم ونظام الدوائر (الجزء الداخلي للتحكم)
نظام الدائرة مسؤول عن وظائف مثل بدء تشغيل المعدات وإيقاف تشغيلها، وتنظيم سرعة الرياح. بعد التقادم، يكون عرضة للتسبب في مخاطر السلامة. أساس الحكم على النحو التالي:
(1) مظهر من مظاهر الخطأ الحدسي
أعطال في المفاتيح (مثل مفتاح ضبط سرعة الرياح أو مفتاح الطاقة لا يستجيب)، أو أن شاشة العرض تومض/تصبح سوداء، أو أن عرض المعلمات غير طبيعي (مثل أن سرعة الرياح تظهر 0 ولكن المروحة تعمل);
تتعطل المعدات بشكل متكرر أو تنقطع الطاقة فور بدء التشغيل. بعد التحقق من عدم وجود مشكلة في خط الطاقة، يتقرر أن وحدة التحكم أو الدائرة الكهربائية متقادمة.
تكون الكتل الطرفية مؤكسدة أو مفكوكة، أو تكون الطبقة العازلة للأسلاك متشققة أو متغيرة اللون (مما يشكل خطر حدوث ماس كهربائي).
(2) متطلبات السلامة والأداء
بالنسبة للمعدات المستخدمة في سيناريوهات مثل السلامة البيولوجية والرعاية الطبية، يجب أن يتوافق نظام الدائرة الكهربائية مع معيار السلامة IEC 61010. إذا تم اكتشاف أن مقاومة العزل أقل من 2MΩ، يجب إصلاح وحدة التحكم أو استبدالها على الفور.
عتبة الاستبدال: إذا تعذر إصلاح عطل وحدة التحكم أو كان نطاق تقادم الدائرة واسعًا (مثل تلف الطبقة العازلة لمجموعات متعددة من الخطوط)، يوصى باستبدال مجموعة لوحة التحكم لتجنب حوادث السلامة.
4. سطح طاولة العمل وموانع التسرب (واقية ومانعة للتسرب الأساسية
يضمن سطح العمل وموانع التسرب نظافة مساحة التشغيل وإحكام تدفق الهواء. أساس الحكم على النحو التالي:
(1) سطح طاولة العمل (مادة الفولاذ المقاوم للصدأ 304/316)
يظهر على سطح العمل تآكل شديد (مثل الحفر، ومناطق كبيرة من بقع الصدأ)، أو تشوه (انحراف التسطيح > 2 مم/م)، أو تشقق المادة المانعة للتسرب عند حافة سطح العمل، مما يؤدي إلى تسرب الهواء.
يحتوي سطح العمل على خدوش عميقة (> 1 مم)، والتي لا يمكن تنظيفها جيدًا وهي عرضة للنمو البكتيري (في سيناريوهات المختبرات البيولوجية) أو الغبار المتبقي (في سيناريوهات الصناعة الإلكترونية).
(2) موانع التسرب (مثل شرائط منع التسرب على إطار طاولة العمل، وحشيات منع التسرب عند الوصلة بين المرشح والهيكل)
يتقادم شريط الختم أو يتصلب أو يتساقط أو تتشقق حشية الختم. عند اختباره بمولد دخان، يكون هناك تسرب واضح للهواء (تدفق الدخان) عند حافة طاولة العمل.
يؤدي فشل الختم إلى نظافة دون المستوى المطلوب (مثل معدل التسرب المفرط في منطقة الإطار أثناء الكشف عن تسرب أكسيد الهيدروجين متعدد الحلقات).
عتبة الاستبدال: إذا كان سطح العمل متآكلًا أو مشوهًا، مما يؤثر على استخدامه، أو إذا تعطل مانع التسرب وتسبب في تسرب الهواء الذي لا يمكن إصلاحه، استبدل سطح العمل أو مانع التسرب. إذا كانت الوصلة بين سطح المنضدة والهيكل مشوهة، فيجب تقييم الثبات الهيكلي الكلي. إذا لزم الأمر، ينبغي تجديد الجهاز بأكمله.
5. مكونات مساعدة (مرشح مسبق، مصباح فوق بنفسجي، إلخ)
مرشح مسبق (خشن/متوسط الكفاءة)
حكم المظهر: سطح قطن الفلتر مغبر بشدة، أو تحول لونه إلى اللون الأسود، أو تجاوز وقت الاستخدام 6-12 شهرًا (اضبط وفقًا لتركيز الغبار في بيئة الاستخدام).
حكم المقاومة: إذا كانت مقاومة الفلتر الأولي أكبر من 100Pa، فيجب استبداله في الوقت المناسب (لتجنب انسداد فلتر HEPA).
(2) مصباح مبيد للجراثيم بالأشعة فوق البنفسجية (إذا كان مجهزًا
إذا تجاوز وقت الاستخدام 8000 ساعة (حوالي سنة واحدة)، أو إذا كانت شدة الضوء فوق البنفسجي أقل من 70 ميكرواط/سم² (يتم الكشف عنها بواسطة مقياس الأشعة فوق البنفسجية)، سينخفض تأثير التعقيم ويحتاج أنبوب المصباح إلى الاستبدال.
II. "مبدأ الأولوية" لاستبدال المكونات الأساسية
السلامة أولاً: إذا كانت هناك مخاطر محتملة تتعلق بالسلامة في المروحة أو نظام الدائرة الكهربائية (مثل ارتفاع درجة حرارة المحرك أو حدوث ماس كهربائي)، أوقف الماكينة على الفور لاستبدالها لمنع وقوع حوادث الحريق أو الصدمات الكهربائية.
التأثير أولاً: إذا تعطل مرشح HEPA/ULPA وفشل في تلبية معايير النظافة، فيجب استبداله أولاً لتجنب التأثير على جودة المنتج أو نتائج التجربة.
أولوية التكلفة: إذا تجاوزت تكلفة صيانة مكون واحد 30% من القيمة الأصلية للمعدات، أو إذا كان هناك عدة مكونات أساسية تتقادم في وقت واحد (مثل المروحة + الفلتر + الدائرة الكهربائية التي تحتاج إلى الاستبدال)، يوصى باستبدال المعدات مباشرة، مما يوفر أداءً أعلى من حيث التكلفة.
ثالثاً أدوات الاختبار العملية ومقترحات التردد
أدوات الاختبار الأساسية
مقياس شدة الريح الكروي الساخن (دقة ± 0.01 م/ث) : يكتشف سرعة الرياح;
مولد الهباء الجوي PAO + عداد الجسيمات: الكشف عن سلامة المرشح;
مقياس الضوضاء (دقة ± 1 ديسيبل) : يكتشف ضجيج المروحة;
مقياس الاهتزاز: يكتشف اهتزاز المراوح;
مقياس الأشعة فوق البنفسجية: يكتشف شدة مصابيح الأشعة فوق البنفسجية.
2. تردد الكشف المقترح
الفحص اليومي: مراقبة حالة تشغيل المعدات كل يوم (الضوضاء، وشاشة العرض، ونظافة الطاولة);
الفحص الشهري: سرعة الرياح، وأداء ختم سطح العمل (اختبار دخان بسيط);
الفحص ربع السنوي: تنظيف/استبدال المرشح المسبق، وفحص أسلاك الدائرة الكهربائية;
التفتيش السنوي: الفحص الشامل لتسرب أكسيد الهيدروكربون، والضوضاء، والاهتزاز، وكثافة الأشعة فوق البنفسجية (يصدر تقرير الفحص من قبل مؤسسة خارجية، تفي بمتطلبات ممارسات التصنيع الجيدة ومعيار ISO 14644 وغيرها من المعايير).
الملخص
لتحديد ما إذا كانت المكونات الأساسية لمنضدة عمل التدفق الأفقي تحتاج إلى الاستبدال، يجب اتباع مبدأ "تقدير البيانات كنهج رئيسي، والعرض الحدسي كمكمل، ومعايير الصناعة كمبدأ توجيهي": أولاً، تحديد حالة المكونات من خلال بيانات الكشف الاحترافية (مثل سرعة الرياح ومعدل التسرب والضوضاء)، ثم تحديد ما إذا كان يجب استبدالها مع المتطلبات الصارمة لسيناريوهات الاستخدام (مثل السلامة البيولوجية وتصنيع أشباه الموصلات). لا يؤدي الفحص المنتظم والصيانة الوقائية إلى تجنب خسائر الإنتاج/التجارب الناجمة عن تعطل المكونات فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى زيادة عمر خدمة المعدات إلى أقصى حد وتقليل التكلفة الإجمالية.
