Établi à flux horizontal Guide de jugement pour le remplacement des composants de base : Des normes d'inspection aux méthodes d'exploitation pratiques
Les principaux composants de l'établi à flux horizontal (filtres HEPA/ULPA, ventilateurs, panneaux de commande, établis et joints) déterminent directement l'effet de purification et la stabilité opérationnelle. Leur remplacement doit être évalué de manière exhaustive sur la base des données des tests de performance, des performances de vieillissement et des normes industrielles, plutôt que de s'appuyer simplement sur la durée de vie. Les méthodes d'évaluation, les normes d'essai et les seuils de remplacement spécifiques à chaque composant essentiel sont décrits ci-dessous, en tenant compte à la fois du professionnalisme et de l'aspect pratique :
I. Critères d'appréciation pour le remplacement des éléments de base (classés par ordre de priorité)
Filtre HEPA/ULPA (noyau de purification, priorité absolue)
En tant qu'élément clé de la propreté, la défaillance du filtre entraîne directement l'incapacité de l'équipement à répondre aux exigences d'utilisation. Les critères de jugement suivants doivent faire l'objet d'une attention particulière :
(1) Tests de performance et jugement (normes quantitatives)
Détection de la vitesse du vent : Utilisez un anémomètre à sphère chaude pour prendre uniformément 5 à 9 points de mesure sur la surface de travail de l'établi (conformément à la norme ISO 14644-3). Si la vitesse moyenne du vent est ≤0,25m/s (la plage normale de vitesse du vent de travail est de 0,3-0,5m/s), et qu'elle ne peut toujours pas être rétablie après le nettoyage du préfiltre et le réglage de la vitesse du ventilateur, cela indique que le filtre est obstrué et qu'il doit être remplacé.
Test de détection des fuites de PAO : Un générateur d'aérosols de PAO est utilisé pour le test d'intégrité. Si la concentration de particules en aval du filtre est supérieure à 0,01μm et que le nombre de particules est ≥3520 particules /m³ (ce qui correspond aux exigences de propreté ISO de niveau 5), ou si le taux de fuite est supérieur à 0,01%, il est déterminé que le filtre est endommagé et qu'il doit être remplacé immédiatement.
Contrôle de la résistance : Si la résistance initiale du filtre (pour un nouvel équipement) est de 200-300Pa et augmente à 600-800Pa après utilisation (plus de deux fois la résistance initiale), la charge du ventilateur est trop importante et il doit être remplacé pour éviter que le ventilateur ne brûle.
(2) Jugement intuitif des performances
De la poussière s'élève manifestement à l'intérieur de l'établi. Même après avoir nettoyé le plan de travail, il y a encore de la poussière qui flotte.
Si le taux de contamination du produit augmente au cours du processus d'expérimentation/de production (comme la contamination de cultures cellulaires ou l'excès de poussière provenant de composants électroniques), il est possible de déterminer que le filtre est défectueux après avoir exclu d'autres facteurs.
Seuil de remplacement : Remplacer immédiatement si l'une des conditions ci-dessus est remplie (il est recommandé de choisir le filtre d'usine d'origine de même spécification, avec une efficacité de filtration de ≥99.99%@0.3μm, et le filtre ULPA ≥99.999%@0.12μm).
2. Ventilateur centrifuge (Power core)
Le ventilateur assure un flux d'air stable. Son vieillissement ou son dysfonctionnement peut entraîner une vitesse de vent irrégulière et une augmentation du bruit. La base de jugement est la suivante :
(1) Jugement de la performance et de l'état opérationnel
Stabilité de la vitesse du vent : Si la fluctuation de la vitesse du vent au même point de mesure est supérieure à ±20% après une surveillance continue de 10 minutes, ou si l'écart de la vitesse du vent à différents points de mesure est supérieur à 30% (par exemple, la vitesse du vent est de 0,2 m/s dans certaines zones et de 0,4 m/s dans d'autres), cela indique que le volume d'air produit par le ventilateur est instable.
Bruit et vibrations : Si le bruit pendant le fonctionnement est supérieur à 60dB (normalement il devrait être ≤55dB), accompagné d'une vibration évidente du corps de la machine (l'accélération de la vibration détectée par un vibreur est supérieure à 2,8mm/s²), cela peut être dû à l'usure des roulements du ventilateur ou à l'accumulation de poussière et au déséquilibre de l'hélice.
Défaut de fonctionnement : Le ventilateur a du mal à démarrer, se déclenche fréquemment ou s'arrête soudainement en cours de fonctionnement. Après avoir vérifié le circuit et n'avoir trouvé aucun problème, il est déterminé que le moteur du ventilateur est vieillissant ou que la bobine est grillée.
(2) Référence pour la durée de vie
Pour les ventilateurs qui fonctionnent en continu pendant 5 à 8 ans et par intermittence pendant 8 à 10 ans, même s'ils ne présentent pas de défauts apparents, il est recommandé de procéder à des inspections préventives (telles que le démontage pour vérifier l'usure des roulements et l'isolation de la bobine).
Seuil de remplacement : Si le coût de maintenance du ventilateur dépasse 30% de la valeur d'origine de l'équipement, ou s'il y a ≥2 défauts dans les 3 mois consécutifs, l'ensemble du ventilateur doit être directement remplacé (les ventilateurs EBM, NMB et d'autres marques sont préférés pour s'assurer que le volume d'air et le bruit sont conformes aux normes).
3. Panneau de contrôle et système de circuits (noyau de contrôle)
Le système de circuit est responsable de fonctions telles que le démarrage et l'arrêt de l'équipement et la régulation de la vitesse du vent. Après avoir vieilli, il est susceptible de présenter des risques pour la sécurité. La base du jugement est la suivante :
(1) Manifestation intuitive de la faute
Les touches fonctionnent mal (par exemple, la touche de réglage de la vitesse du vent ou la touche d'alimentation ne répond pas), l'écran d'affichage clignote ou devient noir, ou l'affichage des paramètres est anormal (par exemple, la vitesse du vent affiche 0 alors que le ventilateur fonctionne) ;
L'appareil se déclenche fréquemment ou coupe l'alimentation immédiatement après le démarrage. Après avoir vérifié qu'il n'y a pas de problème avec la ligne électrique, on constate que le module de contrôle ou le circuit est vieillissant.
Les borniers sont oxydés ou desserrés, ou la couche isolante des fils est fissurée ou décolorée (ce qui présente un risque de court-circuit).
(2) Exigences en matière de sécurité et de performance
Pour les équipements utilisés dans des scénarios tels que la biosécurité et les soins médicaux, le système de circuit doit être conforme à la norme de sécurité IEC 61010. Si la résistance d'isolation détectée est inférieure à 2MΩ, le module de contrôle doit être réparé ou remplacé immédiatement.
Seuil de remplacement : Si la défaillance du module de contrôle ne peut être réparée ou si la plage de vieillissement du circuit est large (par exemple, si la couche d'isolation de plusieurs ensembles de lignes est endommagée), il est recommandé de remplacer l'ensemble du panneau de contrôle afin d'éviter les accidents de sécurité.
4. Surface de la table de travail et joints (noyau de protection et d'étanchéité)
Le comptoir et les joints garantissent la propreté de l'espace de travail et l'étanchéité du flux d'air. La base de jugement est la suivante :
(1) Surface de l'établi (acier inoxydable 304/316)
Le plan de travail présente une corrosion importante (piqûres, grandes zones de taches de rouille), une déformation (écart de planéité > 2 mm/m) ou une fissuration du mastic d'étanchéité sur le bord du plan de travail, ce qui entraîne des fuites d'air.
Le plan de travail présente des rayures profondes (> 1 mm) qui ne peuvent pas être nettoyées à fond et qui sont propices au développement de bactéries (dans les scénarios de laboratoires biologiques) ou de poussières résiduelles (dans les scénarios de l'industrie électronique).
(2) Joints (tels que les bandes d'étanchéité sur le cadre de l'établi, les joints d'étanchéité au niveau de la connexion entre le filtre et le châssis)
La bande d'étanchéité vieillit, durcit ou tombe, ou le joint d'étanchéité se fissure. Lors d'un test avec un générateur de fumée, on constate une fuite d'air évidente (débordement de la fumée) au niveau du bord de l'établi.
La défaillance de l'étanchéité entraîne une propreté insuffisante (par exemple, un taux de fuite excessif dans la zone du cadre lors de la détection des fuites de PAO).
Remplacement du seuil : Si le comptoir est corrodé ou déformé, ce qui nuit à son utilisation, ou si le joint est défectueux et provoque une fuite d'air qui ne peut être réparée, il faut remplacer le comptoir ou le joint. Si la connexion entre le comptoir et le châssis est déformée, la stabilité structurelle globale doit être évaluée. Si nécessaire, l'ensemble de l'équipement doit être remis à neuf.
5. Composants auxiliaires (préfiltre, lampe à ultraviolets, etc.)
Préfiltre (efficacité grossière/moyenne)
Jugement sur l'apparence : La surface du coton filtrant est très poussiéreuse, la couleur est devenue noire ou la durée d'utilisation a dépassé 6 à 12 mois (à ajuster en fonction de la concentration de poussière de l'environnement d'utilisation).
Évaluation de la résistance : Si la résistance du pré-filtre est supérieure à 100Pa, il doit être remplacé à temps (pour éviter d'obstruer le filtre HEPA).
(2) Lampe germicide à ultraviolets (le cas échéant)
Si la durée d'utilisation dépasse 8 000 heures (environ un an) ou si l'intensité de la lumière ultraviolette est inférieure à 70μW/cm² (détectée par un radiomètre UV), l'effet de stérilisation diminue et le tube de la lampe doit être remplacé.
Ii. Le "principe de priorité" pour le remplacement des éléments de base
La sécurité avant tout : si le ventilateur ou le circuit présente des risques potentiels pour la sécurité (surchauffe du moteur ou court-circuit, par exemple), arrêtez immédiatement la machine pour la remplacer afin d'éviter les incendies ou les chocs électriques.
Effet en premier : si le filtre HEPA/ULPA est défectueux et ne répond pas aux normes de propreté, il doit être remplacé en premier pour éviter d'affecter la qualité du produit ou les résultats de l'expérience.
Priorité au coût : Si le coût de maintenance d'un seul composant dépasse 30% de la valeur d'origine de l'équipement, ou si plusieurs composants centraux vieillissent simultanément (par exemple, le ventilateur + le filtre + le circuit doivent tous être remplacés), il est recommandé de remplacer directement l'équipement, ce qui offre un meilleur rapport coût-efficacité.
Iii. Outils de test pratiques et suggestions de fréquence
Outils de test essentiels
Anémomètre à sphère chaude (précision ±0,01m/s) : Détecte la vitesse du vent ;
Générateur d'aérosols PAO + compteur de particules : Détection de l'intégrité du filtre ;
Bruitmètre (précision ±1dB) : Détecte le bruit du ventilateur ;
Appareil de mesure des vibrations : Détecte les vibrations des ventilateurs ;
Radiomètre ultraviolet : Détecte l'intensité des lampes ultraviolettes.
2. Fréquence de détection suggérée
Inspection quotidienne : Observez chaque jour l'état de fonctionnement de l'équipement (bruit, écran d'affichage, propreté de la table) ;
Inspection mensuelle : Vitesse du vent, performance d'étanchéité du comptoir (simple test de fumée) ;
Inspection trimestrielle : Nettoyage/remplacement du pré-filtre, inspection du câblage du circuit ;
Inspection annuelle : Inspection complète des fuites de PAO, du bruit, des vibrations et de l'intensité des rayons ultraviolets (le rapport d'inspection est délivré par une institution tierce et répond aux exigences des BPF, de la norme ISO 14644 et d'autres normes).
Résumé
Pour déterminer si les principaux composants d'un poste de travail à flux horizontal doivent être remplacés, il convient de suivre le principe de la "quantification des données comme approche principale, de la présentation intuitive comme complément et des normes industrielles comme ligne directrice" : il faut d'abord déterminer l'état des composants à l'aide de données de détection professionnelles (telles que la vitesse du vent, le taux de fuite et le bruit), puis décider de leur remplacement en tenant compte des exigences strictes des scénarios d'utilisation (tels que la biosécurité et la fabrication de semi-conducteurs). L'inspection régulière et la maintenance préventive permettent non seulement d'éviter les pertes de production/expérimentation dues à la défaillance des composants, mais aussi de maximiser la durée de vie de l'équipement et de réduire le coût global.