技术发展的今天,很多生产、实验等均需在洁净室完成,这一特殊的场所要求决定了相关主体须优化洁净室结构与施工。但洁净室施工的难度系数较高,尤其是在墙体施工方面,相关人员需严格遵循行业规范与技术标准,科学选择施工材料及工艺,加强细节把控,以规范施工操作。一些洁净室为不锈钢墙体,此类墙体的施工期间,有关人员需提前了解各项规定,制定科学且可行的施工方案,为现场作业提供技术、管理支持。未来的洁净室项目中,相关人员需创新不锈钢墙体施工技术。
1、洁净室的定义与构成
洁净室又有“无尘车间”“无尘室”之称,在此环境空间内可有效排除空气中的微粒子、有害空气、细菌等污染物,使室内温湿度、洁净度、压力、气流速度、气流分布等均符合行业的一般规定。总体来看,洁净室是一个特殊的场所,无论外部空气条件如何变化,室内环境等参数不受影响。
洁净室构成复杂,主要构成有三部分。第一,建筑结构与装饰装修工程:门窗,有洁净板密闭门、玻璃应急门、洁净板上的玻璃窗几个部分;楼地面工程,以防静电环氧自流平地面为代表;墙面与吊顶工程,主要为洁净板隔墙、吊顶、踢脚、圆弧装饰条、室内土建墙面等。第二,洁净空调及冷热源系统部分:洁净空调系统,涉及洁净空调系统的机组、风管、风管阀门部件、风管保温、风口、高效过滤器、风淋室等;洁净区排风系统,涉及排风系统机组、风管、风管阀门、风口;洁净空调冷冻水系统,主要构成部分为专用设备、水管、阀门、管道。第三,洁净空调自动化控制系统,其中微差表等就地仪表、PLC和温湿度检测仪等自控系统。
2、洁净室不锈钢墙体施工
某元件集成电路生产期间,需要进行空气净化,而且光刻、制版工艺要求粒度在0.5μm以上的尘垢含量应在3.5个/L以下。综合本生产任务,线性电路的生产要在洁净室进行。考虑到生产工作量等,需设计面积为115 m2的洁净区。为保障100级生产区的净化效果,室内装修、空调设计要求为地面为带有回风夹层的铸铝格栅地板,顶棚设计装设高效过滤器,下面做0.5 mm厚不锈钢板网吊顶;墙面选择0.5 mm不锈钢板贴面。
2.1 不锈钢满焊墙体
本洁净室墙体施工期间,所用不锈钢材料均为模块化设计、加工而成。这一设计与加工方式下,后续的安装作业更为便捷和高效,可大大节约施工时间。需要注意的是,设计加工期间钢柱、钢梁、连接构件、其他构件等钢结构的允许偏差应控制在0.5 mm上下。钢结构件的加工作业期间,需区分构件类型,选择最为适用的加工工艺。如地梁、立柱与天梁等方管,均为冷切加工工艺,过程中无火花。次梁等不锈钢角钢加工作业,同样为冷切加工,过程中无火花,钻铣加工圆孔。内外墙板与顶板的不锈钢板加工时,应利用激光切割下料,数控折弯。
1. 围护结构建造。按照本洁净室施工中对墙体作业的要求,主要包含钢结构、墙板与天花板安装作业。同时,有关人员还需参考设计图纸安装气密门、传递窗、灭菌器、化学淋浴、高效风口、穿墙密闭装置。为减少施工作业中的质量和安全问题,有关人员需根据现场情况,制定资源分配、进度计划。
2. 施工平面测量。为顺利完成不锈钢墙体施工任务,有关人员需依据设计图纸中的测量要求,做好平面测量工作。抄平放线工作开始之前,有关人员需根据后续的测量内容,选定符合要求的材料、仪器,如水准仪、铅锤仪、卷尺、红蓝铅笔等,并校准有关仪器。考虑到测量放线过程中可能发生各种问题,技术准备尤为关键。第一,专业人员需仔细研读设计图纸,如围护结构平面详图、底槽平面图、各功能房间立面、剖面图等。在研读的过程中掌握细节,与洁净室施工现场情况相对比,如图纸中存在不合理之处,立即与专业人员协商处理。第二,安排专人进入现场展开实地调研,分析项目现场及附近影响施工作业的因素,尽早采取合理化处理措施。第三,阅读施工测量方案,计算测量数据。第四,楼面平整度应符合要求,混凝土应平整光滑,在3 m范围内的直角测量高差均应严格控制在3 mm以内。测量视线应通透,无障碍物。第五,遵循基本规范,弹出围护结构全部墙体的全部墨线。具体的工作中,相关人员应参考建筑平面详图来弹出轴线的墨线,再依据建筑平面详图、轴线弹出围护结构墙体与门洞的控制线。
3. 结构安装焊接施工过程中主要需做好以下工作。第一,施工准备。有关人员需将待安装构件运送到施工现场的指定位置,此后由专人检查构件尺寸等是否符合质量标准,如构件存在质量缺陷,应立即与生产厂家联系。同时,准备阶段也需要根据结构安装焊接的具体需求,准备充足的材料、工具,且需要保障每种材料、工具都符合相应的要求。本次施工中需准备电钻、电锤、激光测试仪、水平仪、钢卷尺。第二,地梁安装。此安装环节需参考弹出围护结构全部墙体的墨线,先安装围护结构外围四周地梁,当此安装操作结束并通过验收后,从某一方位角点开始,按照房间来确定安装顺序。需要注意的是,地梁安装的整体水平高低误差、直线误差应分别保持在2 mm、3 mm以内。第三,地脚螺栓安装。此安装环节需依据地梁安装情况,在地脚螺栓位置点规范打孔,用电锤打出地脚螺栓的孔位,植入地脚螺栓分一次、两次拧紧。第四,立柱安装焊接。从某一方位角点开始,按每个房间依次来完成安装
焊接任务,注意控制立柱的垂直度误差。第五,天梁安装。由专人率先安装围护结构外围四周天梁,此后从某一方位角点开始,按每个房间依次安装和焊接。第六,结构焊接采用氩弧焊结合激光焊接。由于焊接操作的专业性,必须由专业人员持证上岗。焊接操作期间这些人员需严格遵循操作规范,以免发生焊接不牢固等质量缺陷。同时,施工人员不得在焊缝以外的母材上打火、引弧,焊点不得有裂纹、虚焊、假焊。
4. 墙板和顶板安装。墙板安装时,前期准备工作如下。由专业人员、专用车辆将加工成型的墙板、梁等运送到现场,运送过程中应做好保护,以免车辆行驶速度过快导致墙板损坏;准备施工所用的焊接机、激光测试仪、水平仪、钢卷尺、铅垂仪等。正式开始安装后,有关人员必须严格遵循相应的操作要求,如在安装顺序方面,需从某一角点开始,以房间为单位依次开始安装。安装方法方面应注意:从一个房间的某一转角开始,先安装转角板再安装墙板,严格根据设计图纸来依次安装;两块相邻的墙板在找准位置以后立即进行预焊接,板缝置于次梁中间部位,螺柱焊固定。墙板安装作业过程中,全部墙板的水平线高低误差、相邻墙板间的高度差、垂直度误差均需控制在1 mm以内。
顶板安装作业前,有关人员需将加工成型的顶板构件安装到施工现场,但运输期间应保护好构件。安装作业从某一角点开始,以房间为单位依次进行安装。安装过程与墙板安装高度一致,P3单块顶板直接与墙板用激光焊接,P3板与顶部结构件螺栓连接以后需立即满缝焊接。
2.2 不锈钢墙面施工
为提高洁净室不锈钢墙面施工质量,有关人员需根据图纸中对不锈钢墙体施工的相关规定,选择高性能的黏结剂。不锈钢板墙面黏结剂性能对比情况如表1所示。

经本项目的施工经济性、技术性分析与论证,最终选择650聚酰胺为固化剂的环氧黏结剂,配合比为环氧树脂:聚酰胺=1∶1。相对而言,环氧黏结剂的黏结力强大,能起到良好的黏结与加固作用。经大量的理论分析及实践探究,环氧黏结剂能与各种树脂、辅助剂配合使用,在规范使用后能提高黏结部位的物理与机械性能。
当然,施工过程中还涉及其他材料,如不锈钢板作为主材料,应选择厚度为0.5 mm的钢板规格,且需要保障施工所用不锈钢板的分块尺寸符合要求。同时,施工期间还需用到横竖向木筋,由一等红松料制作而成,含水率严格控制在6 %以下,截面长度、宽度分别为45 mm、56 mm。
1. 作业流程。为符合洁净室墙面施工要求,本项目的墙面施工需严格执行以下流程:由专人清理墙面基层的各种杂物,保障基层的洁净度;木筋处墙面应用水泥砂浆完成找平;在预埋防腐木桩上钉上横竖向木筋;水平分格的墙面用1∶2水泥砂浆抹平;木筋上包不锈钢板垫板;参考横竖向木筋间距用薄纸板裁剪样板,编号后由专人试拼装;结合试拼装过程与结果,优化不锈钢板的分块尺寸;裁剪不锈钢板块料;处理不锈钢板表面;配制适量的环氧黏结剂;均匀涂刷后粘贴不锈钢板面层;墙面加压持续时间至少1 d。
2. 不锈钢板的裁剪与预拼装。施工现场相关人员需准确计算墙面上预留洞口的位置及尺寸等数据,有效记录这些数据,如预埋配件的孔洞大小、位置参数。同时,有关人员需使用专用测量仪器或工具,测量4个墙面,做好测量记录,尤其需检查阴阳角是否方正,根据木筋间距大小,计算最佳的不锈钢板块料尺寸。当上述测量与计算工作结束后,应用薄纸板裁剪样板,编号以后开始试拼装。如拼装过程中未发生特殊情况,再开始后续施工。
3. 表面处理。不锈钢板的表面处理过程中,主要需做好以下工作。第一,完成裁剪后的不锈钢板,两个面均需用浓度为2 %的碱水进行清洗,去除其上的油污或者其他杂物,最后用清水冲洗干净。第二,不锈钢板粘贴面应用0号砂布打磨,从钢板一端向另一端逐步打磨,将全部粘贴面均打磨一遍。第三,已打磨的不锈钢板表面应用排笔蘸丙酮来清洗。
4. 配制环氧黏结剂。此项工作中有关人员需参考前期所确定的配合比,合理配备。考虑到本项目的施工要求,有关人员需将称量好的6101环氧树脂放入温度在20 ℃以上的坩埚内;将称量好的650聚酰胺树脂加入环氧树脂内;用玻璃板持续搅拌,使这些材料均匀、充分混合。
5. 面层粘贴。经清洗后的不锈钢板黏结面,施工人员应利用玻璃棒或腻子刮刀均匀涂刮一层环氧黏结剂,与此同时对包在纵横木筋上的不锈钢板表面,应涂刷适量的黏结剂,注意涂刷均匀,厚度控制在0.1 mm上下。已涂刮好黏结剂的不锈钢板及基层面,应晾晒5~10 min后再开始粘贴。粘贴时应坚持从上到下的顺序,以免已粘贴的不锈钢板表面被黏结剂污染。如施工过程中出现异常情况,有关人员需立即查找原因,采取更有针对性的处理方式。粘贴不锈钢板时必须保障横竖对线、接缝整齐、用力揉动,以保障粘贴的牢固性。粘贴按每道墙面分块进行,一面整墙全部粘贴完并经1 d加压,完全成型后再开始粘贴另一墙面。粘贴过程中有关人员需执行技术规范,上一工序完成并通过验收后再进入下一工序。
3、结束语
洁净室不锈钢墙体的施工技术要求较高。如洁净室施工中面临不锈钢墙体施工作业,有关人员需根据具体的施工要求,科学制定施工方案,选定恰当的施工工艺与技术,加强施工管理。
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