UPW 汚染のリスク
半導体および製薬施設の超純水システムは、18 MΩ・cm 以上の抵抗率で動作します。-熱交換器のチューブ壁から蒸気が漏れると、-ピンホールから 1 時間あたりマイクロリットルの凝縮水が発生する-場合でも、溶解固体、シリカ、有機炭素が UPW に侵入します。汚染は、汚染された可能性のある水がすでに敏感なプロセス装置に到達した後、使用時点の下流で検出されます。ウェーハまたは製品への損傷はすでに発生しています。
標準的な漏れ検出は、熱交換器の定期的な圧力テスト、つまり定期メンテナンス中に実行されるオフライン テストに基づいています。{0}テストの間に漏れが発生すると、検出されるまでに数週間にわたってプロセスが汚染される可能性があります。
統合された導電率プローブは、PTFE 熱交換器の戦略的な位置に直接取り付けられており、リアルタイムの漏れ検出を実現します。{0}プローブ位置での導電率の上昇は数秒以内に汚染を知らせ、汚染水が下流の機器に到達する前に、影響を受けた熱交換器回路を即座に隔離することができます。
統合センサー設計
導電率プローブは、PTFE ハウジングに埋め込まれた一対のチタンまたはステンレス鋼の電極で、熱交換器の凝縮水ヘッダーまたは蒸気入口プレナムの専用ポートに取り付けられます。電極はヘッダ内の流体-、通常の動作中は蒸気または凝縮水、または漏れが発生した場合は蒸気とプロセス水の混合物と接触します。
通常の蒸気凝縮水の導電率は非常に低く、適切に処理されたボイラー給水では通常 1-5 μS/cm です。{0}}チューブの漏れにより UPW (またはプロセス化学物質) が蒸気空間に侵入すると、ヘッダー内の流体の導電率が変化します。 UPW 自体の導電率は 0.055 μS/cm 以下であり、-凝縮水よりも低いため、UPW が蒸気に漏れると、プローブでの導電率が実際に低下する可能性があります。したがって、検出戦略は、増加だけでなく、確立されたベースラインからのいずれかの方向の導電率の偏差を監視します。
UPW ではなく化学溶液を加熱する熱交換器の場合、伝導率の変化は劇的かつ明確です。蒸気空間に入るプロセス化学物質は、伝導率を 1 ～ 5 μS/cm から 500 ～ 5,000 μS/cm に瞬時に増加させます。プローブは数秒以内にアラームをトリガーします。
| 設計パラメータ | 仕様 | 理論的根拠 |
|---|---|---|
| プローブの位置 | 凝縮水ヘッダー、管束の下流 | 漏れのあるチューブからの汚染を検出します |
| プローブの種類 | 2電極接触導電率セル | シンプル、信頼性が高く、メンテナンスの手間がかからない |
| 電極材料 | チタン（グレード2）またはSS316L | 蒸気凝縮水の化学反応に適合 |
| プローブハウジングの材質 | PTFE、固体から機械加工 | 熱交換器の材質に適合します。異質な重大な問題はない |
| プローブポート接続 | 1/2 インチ NPT ネジ付きまたはフランジ付き PTFE | 標準の計装フィッティング。校正のために取り外し可能 |
| 測定範囲 | 0.01～1,000μS/cm | 凝縮水のベースラインと漏れの汚染範囲をカバーします- |
| 応答時間 (T90) | < 5 seconds | 迅速な分離を可能にします |
| 警報設定値 | ランニングベースラインからの±50%の偏差 | UPW リーク (導電率低下) と化学物質リーク (増加) の両方を検出 |
| プローブの交換間隔 | 毎年（推奨） | 電極汚れによるドリフトを防止 |
リーク位置特定のためのマルチプローブ戦略-
多回路 PTFE 熱交換器では、独立した各回路の凝縮水出口に導電率プローブが取り付けられます。これにより、漏れの検出だけでなく、漏れの位置特定も可能になります。導電率の偏差を示すプローブにより、どの回路に漏れのあるチューブが含まれているかが特定されます。影響を受けた回路を隔離しても、残りの回路は発熱し続けます。修理が予定されている間は、生産能力を減らして生産が継続されます。
大型の単回路熱交換器の場合、複数のプローブを復水ヘッダーに沿って取り付けることで、漏れの場所をバンドルの特定のセクションに絞り込むことができ、修理中に検査する必要があるチューブの数を減らすことができます。
制御システムの統合
導電率プローブは、マルチチャンネル導電率トランスミッタに接続するか、4～20 mA アナログ出力を介して施設の PLC/DCS に直接接続します。{0}制御システムは各プローブ チャネルを継続的に監視し、測定された導電率を過去 24 時間の通常動作で計算された移動平均ベースラインと比較します。
逸脱アラームは 2 つのレベルで構成されます。1 つはオペレーターに調査を促す警告レベル (ベースラインから ±30%)、もう 1 つは影響を受けた回路の蒸気隔離弁を自動的に閉じ、バイパスを開いてボイラー給水戻りから汚染された可能性のある凝縮水を迂回させるクリティカル レベル (ベースラインから ±50%) です。
アラーム ロジックには時間遅延 (通常 10 ～ 30 秒) が含まれており、起動時または負荷変化時の一時的な導電率変動による迷惑アラームを防止します。
まとめ
統合された導電率プローブを備えた PTFE 熱交換器は、超純水や高純度化学加熱用途でのリアルタイムの漏れ検出を可能にします。{{0}{1}{2}各回路の凝縮水出口に取り付けられたプローブは、チューブの漏れから数秒以内にベースラインからの導電率の逸脱を検出し、汚染された流体が下流のプロセスに到達する前に即座に隔離することができます。
マルチプローブ戦略により、リークの箇所が特定の回路に特定され、修理がスケジュールされている間も部分的な動作を継続できます。-リアルタイムのモニタリングにより、定期的なオフライン圧力テストに特有のリスク ウィンドウが排除されます。-
統合された導電率プローブ PTFE 熱交換器仕様のエンジニアリング サポートは、プロセス流体の化学的性質、通常の蒸気凝縮水の導電率、アラーム応答要件、および制御システム インターフェイスの仕様を提出すると利用できます。
