ISO EN 14644-3 Discrete Particle Counting (DPC) Testen on site
Peter Ruiter Technical Director EMEA AAF International BV
In-Situ Testen Om misverstanden te vermijden!! Een “in Situ test” wordt niet uitgevoerd om het HEPA/ULPA filter opnieuw te classificeren maar wordt uitgevoerd om: • Te controleren of het filter lekvrij is, (filter media – aansluiting op het frame). Het filter kan namelijk lek zijn als gevolg van transport, installatie en / of gebruik van het filter. • Controle of er lekkage is door b.v. een bypass in het frame, lekkage via het filter huis, pakking of plafond systeem.
Waarom is er zoveel interesse in DPC testen? 1. Minder filtervervuiling door het gebruik van lagere concentraties aerosol. 2. Filter producenten testen volgens de EN 1822. De DPC test methode ligt in methodiek en afkeurcriteria in lijn met de producenten test EN 1822 dan de test met Photometer.. 3. De DPC test mag toegepast worden voor de hele HEPA / ULPA filter range, inclusief filters die uitgerust zijn met Membraam media 4. Er zijn gel problemen vanuit het veld geconstateerd door hoge concentraties PAO in samenspel met een bepaalde Silicone Gel
Gel na vullen
Gel na intensieve blootstelling aan PAO (geen integriteits problemen met de seal)
Filter vervuiling Aerosol Serie nummer Weerstand [Pa] Efficiency [%] Gemeten met de TSI scan
DEHS 0.18 μm 675650-1 122
675650-2 119
99.998713
99.9982
Aantal pleats (N): 180 Media pakket hoogte (Dp): 48 mm Hoogte (Hv): 564 mm Breedte : (Wv) 564 mm Effectieve media oppervlak = N x Dp x 2 x Hv = 180 x 0.048 x 2 x 0.564 = 9.7 m²
Standaard Glasvezel media
Scan rapportage
Samenvatting test resultaat Aerosol DEHS 0.18 μm Serial number Resistance [Pa]
675650-1 213
Efficiency [%] Measured with TSI scan 99.994477 Leak detection to EN1822-4 no Filter class H13
675650-2 215
99.993791
Dit is wat we meten:
no H13
Traditioneel media Mogelijk herstel van het filter: Een van de filters is in de laser kanaal geïnstalleerd en voor 4 dagen achtereenvolgens belast met HEPA klasse voorgefilterde op een nominale snelheid van 0,45 m/s Test resultaat: Aerosol DEHS 0.18 μm Serie nummer 675650-1 Weerstand [Pa] 226 Rendement [%] Gemeten met TSI scan 99.9898 Lek detectie volgens EN1822-4 Filter klasse H13
Dit is wat we meten:
Discrete Particle Counter Tests Al in gebruik in de Semiconductor industrie sinds midden 80jaren. De DPC methode is beschreven in verschillende internationale standaards: • • • •
EN 1822 “HEPA/ULPA Filters” IEST-RP-CC034 “HEPA and ULPA Filter Leak Tests” IS0 14644-3 “Test Methods” ISO 29463 “High-efficiency filters and filter media for removing particles from air” • NEBB “Procedural Standards for Certified Testing of Cleanrooms”
Filter producenten met auto-scan capaciteit voeren de test al jaren uit.
In-Situ Test Jim Meek, werkzaam bij Baxter in Amerika is in 2009 een project gestart met als doel wetenschappelijk gebaseerde data te genereren van testen met een sterk verlaagde upstream concentratie PAO Een filter is getest waarin 12 lekken waren aangebracht.
Challenge
Concentration
Instrument
PAO
22 µg/l
Photometer
PAO
6 µg/l
Photometer
PAO
0.1 µg/l
DPC
PSL
4.4x107 / ft³
DPC
Conclusie van zijn onderzoek 1. Alle 12 lekken wordt gevonden, zowel met de Photometer als met de DPC methode. 2. De data veronderstellen dat de lekken gevonden met de DPC groter zijn dan de lekken gevonden met de Photometer
Vergelijk van de lekken 0.08
Leak Rate
0.07
0.06
0.05 0.3 PAO
0.3 PSL
0.5 PAO
0.5 PSL
22.2 PAO
6.0 PAO
Condition
De data geven aan dat de gevonden lekken met DPC groter zijn Alternative Methods for HEPA Filter Leak Detection by Jim Meek, Dan Milholland, Laszlo March – April 2011 Pharmaceutical Engineering
Vergelijk van de lekken De data zou aangeven dat de gevonden lekken met DPC groter zijn
Alternative Methods for HEPA Filter Leak Detection by Jim Meek, Dan Milholland, Laszlo March – April 2011 Pharmaceutical Engineering
ISO EN 14644-3 Cleanrooms & associated controlled environments
Part 3: Metrology and test methods
ISO EN 14644-3 een lek test uitgevoerd met een Photometer Aerosol concentratie aan de lucht instroomzijde Concentratie: 10 mg/m3 tot 100 mg/m3 (onder 20 mg/m3 geeft een vermindering van de gevoeligheid en boven de 80 mg/m3 geeft het risico van vervuiling)
Als algemene stelregel: De DPC methode 100 tot 1000 x lagere aerosol concentratie
ISO EN 14644-3 Installed Filter System Leakage Test with a Photometer Mogelijke problemen ON Site met de Photometer! De Procedure volgens de 14644-3 voor een filterinstallatie met een HEPA filter, filterklasse H14 een lektest met een aerosol Photometer.
Afname Criteria Maximale penetratie: = =
1.0 x 10-4 0.0001 lokaal lek 0.01% lokale penetratie
EN 1822 producenten test Filter Group
Filter Class E10 E11 E12 H13 H14 U15 U16 U17
Overall value
Local factor multiplier
Efficiency Penetration [%] [%] > 85 < 15 > 95 <5 > 99.5 < 0.5 > 99.95 < 0.05 > 99.995 < 0.005 > 99.9995 < 0.0005 > 99.99995 < 0.00005 > 99.999995 < 0.000005
Local value
Efficiency [%] 5 5 5 5 20
> 99.75 > 99.975 > 99.9975 > 99.99975 > 99.9999
Penetration [%] < 0.25 < 0.025 < 0.0025 < 0.00025 < 0.0001
= 0.01% local penetration ????????????? (Lekpercentage EN 14644-3 Photometer)
HEPA / ULPA filter rendement versus In-situ lokaal rendement in (%)
Voorbeeld van een verdeling, CMD en MMD DPC versus Photometer 1,00E+11
CMD 0,209 µm
•
1,00E+10
MMD 0.321 µm PARTICLES
1,00E+09
Als voorbeeld een normale DOP distribution curve, verdeling door een Laskin nozzle
CMD: 0.209 µm count median diameter
1,00E+08
1,00E+07
MMD: 0.321 µm mass median diameter
1,00E+06
1,00E+05 0,135
0,275
0,45
0,9
PARTICLE SIZE µm
1,75
3
HEPA / ULPA filter rendement versus In-situ lokaal rendement in (%)
ISO EN 14644-3 Installed Filter System Leakage Test with DPC Discrete Particle Counter Lek test procedure voor een geïnstalleerd filter system met een discrete partikel counter (DPC) The DPC is een meetinstrument dat het aantal en grootte van een deeltje registreert en opslaat voor een gedefinieerd volume De methode is geaccrediteerd volgens UKAS
ISO EN 14644-3 Installed Filter System Leakage Test with DPC Discrete Particle Counter
Waar kan de DPC worden gebruikt? Alle filters- en plenuminstallaties met kanaal aansluitingen Stofarme ruimten t/m Class ISO 1 Filters t/m een filterklasse U 17 Vernevelde aerosol of een aerosol met vaste deeltjes is toegestaan. Er zijn wel restricties t.a.v. concentratie van de aerosol.
ISO EN 14644-3 Installed filter System leakage test with DPC Discrete Particle Counter
Bekende aerosols : DOP
di-octyl-phthalate (niet vaak gebruikt verboden in veel landen cargiogenic )
DEHS PAO PSL
di-2-hexyl-sebacate poly-alpha-olefin poly-styrene-latex
CMD:
0.1 µm to 0.5 µm
Acceptatie niveau is afhankelijk van de filter classificatie.
ISO EN 14644-3 Installed Filter System Leakage Test with DPC Discrete Particle Counter
Filter class H 13 H 14 U 15 U 16 U 17
Integral MPPS penetration Ps < 0.05% < 0.005% < 0.0005% < 0.00005% < 0.000005%
Factor K 10 10 30 100 300
Calculated leak penetration Pl < 0.5% < 0.05% < 0.015% < 0.005% < 0.0015%
Acceptatie criteria DPC op de filters met verschillende Filter klasse
ISO EN 14644-3 Installed filter System leakage test with DPC Discrete Particle Counter
Aerosol Generator
Diluter, 442x Upstream concentratie, sampling
Generator
ISO EN 14644-3 Lek testen met een DPC Diluter
Make Up Air
To Counter
HEPA Filter 28.3 L/min
28 cc/m
Sample
Capillary Tube
ISO EN 14644-3 DPC
Upstream concentratie
Voor een betrouwbare meting is een minimale concentratie aerosol vereist aan de vuile luchtzijde. Acceptatie Cc Range voor een Np 2-10
H13
120,000 /ft3
600,000 /ft3
H14 U15
1,200,000 /ft3 4,000,000 /ft3
6,000,000 /ft3 20,000,000 /ft3
U16
12,000,000 /ft3
60,000,000 /ft3
U17
40,000,000 /ft3
200,000,000 /ft3
Better Air Is Our Business®
ISO EN 14644-3 DPC
Pre-Test Upstream Post-Test Upstream
Upstream concentratie
Sample 1 (20s)
Sample 2 (20s)
Sample 3 (20s)
(n / ft³)
4.000
3.500
3.750
11.250
3.750
3.150
2.900
9.800
UPSTREAM CONVERSION: Dilution Factor 442 3 11 250 particles/ft Cc (from DPC) 3 4 972 500 particles/ft Cc (true) 175 707 particles/l Cc (true)
Average
ISO EN 14644-3 DPC
Upstream concentratie
LEAK QUANTIFICATION: Defined Acceptance Criterion = Max No. of Particles allowed in 20 secs = No. of Particles in 20 secs = No. of Particles in 1 min = Cc (true) Leak Penetration = Leak Penetration (if none detected) =
0.050 % 829 Particles
500 Particles 1 500 Particles / ft³ 4 972 500 Particles / ft³ 0.0302 % 0.05 %
PASS
ISO EN 14644-3 Installed filter System leakage test with DPC Discrete Particle Counter
Bedankt voor jullie aandacht
Testen is meer dan alleen deeltjes tellen
