Asennettujen HEPA-suodattimien vuototestausmenetelmien soveltuvuus eri puhtausluokissa
Laakso, Antti (2025)
Diplomityö
2025
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20251118109002
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20251118109002
Tiivistelmä
This thesis compares the testing methods for installed HEPA filters defined in the ISO 14644-3 standard, with particular focus on the LSAPC method and its applicability across different cleanliness classes. The objective is to support the selection of the most suitable testing method based on the cleanliness classification of the testing environment.
The theoretical background covers cleanrooms, cleanroom ventilation, HEPA filters, and testing methodologies. Experimental filter tests were conducted under varying conditions using both the LSAPC and aerosol photometer methods. The resulting measurement data were analysed, and the underlying causes of observed phenomena were examined.
The findings are largely consistent with the observations of the commissioning company. The LSAPC method proved reliable for testing filters in non-unidirectional airflow environ-ments of ISO Class 5. In less clean environments, however, elevated background particle concentrations significantly affected testing, particularly testing edge-areas of the filter. In such cases, the particle background exceeded the leakage threshold, leading to false leakage indications in edge and gasket tests. In contrast, filter media testing and tests conducted in unidirectional airflow conditions were not notably affected, as background concentrations did not interfere with results. Tämä työ keskittyy vertailemaan standardissa ISO 14644-3 asennetuille HEPA-suodattimille määriteltyjä testausmenetelmiä. Pääpainona on LSAPC-testausmenetelmään perehtyminen ja sen soveltuvuuden tutkiminen eri puhtausluokissa. Tavoitteena on selkeyttää soveltuvimman testausmenetelmän valintaa testausympäristön puhtausluokan perusteella.
Työssä perehdytään puhdastiloja, puhdastilojen ilmanvaihtoa, HEPA-suodattimia sekä testausmenetelmiä koskevaan teoriaan. Lisäksi suoritettiin suodatintestauksia eri olosuhteissa LSAPC sekä aerosolifotometri -testausmenetelmillä. Testauksista saadut mittaustulokset analysoitiin sekä niissä havaittuja ilmiöitä ja niiden syitä käsitellään työssä.
Työssä suoritetuista HEPA-suodatintestauksista saadut tulokset ovat suurilta osin saman suuntaisia tilaajayrityksen havaintojen kanssa. LSAPC-testausmenetelmällä onnistuttiin luotettavasti testaamaan suodattimia ei-yhdensuuntaisen ilmavirtauksen tilassa ISO 5 puhtausluokassa. Tätä puhtausluokkaa epäpuhtaammissa tiloissa tilan taustahiukkaspitoisuus alkaa merkittävästi vaikuttamaan varsinkin suodattimen reuna-alueiden testaukseen. Epäpuhtaamman tilan suurempi hiukkasten taustapitoisuus ylittää testaukseen määritellyn vuotorajan indikoiden virheellisesti vuotoa reuna-alueiden sekä tiivisteen vuototestauksessa. Suodatinmedian testauksessa sekä yhdensuuntaisen ilmavirtauksen tiloissa kyseistä ongelmaa ei juurikaan ilmennyt, kun tilan hiukkasten taustapitoisuus ei pääse vaikuttamaan testaukseen.
The theoretical background covers cleanrooms, cleanroom ventilation, HEPA filters, and testing methodologies. Experimental filter tests were conducted under varying conditions using both the LSAPC and aerosol photometer methods. The resulting measurement data were analysed, and the underlying causes of observed phenomena were examined.
The findings are largely consistent with the observations of the commissioning company. The LSAPC method proved reliable for testing filters in non-unidirectional airflow environ-ments of ISO Class 5. In less clean environments, however, elevated background particle concentrations significantly affected testing, particularly testing edge-areas of the filter. In such cases, the particle background exceeded the leakage threshold, leading to false leakage indications in edge and gasket tests. In contrast, filter media testing and tests conducted in unidirectional airflow conditions were not notably affected, as background concentrations did not interfere with results.
Työssä perehdytään puhdastiloja, puhdastilojen ilmanvaihtoa, HEPA-suodattimia sekä testausmenetelmiä koskevaan teoriaan. Lisäksi suoritettiin suodatintestauksia eri olosuhteissa LSAPC sekä aerosolifotometri -testausmenetelmillä. Testauksista saadut mittaustulokset analysoitiin sekä niissä havaittuja ilmiöitä ja niiden syitä käsitellään työssä.
Työssä suoritetuista HEPA-suodatintestauksista saadut tulokset ovat suurilta osin saman suuntaisia tilaajayrityksen havaintojen kanssa. LSAPC-testausmenetelmällä onnistuttiin luotettavasti testaamaan suodattimia ei-yhdensuuntaisen ilmavirtauksen tilassa ISO 5 puhtausluokassa. Tätä puhtausluokkaa epäpuhtaammissa tiloissa tilan taustahiukkaspitoisuus alkaa merkittävästi vaikuttamaan varsinkin suodattimen reuna-alueiden testaukseen. Epäpuhtaamman tilan suurempi hiukkasten taustapitoisuus ylittää testaukseen määritellyn vuotorajan indikoiden virheellisesti vuotoa reuna-alueiden sekä tiivisteen vuototestauksessa. Suodatinmedian testauksessa sekä yhdensuuntaisen ilmavirtauksen tiloissa kyseistä ongelmaa ei juurikaan ilmennyt, kun tilan hiukkasten taustapitoisuus ei pääse vaikuttamaan testaukseen.