ГОСТ Р 56191-2014 Чистые помещения. Определение класса чистоты с использованием коэффициента запаса.
ГОСТ Р 56191-2014
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЧИСТЫЕ ПОМЕЩЕНИЯ
Определение класса чистоты с использованием коэффициента запаса
Cleanrooms. Determination of cleanliness class using a safety factor
ОКС 13.040.01
19.020
Дата введения 2015-12-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Общероссийской общественной организацией "Ассоциация инженеров по контролю микрозагрязнений" (АСИНКОМ) при участии Открытого акционерного общества "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АО "НИЦ КД")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 184 "Обеспечение промышленной чистоты"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 октября 2014 г. N 1428-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2019 г.
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Введение
Отличительной особенностью чистых помещений является то, что в них контролируется счетная концентрация частиц в воздухе, причем эта концентрация ниже, чем в обычных помещениях. Чистые помещения широко применяются в электронной, космической, фармацевтической, приборостроительной, пищевой и других отраслях промышленности, а также в больницах, обеспечивая требуемый технический уровень изделий, их надежность и безопасность.
Основным показателем чистого помещения является класс чистоты. Для каждого класса чистоты установлены предельно допустимые концентрации частиц с размерами, равными и большими заданного. Классы чистоты и методы проверки соответствия им установлены в ГОСТ ИСО 14644-1.
Методики проверки соответствия при испытаниях чистого помещения зависят от числа точек отбора проб:
- при числе точек отбора проб от 2 до 9 требуется вычисление верхнего доверительного предела концентрации частиц;
- при числе точек отбора проб от 10 и более оценка соответствия ведется по среднему значению концентраций частиц.
Требуемое число точек отбора проб равно корню квадратному из площади помещения с округлением до ближайшего большего значения.
Практическое использование методики вычисления верхних доверительных пределов представляет определенную сложность и неудобно в массовом применении.
В связи с этим ведется поиск альтернативных методов, позволяющих ограничиться оценкой класса чистоты только по средним значениям концентраций частиц без вычисления верхних доверительных пределов. Применение таких альтернативных методов допускается ГОСТ ИСО 14644-1-2002.
Существует практика искусственного увеличения числа точек отбора проб до значения, равного или большего 10. Это позволяет избежать трудоемкого вычисления верхних доверительных пределов концентрации частиц, но приводит к увеличению трудозатрат на испытания чистых помещений.
________________
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод оценки соответствия классу чистоты чистого помещения при числе точек отбора проб от 2 до 9 с помощью коэффициентов запаса. Метод альтернативен методу по ГОСТ ИСО 14644-1, обеспечивая сопоставимую с ним точность.
Метод основан на статистическом подходе по ГОСТ ИСО 14644-1, но предлагает обратный порядок действий в вычислениях, что позволяет упростить испытания чистых помещений. Метод применим и для других статистических моделей. Метод является универсальным для любых законов распределения. В настоящем стандарте приведены примеры применения метода для нормального распределения, используемого в ГОСТ ИСО 14644-1.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:
________________
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте использованы термины и определения по ГОСТ ИСО 14644-1, а также следующие термины с соответствующими определениями:
Примечание - Если средняя концентрация частиц по всем точкам отбора проб не превышает гарантированного уровня, то класс чистоты помещения соответствует ГОСТ ИСО 14644-1.
4 Условные обозначения и сокращения
В настоящем стандарте использованы следующие обозначения и сокращения:
m - число точек отбора проб;
s - стандартное отклонение (среднеквадратичное отклонение) (см. ГОСТ ИСО 14644-1);
95% ВДП - верхний предел 95%-го доверительного интервала.
5 Методика расчета
5.1 Подготовка к работе
5.2 Оценка класса чистоты во время испытаний чистого помещения
5.3 Расчет коэффициента запаса
- числа точек отбора проб m.
Для применения метода следует:
Приведенные ниже примеры показывают чувствительность модели к этому значению.
Начальной точкой расчетов является формула, приведенная в ГОСТ ИСО 14644-1 (приложение C):
m - число точек отбора проб;
Коэффициент запаса рассчитывают по формуле
Таблица 1 - Значение процентиля t-распределения Стьюдента для 95% ВДП
|
|
|
|
|
|
|
Процентиль | Число точек отбора проб m | |||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7-9 |
6,3 | 2,9 | 2,4 | 2,1 | 2,0 | 1,9 |
Статистические данные могут быть описаны двумя параметрами:
- стандартное отклонение (среднеквадратичное отклонение), s.
Если R=0 или s=0, то величина не является случайной.
Если s>0, то величина будет случайной. Концентрация частиц является случайной величиной.
Степень случайности растет с увеличением значения R.
Примеры
1 Расчет при R=0,5
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент запаса | Число точек отбора проб т | ||||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 |
3,2 | 1,8 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,7 | 1,3 |
Рассчитывают гарантированный уровень для заданного класса чистоты и размеров частиц по формуле
|
|
|
|
|
|
|
|
Гарантированный уровень | Число точек отбора проб т | ||||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 |
1100 | 1960 | 2200 | 2350 | 2510 | 2510 | 2710 |
2 Расчет при R=1
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент запаса | Число точек отбора проб m | ||||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 |
5,5 | 2,7 | 2,2 | 1,9 | 1,8 | 1,7 | 1,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Гарантированный уровень | Число точек отбора проб т | ||||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 |
640 | 1300 | 1600 | 1850 | 1960 | 2070 | 2200 |
Фактор случайности для концентрации частиц при R=1 больше, чем R=0,5, поэтому коэффициенты запаса для R=1 будут больше.
Приложение A
(справочное)
Основы метода с использованием коэффициента запаса
Определение доверительного предела связано с понятием доверительного интервала. Доверительный интервал показывает неопределенность случайных событий и может быть определен как процент событий, попавших в этот интервал в процессе многочисленных испытаний. Для 95% доверительного интервала в него попадают 95% событий (например, результатов отбора проб). Доверительный интервал имеет две границы: нижний доверительный предел (НДП) и верхний доверительный предел (ВДП). НДП для счета частиц равен 0, поэтому для чистых помещений используют только ВДП. Запись "95% ВДП" означает, что 95% всех результатов отбора проб будут ниже ВДП, т.е. только 5% полученных значений могут быть выше 95% ВДП.
ВДП рассчитывают, чтобы учесть случайный характер распределения частиц в воздухе. ГОСТ ИСО 14644-1 учитывает фактор случайности при испытаниях чистых помещений, используя 95% ВДП.
Существует два способа избежать расчетов ВДП:
2) установить допустимый предел, достаточно жесткий для исключения фактора случайности.
В настоящем стандарте рассмотрен второй способ.
Настоящий стандарт устанавливает альтернативный метод, который не требует вычисления 95% ВДП для каждого испытания чистых помещений, - метод с использованием коэффициента запаса.
A.1 Суть метода
По ГОСТ ИСО 14644-1 определяют следующие значения (см. рисунок A.1):
Вычисления, учитывающие случайность по ГОСТ ИСО 14644-1, должны проводиться при каждом испытании.
|
Рисунок А.1 - Графическое представление методики по ГОСТ ИСО 14644-1
Преимуществом данного метода является то, что он позволяет значительно упростить методику испытаний. Требуется только:
Это значительно проще, чем приведено в ГОСТ ИСО 14644-1.
|
Приложение В
(справочное)
Примеры расчетов
|
|
|
|
|
|
|
|
Промежуточная величина | Число точек отбора проб m | ||||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 |
6,3 | 2,9 | 2,4 | 2,1 | 2,0 | 1,9 | 1,9 | |
0,4 | 0,2 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | |
0,9 | 0,3 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,1 | 0,1 | |
1,3 | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | |
1,8 | 0,7 | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | |
2,2 | 0,8 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,4 | 0,3 | |
3,1 | 1,2 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | |
4,5 | 1,7 | 1,2 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | |
5,3 | 2,0 | 1,4 | 1,1 | 1,0 | 0,9 | 0,8 | |
6,7 | 2,5 | 1,8 | 1,4 | 1,2 | 1,1 | 1,0 | |
7,6 | 2,8 | 2,0 | 1,6 | 1,4 | 1,2 | 1,1 | |
8,9 | 3,3 | 2,4 | 1,9 | 1,6 | 1,4 | 1,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент запаса | Число точек отбора проб, m | ||||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 |
( R =0,1) | 1,4 | 1,2 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 |
( R =0,2) | 1,9 | 1,3 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,1 | 1,1 |
( R =0,3) | 2,3 | 1,5 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 1,2 | 1,2 |
( R =0,4) | 2,8 | 1,7 | 1,5 | 1,4 | 1,3 | 1,3 | 1,3 |
( R =0,5) | 3,2 | 1,8 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,4 | 1,3 |
( R =0,7) | 4,1 | 2,2 | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,5 | 1,4 |
( R =1,0) | 5,5 | 2,7 | 2,2 | 1,9 | 1,8 | 1,7 | 1,6 |
( R =1,2) | 6,3 | 3,0 | 2,4 | 2,1 | 2,0 | 1,9 | 1,8 |
( R =1,5) | 7,7 | 3,5 | 2,8 | 2,4 | 2,2 | 2,1 | 2,0 |
( R =1,7) | 8,6 | 3,8 | 3,0 | 2,6 | 2,4 | 2,2 | 2,1 |
( R =2,0) | 9,9 | 4,3 | 3,4 | 2,9 | 2,6 | 2,4 | 2,3 |
Многочисленные испытания чистых помещений 6 ИСО - 9 ИСО в оснащенном состоянии при неоднонаправленном потоке воздуха показали, что R<(0,3-0,4).
Значения R=0,5 или R=1,0 могут рассматриваться как наихудший случай для этих классов и быть рекомендованы для применения на практике, кроме каких-либо необычных условий, например, отбора проб после НЕРА фильтров с перфорированными решетками.
Для однонаправленного потока значения R могут быть более высокими.
|
a - класс 5 ИСО, 0,3 мкм; б - класс 5 ИСО, 0,5 мкм; в - класс 5 ИСО, 5,0 мкм; г - класс 7 ИСО, 0,5 мкм; д - класс 7 ИСО, 5,0 мкм
|
|
|
|
|
|
|
Класс чистого помещения | Состояние помещения | |||||
| в оснащенном состоянии | в эксплуатации | ||||
| R | R | ||||
5 ИСО (однонаправленный поток воздуха) | 1,0 | 3 | 3 | 1,5 | 3 | 4 |
6 ИСО - 9 ИСО | 0,5 | 3 | 3 | 1,0 | 3 | 3 |
|
|
УДК 543.275.083:628.511:006.354 | ОКС 13.040.01; |
| 19.020 |
| |
Ключевые слова: чистые помещения, класс чистоты, упрощенная оценка, коэффициент запаса, 95% верхний доверительный предел |