วิธีการทดสอบความแน่นสนิทของอากาศสำหรับประตูห้องสะอาด

ประตูมีความสำคัญอย่างยิ่งในห้องสะอาด เนื่องจากทำหน้าที่ควบคุมความต่างของแรงดันและแยกโซนห้องสะอาดออกจากกัน เพื่อป้องกันการแพร่กระจายของสิ่งสกปรกตามระดับความแน่นสนิทที่กำหนดไว้ การทดสอบความแน่นสนิทของอากาศสำหรับประตูห้องสะอาดช่วยให้มั่นใจว่าประตูจะทำงานได้ตามข้อกำหนดในโรงงานผลิตยา โรงงานผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ หรือโรงงานประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ผู้จัดการสถานที่และวิศวกรควรศึกษาเกี่ยวกับวิธีการทดสอบประตูห้องสะอาดที่มีอยู่ เพื่อเข้าใจวิธีการวัดและปรับปรุงความแน่นสนิทของอากาศของประตูห้องสะอาด

เหตุใดการทดสอบความแน่นสนิทของอากาศจึงมีความสำคัญ

การทดสอบการรั่วของอากาศใช้กับประตูห้องสะอาด และสามารถสังเกตผลได้โดยตรง คุณจะทราบถึงระดับความแน่นสนิทของประตูนั้น หากแรงดันภายในห้องสะอาดไม่เพียงพอ อาจทำให้เชื้อโรคหลุดรอดออกจากห้องสะอาดผ่านประตูห้องสะอาดได้ ซึ่งหากห้องปฏิบัติการมีระดับความปลอดภัยทางชีวภาพ (Biosafety Level) ระดับ 2 หรือ 3 ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน อาจก่อให้เกิดการปนเปื้อนต่อทั้งคุณและชุมชนรอบข้าง หรือหากโรงงานผลิตยาไม่เป็นไปตามมาตรฐาน ก็อาจส่งผลให้ผลการทดสอบคุณภาพล้มเหลวและฝ่าฝืนข้อบังคับที่เกี่ยวข้อง

การไม่ปิดผนึกให้สนิทอาจก่อให้เกิดผลร้ายแรงได้ งานวิจัยชี้ว่า ช่องว่างรอบประตูอาจเป็นจุดรั่วซึม และส่งผลกระทบเชิงลบต่อความสามารถในการควบคุมสิ่งแวดล้อมภายในพื้นที่ปิด เช่น ในห้องปฏิบัติการระดับ BSL-3 ช่องรั่วซึมขนาดเพียง 0.04 ตารางเมตร ที่อัตราการไหลของอากาศ 540 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง ส่งผลให้เกิดความต่างของความดันเท่ากับ -17.75 พาสคาล ในขณะที่ช่องรั่วซึมขนาด 0.08 ตารางเมตร ที่อัตราการไหลของอากาศเท่ากัน ส่งผลให้เกิดความต่างของความดันเพียง -3.04 พาสคาล การลดลงอย่างมากของความต่างของความดันนี้แสดงให้เห็นว่า ความสมบูรณ์ของการควบคุมสิ่งแวดล้อมภายในพื้นที่ปิดสามารถถูกทำลายได้จากข้อบกพร่องที่ไม่จำเป็นต้องมีขนาดใหญ่

วิธีการทดสอบทั่วไป

มีวิธีการทดสอบมาตรฐานหลายแบบที่ใช้ตรวจสอบความแน่นสนิทของประตูห้องสะอาด แต่ละวิธีมีระดับความแม่นยำที่แตกต่างกัน และเหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย

วิธีที่ใช้บ่อยที่สุดคือการทดสอบการลดแรงดัน (Pressure Decay Testing) โดยปิดห้องทดสอบรอบประตูแล้วเติมอากาศเข้าไปจนถึงแรงดันที่กำหนด ซึ่งโดยทั่วไปคือ 50 พาสคาล หรือ 100 พาสคาล จากนั้นวัดอัตราการลดลงของแรงดันตามช่วงเวลา และคำนวณอัตราการรั่วไหลของอากาศจากอัตราการลดลงของแรงดัน วิธีนี้ให้ข้อมูลเชิงปริมาณเกี่ยวกับการไหลของอากาศผ่านซีลประตู

การทดสอบด้วยควัน (Smoke Testing) เป็นวิธีการตรวจสอบการรั่วไหลแบบมองเห็นได้ โดยพ่นควันเข้าใกล้ขอบประตูเพื่อหาจุดรั่ว ซึ่งมีประสิทธิภาพในการระบุปัญหาของซีลและใช้เป็นเครื่องมือฝึกอบรมบุคลากร อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีความไวต่อการรั่วไหลของอากาศในระดับเล็กน้อยน้อยกว่าวิธีที่อาศัยแรงดัน

การทดสอบความแน่นสนิทของอากาศด้วยอุปกรณ์ทดสอบพิเศษใช้เพื่อวัดอัตราการรั่วไหลของอากาศบริเวณรอยต่อของประตู วิธีนี้ถือว่าเป็นวิธีที่น่าเชื่อถือที่สุดในการตรวจจับปัญหาการซีล และสามารถตรวจจับการรั่วไหลที่มีขนาดเล็ก รวมถึงความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้นกับระบบซีลในห้องสะอาดที่มีข้อกำหนดพิเศษ

การทดสอบอัตราการรั่วซึมด้วยเครื่องวัดอัตราการไหลที่ได้รับการสอบเทียบแล้ว คือ การทดสอบอัตราการรั่วซึมของอากาศผ่านซีลประตูภายใต้ความต่างของแรงดันเฉพาะเจาะจง วิธีนี้วัดปริมาณการรั่วซึมเป็นลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง หรือลิตรต่อวินาที ซึ่งให้ผลการประเมินประสิทธิภาพเชิงวัตถุที่ชัดเจน

เครื่องมือและเทคโนโลยีสำหรับการทดสอบ

เครื่องมือวัดที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญยิ่งต่อการทดสอบความแน่นสนิทของอากาศอย่างถูกต้อง เครื่องมือวัดแรงดัน เช่น เครื่องวัดแรงดันและทรานสดิวเซอร์วัดความต่างของแรงดัน มีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะใช้ในการติดตามค่าแรงดันระหว่างการทดสอบ ในสภาพแวดล้อมที่ต้องการความแม่นยำสูง สามารถใช้สเปกโตรมิเตอร์มวลฮีเลียม (helium mass spectrometer) สำหรับตรวจจับการรั่วซึมที่ไวต่อระดับสุดขีด โดยมีขีดจำกัดการตรวจจับต่ำสุดที่ 1×10-9 mbar·L/s การทดสอบทั่วไปสามารถทำได้อย่างรวดเร็วและไม่ทำลายชิ้นงานด้วยอุปกรณ์ตรวจจับการรั่วซึมแบบอัลตราโซนิก portascanner® AIRTIGHT ซึ่งสามารถตรวจจับและวัดการรั่วซึมที่เล็กที่สุด (ขนาด 0.5 มม.) ได้ที่บริเวณพอร์ตหรือตำแหน่งที่ต้องการ

การทดสอบเพื่อใช้งาน ซึ่งจะได้รับผลกระทบจากประเภทของห้องสะอาดและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ ห้องสะอาดระดับ ISO 7-8 มักจะต้องการประสิทธิภาพในการรั่วของอากาศในระดับ Class 6 หรือสูงกว่า หรือไม่เกิน 1.5 ลูกบาศก์เมตรต่อเมตรต่อชั่วโมง (m³/m·h) และพื้นที่หลักที่ต้องการความปลอดเชื้อมากเป็นพิเศษมักจะต้องการระดับ Class 7 หรือสูงกว่า

มาตรฐานและข้อกำหนดด้านการปฏิบัติตาม

ประสิทธิภาพของประตูห้องสะอาดต้องได้รับการยืนยันผ่านการปฏิบัติตามมาตรฐานที่กำหนดไว้ มาตรฐานที่สำคัญ ได้แก่ ISO 14644-1 ซึ่งใช้จัดหมวดหมู่ห้องสะอาด และมักจะรวมข้อกำหนดสำหรับการทดสอบความแน่นสนิทของอากาศไว้ด้วย ตามมาตรฐานเยอรมัน VDI 2083 Blatt 19 ได้กำหนดการทดสอบต่างๆ รวมถึงการจัดหมวดหมู่ความแน่นสนิทของอากาศสำหรับระบบปิดล้อม เช่น ห้องสะอาดและส่วนประกอบต่างๆ

มาตรฐานที่เกี่ยวข้องอื่นๆ ได้แก่ ASTM E284 สำหรับการวัดการรั่วของอากาศ, EN 12207 สำหรับการจัดระดับความแน่นสนิทของอากาศ และ ISO 12964 สำหรับการรั่วของอากาศผ่านประตูและหน้าต่าง บทที่ 797 ของ USP ยังกำหนดมาตรฐานความสมบูรณ์ของชั้นกันอากาศสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมยา องค์กรรับรองส่วนใหญ่ เช่น UL และ TÜV จะกำหนดให้มีผลการทดสอบที่จัดทำเป็นเอกสารจากห้องปฏิบัติการที่ได้รับการรับรอง

บทสรุป

การทดสอบความแน่นของประตูห้องสะอาดมีวัตถุประสงค์เพื่อให้มั่นใจว่าประตูห้องสะอาดสามารถรักษาสภาพห้องสะอาดให้แยกจากสิ่งแวดล้อมภายนอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงป้องกันไม่ให้สิ่งสกปรกหรือสารปนเปื้อนเข้าสู่ห้องสะอาด การทดสอบที่ใช้ในการประเมินความแน่นของประตูห้องสะอาด ได้แก่ การทดสอบการลดลงของความดัน (Pressure Decay Test), การทดสอบด้วยควัน (Smoke Test) และการทดสอบความแน่นของอากาศ (Air Tightness Testing) ซึ่งแต่ละวิธีมีระดับความแม่นยำต่างกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์เฉพาะของการทดสอบ ผู้จัดการสิ่งอำนวยความสะดวกสามารถดำเนินการทดสอบเพื่อยืนยันว่าประตูห้องสะอาดสอดคล้องตามข้อกำหนดเฉพาะ รวมทั้งประเมินสมรรถนะและมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง เช่น มาตรฐาน ISO 14644 และ VDI 2083 บริษัท กวางตุ้ง ฮัวอ่าว คลีนรูม ดอร์ จำกัด เป็นผู้ผลิตประตูห้องสะอาดที่มีความแน่นของอากาศสูง สำหรับใช้งานในอุตสาหกรรมยา สาธารณสุข และอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์