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一部分企業(yè)沒有使用到高純氣體,以至于對它不了解,其實高純度氣體由管道輸送,能否將高純氣體送至用氣點仍保持質(zhì)量合格的關(guān)鍵是供氣系統(tǒng)設(shè)計合理、管件及附件選擇正確、施工安裝正確和試驗檢測合格。
高純氣體管道輸送管道,要根據(jù)工藝過程對氣體純度、允許的雜質(zhì)含量、微粒含量等的要求不同,采用相應(yīng)質(zhì)量的管材。比如半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)因其生產(chǎn)工藝復(fù)雜、加工精細(xì),它不僅要求有潔凈的生產(chǎn)環(huán)境,而且對生產(chǎn)過程中所需的各種高純氣體有特定的、嚴(yán)格的要求,從微米技術(shù)進(jìn)入亞微米、深亞微米(小于0.35g.m)技術(shù),對氣體中的雜質(zhì)含量、水含量要求極為嚴(yán)格,10 -6(ppm級)已經(jīng)不能達(dá)到要求,需要達(dá)到10-9(ppb級),甚至10-12(ppt級)。因此輸送管道本身的管道材料特性適應(yīng)高純、超高純氣體的要求。
對輸送高純氣體管道而言,其影響氣體質(zhì)量的管道材料主要特性是氣體滲透性、出氣速率、吸附性、表面粗糙度和耐磨性、抗腐蝕性。
1、氣體滲透性:
氣體從壓力(或分壓力)高的一側(cè)透過材料向壓力(或分壓力)低的一側(cè)流入的現(xiàn)象成為氣體滲透。對于輸送ppm級及更高純度要求的氣體,從氣體滲透角度須選用不銹鋼管或者鋼管,如果我們不恰當(dāng)?shù)剡x用了不符合要求的管道材料,那么,無論我們采取什么凈化手段,都將是無濟(jì)于事的。
2、出氣速率:
材料冶煉過程形成的管道材料晶間或者晶格內(nèi)部存在著某些雜質(zhì),如氮、碳?xì)浠衔锏龋诟呒儦怏w輸送過程中,這些雜質(zhì)會緩慢地釋放出來,污染高純氣體,尤其是雜質(zhì)要求在ppb以上級的高純氣體。通常低碳不銹鋼管的出氣速率極低。
3、吸附性:
由于水分等雜質(zhì)是極性分子,吸附性很強(qiáng)。橡膠、塑料或一些表面粗糙的材料極易吸附水分等雜質(zhì),銅材對水吸附性極強(qiáng),使用這些材料輸送高純氣體易被污染,除了輸送ppm級以下的氧氣會使用紫銅管外,高純氣體都不采用銅管和塑料管,氣體會接觸到的墊片、填料也不得采用橡膠、塑料材料(包括聚四氟乙烯)。
4、表面粗糙度和耐磨性:
為了確保輸送的氣體純凈度,要求管道材料內(nèi)表面有一個很高的光潔度,這樣可以防止污染粒子及濕氣在管壁滯留,可以在吹掃時比較容易吹凈。管材比較光潔而且耐磨,可以在氣流高速沖刷下,產(chǎn)生的金屬粒子就少,不銹鋼比銅管產(chǎn)生粒子要少,所以不銹鋼管耐磨性優(yōu)于鋼管。
5、抗腐蝕性:
微電子生產(chǎn)中,經(jīng)常使用一些腐蝕性很強(qiáng)的氣體,比如高純氣體,這時須采用耐腐蝕的管材,否則管道會被腐蝕,輕則表面產(chǎn)生銹斑,重則管道大面積剝落、穿孔,不但污染氣體,還會發(fā)生安全事故。
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