高纯气体管路的设计要点:
1.对于不同特性的气体,要规划独立的供应区域,一般分为三个区:腐蚀性/毒性气体区、可燃性气体区、惰性气体区,将相同性质的气体集中加强管理,可燃性气体区要特别规划防爆墙与泄漏口,若空间不足,可考虑将惰性气体放置与毒性/腐蚀性气体区。
2.管路设计需要考虑输送的距离,距离越长,成本越高,风险也越高,通常较合理的设计流速为20ml/S,可燃性气体小于10ml/S,毒性/腐蚀性气体小于8ml/S,在用量设计方面,则需要考虑使用点的压力和管径大小,前者与气体特性有关,后者使用点的管径一般为1/4”~3/8”。联接时,一般在承插口的槽内先填入麻丝、棉线或石棉绳,然后再用石棉水泥或铅等材料填实,还可在承插口内填入橡胶密封环,使其具有较好的柔性,容许管子有少量的移动。
3.根据用气设备的分布情况,高纯气体的管网不宜过大或者过长;宜采用不封闭的环形管路,在系统末端连续不断排放少量的气体,以便在管网中总有高纯气体流通,不会发生“死空间”引起高纯气体的污染。
4.管路中应减少不流动气体的“死空间”,不应设有盲管,在特种气体的储气瓶与用气设备之间应设吹扫控制装置、多阀门控制装置、用以控制各个阀门的开关顺序、系统吹除,以确保供气系统的安全、可靠运行和防止“死区”形成而滞留污染物,降低气体纯度。
5.对高纯气体纯度要求不同的用气设备,宜采用分等级高纯气体输送系统;也可采用同等级输送系统,但是在纯度要求高的用气设备邻近处设末端气体提纯装置。
6.为了检测高纯气体的纯度和杂质含量,输送系统除了设置必要的连续检测仪器,如衡量水含量或者氧杂质含量等分析仪外,还应设置定期取样用的检测采样口,以便按规定时间进行采样,分析高纯气体中各种杂质的含量。
7.在亚微米级的集成电路生产中,要求供应10-9级的高纯气体,为了确保末端用气工艺设备处的气体纯度,使气体中的杂质含量(包括尘粒)控制在规定的数值内,一般在设备前设置末端纯化装置,或末端高精度气体过滤器。
实验室气路工程
建设标准化规范化的实验室,是需要配备专业的分析仪器(ICP/GC等)的,为了让技术人员更安全、方便、高效地使用这些分析仪器,选择正确又合适的供气模式也是其中不可或缺的一环,近年来,实验室高纯度集中供气模式被广泛应用,它主要由以下部分组成:
☆气站:包括气源、带吹扫自动切换装置、不锈钢盘管或金属软管、一级减压装置、二级减压阀装置、单瓶汇排流、双瓶汇排流、三瓶汇排流、末端/终端减压阀装置、气瓶装置、欠压报警装置、泄露报警装置等 。
☆输送系统:
供气管道采用316L高洁净无缝不锈钢管
管路尺寸:1”、1/2”、3/8”、1/4”、 1/16、1/8” 、3” 、6”……
洁净级别:EP、BA、AP……BAi级钢管壁厚只能做到2mm
通过卡套接头或焊接接头进行连接;
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气体管道怎么安装?
1.终端设计布局
a) 系统设计为二级调压面板系统。终端采用壁挂式设计,面板上设有调压阀、输出压力指示表、紧急切断阀(球阀/隔膜阀),同一墙面气路的呈上下对应并排或上下交错排布,方便操作及美观。面板为不锈钢材质。(具体安装位置参见图纸)
注:壁挂式终端标准型,该终端可以实现在室内对设备的压力调节、输出压力的监控及气路开关控制,省去了每日往返于气瓶间和实验室的奔波,提高了办事效率。
b) 控制终端上的气体出口尺寸要与设备的气体入口尺寸相对应,气体出口接头还应方便安装。
2.气路的布线
a) 气瓶间内一级调压装置面板与实验室内的气路终端之间选用SS316L EP/ BA管进行连接,管道内表面光洁度为Ra<0.1-0.3UM管道。
b) 主管线采用OD1/2”(12.7MM)的管道(具体管道尺寸根据流量压力长度来确定)0.5MPA压力下流量可达到20m?/H,完全满足常规用气需求,支管采用OD1/4”(6.35MM)的管道,用焊接三通/弯通分出支路来对设备进行供气。
c) 管道穿过障碍物时须使用管套并采用不可燃材料填充间隙,管道需用固定卡具固定在管道的支架上,管道支架为槽钢结构,材质为镀锌或者不锈钢,美观大方,与墙体和管道固定牢固。
d) 气体管路在铺设过程中要做到横平竖直,为保证管道走线的直线度和管道间的间距,每间隔一定距离应设置一组管卡,卡具应由不燃材料制作而成。
e) 管道之间采用先进的美国全自动定位轨道式TIG进行内外保护(TIG)方式连接,其优点是泄漏率可到1 x 10-9 cc.atm/sec.He,且不会再内表面产生氧化层或褶皱等焊接缺陷。
f) 应尽量减少弯曲以防止被传输的气体压力、流量损失过大。压力管道拐弯应力集中区应由安全加固,设计合适的拐弯半径,弯曲部位不能有皱折及扭曲,管道小的可用专业的工具配合使用,管道大的应采用弯头焊接或者卡套形式连接,以确保使用流畅。