洁净室施工验收规范讲课课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,欢迎各位同仁参加洁净室施工及验收规范GB50591-2010的学习与交流,！,自报家门：,张 洪 雁,中国航天建筑设计研究（集团）,中华人民共和国国家标准,GB/T 505912010,洁净室施工及验收规范,中 华 人 民 共 和 国 建 设 部,国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 联合发布,一般规定,管材及附件,管道系统的安装,管道系统的强度试验,管道系统的吹除,气体供给装置,中间验收,6、气 系 统,洁净室“气系统”,当前的态势,小环境与大环境,今天讲洁净室小环境之前，先来看一下我们周边大环境的洁净状况。,在我们生活的周边环境中，存在各种人们看得见与看不见的各种污染物，比如油（煤）烟、二氧化硫（一个1000MW燃煤热电厂，每日可以排放二氧化硫硫酸，约为5025公斤）、一氧化碳（每年约有2亿2千,粉尘,：一般指1m-76m的微尘粒子，可以通过200目的筛孔尺寸。,烟气,：小于1m的固体微尘粒子。,薄雾,：一般小于10m的液体微尘粒子。,雾,：当薄雾较浓只能朦胧可见。有时人们也将薄雾称之为雾。,烟,：通常指燃烧产生的废气，,或者油飞灰以及不完全燃烧产生的废,物，或者两者都有，其粒子是固体,的，也可能为液体的。,烟雾,：含义十分广泛，比如指烟和,雾的结合体；泛指任何一种令人厌恶,的大气污染物。,历史上科学家曾经把地球,烟雾,分为,两种类型，即众所周知的“洛杉矶,型”与“伦敦型”。“,洛杉矶型,”为,光化学烟雾，主要来自汽车的尾气。,而“,伦敦型,”主要来自煤的不完全燃,烧，主要含有较高浓度的二氧化硫及,其粒子。我国北京等大城市为两种类,型地结合。,煤烟,：燃煤未能充分燃烧,而产生的一些未燃煤粉粒子。,气溶胶,：最初，仅为对及其微小、相对稳定的空气悬浮物的称呼，近年来，这种称谓普遍用于所有的空气中的悬浮物。,现将这些污染物及其近似的粒径尺寸汇集在表中，以便提供一种感性的认识；,大气微尘粒径对照表,名 称,粒径m,名 称,粒径m,名 称,粒径m,病 毒,0.003-0.06,气溶胶,0.001-100,雾化微滴,1-12,核燃料,0.01-0.1,漆 料,0.1-6,飞 灰,1-200,碳 黑,0.01-0.3,奶 粉,0.1-10,杀虫剂,5-10,树 脂,0.01-1,细 菌,0.3-30,水泥尘,5-100,香烟烟雾,0.01-1,矽 尘,0.5-5,花 粉,10-15,硅 胶,0.02-0.1,杀虫剂,0.5-10,人 发,50-120,结晶盐,0.03-0.5,浓硫尘,1-11,海 沙,100-1200,虽然近年来通过人为的强行控制，大气环境中的天然尘源已在减少，但是根据不同地区和环境的状况，在每立方米的大气中仍旧含有大约1750万颗、粒径为10.01m的污染物粒子。,这样的大气进入我们气系统的源头：“深冷空分制气”、“碳分子筛制气”或“纤维膜分离制气”等系统的空气压缩机，同时，往复活塞式空气压缩机本身的活塞环，在运动磨擦过程中,会产生粉尘，对压缩的气体造成二次,污染，因此，通过往复活塞空气压缩,机后的压缩体气中的污染物含量，大,约可增加50 ppm（w/w）。,同时，通过纯化或干燥器，清除,气体中水分、CO,2,、C,2,H,2,等的过程中，,由于气流冲刷、操作不当或吸附剂热,稳定性不良等因素的影响，都会产生,大量吸附剂的粉尘。虽然在净化、干,燥器进出口,系统中都装设过滤器，由于动态气体的连续流动性能不佳，微米、亚微米级的污染粒子，仍旧会造成系统内的交叉污染或反扩散污染。所以，在所获得的气体产品中，不论其纯度如何，都会不同程度的含有污染物粒子。,制造一个人工的洁净环境，去除这些污染物粒子，就是我们洁净室的基本功能与任务。,气体生产过程中产生的污染物,（1）压缩系统中的污染物,在压缩空气中的污染物主要为两种，一种是被吸入空气压缩机的大气污染物粒子，其中80%直径在2m以下，另外一种便是压缩机加压过程中压缩机本身产生的污染物质。,也就是说，压缩机吸入的空气中，就已经含有一定量的固体的、液体的、乃至固液两种混合的污染物，另一种是压缩机自身带出的油份呈烟雾状态，消散开来便成为0.01-0.8m的气溶胶。,而对于无润滑压缩机，金属活塞,环或塑料活塞环与气缸壁的磨,擦，产生的金属与非金属粒子,等。油润滑压缩机空气中的残油,量通常为：,活塞式压缩机,：5-,15ppm(0.7Mpa、20,o,C)，液滴的尺,寸约为1-15m。,螺杆式压缩机,：3-6ppm(0.7Mpa、,20,o,C),气态油雾的尺寸通常小于,1m。某种程度上，残油量多,少，在压缩 机维护较差或者是,劣质机器，进入压缩空气中的残,油量，基本上取决于压缩机的功,率或自由空气流量。,压缩机产生金属或塑料粉尘，会,与管道中的赃物混合，形成锈,斑、固体微粒以及,乳胶状乳油。,如果这种不洁净的压缩空气，不采用任何有效的去除手段，直接应用在对气质要求较高的场合或地点，如洁净室，就会污染洁净的生产环境，甚至玷污贵重的产品并导致不合格,。,洁净室及洁净区空气洁净等级【ISO14644-1】,ISO分级序数,（N）,大于或等于表中粒径的最大浓度限值（颗/m,3,空气）,0.1m,0.2m,0.3m,0.5m,1m,5m,ISO Class 1,10,2,ISO Class 2,100,24,10,4,ISO Class 3,1000,237,102,35,8,ISO Class 4,10000,2370,1020,352,83,ISO Class 5,100000,23700,10200,3520,832,29,ISO Class 6,1000000,237000,102000,35200,8320,293,ISO Class 7,352000,83200,2930,ISO Class 8,3520000,832000,29300,ISO Class 9,35200000,8320000,293000,可见，大气环境与洁净室洁净状况相差太大。,在一些工艺系统，如大规模集成电路的生产工艺用气，气浮陀螺、气浮轴承的充气，火箭和航天器的生产、加工控制、检验、试验用气、医药、食品生产过程等，对用气的质量都提出了十分严格的要求，另外如各种射流技术、气动装置、精密仪表等各种用气，也提出了相应的洁净要求。,还有一些特殊的场合，如飞机、坦克、战舰之类使用的液体燃料、油和润滑材料，要求不含5-10m固体残留物；在核技术中的液体金属纳、锂的过滤、中子发射装置；医药卫生行业用来过滤病毒、细菌，生产无菌空气和从母液中分离青霉素、链霉素等抗菌晶体等，对生产环境污染物粒子的含量控制十分严格。,（2）气体吸附干燥过程产生污染物,比如在使用方面，由于吸附干燥/纯化装置切换程序方面的故障、不适时动作的电动阀门、管道的渗漏，甚至吸附剂粉末反扩散造成的交叉污染等，都会使洁净的气体再次遭受污染，当然，这类情况大多是由于安装、使用不当造成的。,严重的是干燥/纯化装置本身，特别是采用的吸附剂机械强度低，性能,不稳定，热稳定性差，压力冲击下易粉碎，从而产生细小粉尘，往往会造成干燥、纯化气体的二次污染。,我们用干燥/纯化器前后气体测定的结果加以说明：,压力气体经过干燥器纯、化器前、后气体含尘量对比,气体名称,气体进入分子筛干燥器/纯化器前,0.3m微尘粒子数，粒/升,气体经过分子筛干燥器/纯化器后,0.3m微尘粒子数，粒/升,压力空气,520,760,压力氧气,360,804,压力氮气,204,810,可见，通过干燥器、纯化器之后粒子数量为进入干燥器前的1.5-4倍。实践表明，在流速大、压力高的情况下，这种现象就更加明显，对于铝胶、硅胶干燥剂也不排除这种情况,因此，在干燥、纯化器前、后，一般分别配置有效的前置过滤器和后过滤器，即防止吸附剂的“中毒”，同时防止吸附剂对洁净气体产生二次污染。,（3）过 滤 器 的 污 染,（4）气体输送过程中管道系统的材质不佳，导致产生污染物,a.,管材透气性强,b.,管材内表面对气体吸附及解吸,c.,管材内表面粗糙与磨损,d.,管材的抗腐蚀性能低,e.,管材的性能不稳定,在焊接处理中，管材组织发生变化,污染因素可谓来自方方面面。,作为科技前沿技术代表的亚微米级大规模集成电路，工业气体是生产工艺的重要组成部分。,亚微米级的生产设备和全部超净的生产环境，无疑改善了生产工艺条件，增加了产品的可靠性。在实际应用中,，在,终端获得的气体，其水分的含量仅为1PPb甚至更低，而杂质气氛的含量低于0.1PPb,仅用三天的时,间，管道内气体达到粒子的含量为,0.00的水平。,气溶胶：,最初，仅为对及其微小、相,对稳定的空气悬浮物的称谓，近年,来，这种称谓普遍用于所有的空气中,的悬浮物，它的粒子尺寸范围非常宽,大，一般为0.001m-100m，随着,尘源的变化，其物化性质也有很大的不同与变化。,有时，也将其中直径在10m以上，肉眼可见的微尘粒子，称之为,可见粒子；,微粒的直径在0.25m-10m之间，在普通显微镜下可以观察到的粒子，,称之为,显微粒子,；,而必须在超级显微镜或电子显微镜下才能够观察到、直径在0.25m以下的微粒，称之为,超显微粒子,。,对粒子的概念有了准确地理解与定位，可见，我们要使气系统中粒子含量达到零的水平，工作之艰巨可想而知。,另外，随着微型高洁净环境的出现，也使得工艺设备的几何尺寸变得越来越小，从而，使得气体通路的孔径也相应变小，通路的长度与孔径之比不断增大，通过的气量不可避免的随着气体阻力的增大而减少。,气量的减少、气体渗透的影响、管材内表面吸附的含湿气体的解析等，结果都将增大用气点不纯物的浓度,。,在亚微米级大规模集成电路的生产中，H,2,、N,2,、O,2,、Ar等永久气体，通常作为反应气、保护气或携带气。要求这些气体的纯度达到很高标准，即通常讲的五个“9”、六个“9”，把杂质气氛、含湿量控制在最低的水平。,气体,N,2,压缩空气,H,2,O,2,H,2,O,0.1,1.0,0.5,0.2,O,2,0.1,0.1,H,2,0.1,0.1,0.1,CO,0.1,0.1,0.5,0.1,CO,2,0.1,0.1,0.5,0.1,C,x,H,y,0.1,0.5,0.1,微尘粒径,0.2,m,700/Nm,3,亚微米级集成电路常用高纯气体的污染控制水平,（PPmV）,这就要求所提供的高纯度、高洁净度、高干燥度的“三高”气体，在通过管路输配气系统后，,在终端不,增加任何污染。,气体管路输配系统如何确保在输送过程中不增加任何污染，本规范就是我们施工中所要遵循的法规，指导我们如何才能,在终端不,增加污染，建成高水平的供气系统。,洁净室施工验收规范国家标准,GB50591-2010,就是在这样的背景下出台的，这是行业中可喜的事情。它将会在洁净室的施工领域，规范施工人员的行为，发挥正确的导向，使得洁净室施工有法可依，市场能够按着有序的方式进行等诸多方面，发挥较大的作用。,今天，大家共聚一堂，目的就是学习规范、贯彻规范，在市场实施准,入制度的条件下，为洁净技术打造,更多、素质更高、技术更强的专业施工队伍，在建设项目中出精品、创品牌，为我国的洁净技术做出更大的贡献。,大家都为航天“嫦娥”、“神五、神六载人航天”感到振奋，其中诸多环节，都有大家在洁净技术方面的贡献与力量。,对于洁净室内的超纯、超净气体管道系统，大家要注意一点，尤其通向系统终端用气点的分支管路，系统尽管较小，但技术要求更高，这样，才能够保证和满足洁净室内的用气点及有关设备对气体参数的苛求。,无论主管路还是分支管路，每一组输送系统的组配，要堵塞一切污染产生的可能性，即粒子的渗透、气体滞区、气体泄漏以及含湿、氧化腐蚀等。,此外，凡是与应用气体接触的部分，均不得含有塑料制品，充分体现出以微电子为条件。,为满足这一要求，系统内表面加以处理，可减少可能的污染源，目前，研磨与电抛光是系统内表面处理最佳方式，如果在机械加工后经电抛光，则系统内表面的粗糙度可以得到较大地改善，请看下面实测,数据：,机械加工方式,电抛光前,Ra（,m,）,电抛光后,Ra（,m,）,钻,0.34-7.20,0.30-5.99,钻和绞,0.29-2.29,0.22-1.82,钻、绞、轧制、研磨,0.20-1.16,0.10-0.42,钻、绞、精密加工,0.56-1.50,0.30-0.96,钻、绞、轧制、研磨、精密加工,0.12-0.86,0.24-0.34,车削,0.24-1.60,0.14-0.72,车削、精密加工,0.20-2.00,0.10-0.43,所以在一些要求较高的工艺用气地点或场合，要求管道材质为不锈钢的同时，内表面要经过抛光或研磨处理，其光洁程度达到了微米或亚微米级水平，这样才可以防止液滴、固体粒子在表面滞留，而且极大地降低磨阻损耗，因而在气流冲刷与磨檫下，管道本身不会产生金属粒子污染,。,有的时候，有人仅在在管道内表面做钝化处理，觉得既经济又简单，实践表明，在短期内钝化是有效的，经过一个阶段的运行，内表面的钝化膜、甚至金属镀层，都会在气流的冲刷下磨损殆尽，成为被洁净气流所裹挟的金属粒子污染物。,所以，高纯度、高洁净、高干燥度的三高气体，我们建议大家采用,EP,洁净管,（,Electro-Polish clean pipes,）,，,即,内表面经过研磨、抛光处理的 00Cr17Ni14Mo2,类不锈钢管材；可以采用,BA,洁净管,（,Brightness Anneal,clean pipes,）,即在生产工艺中，经过特殊拉拔、,表面光亮退火处理的 0Cr18Ni9、00Cr17Ni12Mo2 类不锈钢管材,。,要在,“细微之处见精神”，为了保证“三高”气体参数的稳定，我们尽最大的可能，减少设置在工艺设备附近供气装置气瓶的更换次数，有效地控制与减少大气污染。,配管中，具有分支接头的气体输配系统，要求其管段端面的连接采用自动焊接，尽最大可能确保安装工作无粒子及大气的污染。,接着管材的话题，必须说一下过滤器，过滤器也是气系统的重要组成部分。在过滤器内，无论是滤纸或滤膜、还是纤维滤材组成的过滤元件，都是人为地造就滤材纤维纵横交错，层层叠叠排列，气流在滤层内迂回、绕转，通过滤材构成的弯弯曲曲通路，这样，即增大过滤表面积，又构成了气流中粒子难以逾越的物理屏障。,洁净室内终端多设有有机膜过滤器，对于清除污染物粒子是有效的，一个时期以来应用的很普遍，但是，这种膜本身可以产生和散发出微量的有机物质，这对于一些工艺系统便构成了威胁，于是又用全不锈钢过滤器或稀有陶瓷、微孔,玻璃过滤器。通过对膜过滤器与全不锈钢金属过滤器释放气体的特性进行比较，发现用高纯氮气吹扫全部不锈钢过滤器，与用有机溶剂清洗管道的效果是完全一致的，也就是说，即无解析，又无脱气表面产生，成为“绝对过滤器”，从而，当过滤器内表面与有污染的工艺气体接触时，基本不产生吸附和解析的过程与恶果，而拦截下来的粒子也不会脱落。,医药行业采用各种形式的微孔滤膜过滤器与活性炭过滤器组合，用以除菌、减少固体微粒和悬浮杂质，克服气体异味，提高产品合格率，确保人身健康。从严格意义上来说，微孔滤膜是一种高分子聚合物在特殊工艺条件下制成的一种筛网型精密滤材。由于滤膜具有较大的静电荷与机械强度，因此可以净化气源或富集气溶胶。由于滤膜与微粒之间的静电引力，可以分离比,滤膜孔径小5倍的微尘粒子。,在医药行业中，因为微粒异物,是可代谢的物质，比如注射液中的微,尘粒子可以引发的临床病理现象：,较大的微尘粒子可以直接造成血管,闭塞，引起局部缺血或水肿,。,b.,由于红血球积聚在异物上形成血,栓，从而导致血管堵塞和静脉炎,。,c.,异物浸入组织，由于巨噬细胞的包围和增殖引起肉芽肿。,d.,微尘粒子可以引发过敏反应。,因此，医药制药、手术室等与微电子行业一样，对所用的气体（空气、氧气等）的过滤、净化给与高度重视。,关于过滤器，建议大家看看,中国工业气体大全，气体,的过滤与净化的章节,6.1、一般规定,6.1.1,本章适用于洁净室及相关受控环境（以下简称洁净室）工作压力不高于1MPa洁净的和高纯的永久气体、特种气体、医用气体、可燃气体、惰性气体输送管道以及真空管道等的施工验收。,这一条，主要强调规范中气系统适用范围，,一是气体压力，洁净室内气体管道的使用压力一般都比较低，虽然也有气瓶供气，但多为降压使用，通过多年实践表明，使用压力范围在1MPa以下的压力管道系统，就能够满足洁净室工艺使用要求。,二是洁净室内气体的品种较多，洁净的、高纯的、永久气体、特种气体、医用气体、可燃气体、惰性气体等。,这里又出现了一些新的概念：,永久气体：,临界温度低于-10的气体，如空气、氧、氮、氦、甲烷、一氧化碳等。也有人称为,常用气体、大宗气体等，,按化工部标准统一为,永久气体,。,特种气体：,为满足特定用途的气体，包括单一气体或混合气体。,单一气体约259种，其中电子气115种，有机气63种，无机气35种，卤碳素气29种，同位素气17种。,医用气体：,医疗、诊断、预防等医学方面使用的气体。,洁净气体：,含微粒的数量相同或高于使用的洁净环境洁净等级的气体。,可燃气体：,凡遇火、受热或与氧化气体接触能够燃烧或爆炸的气体，统称为可燃气体。,可燃气体按照其燃爆浓度极限的下限高低可分为两级：,一级可燃气体、二级可燃气体。,一级可燃气体,：系指与空气混合的燃爆浓度下限等于或低于10%的可燃气体，如,氢、乙炔、甲烷、乙烯、环氧乙烷、氯乙烯、水煤气、天然气、液化石油气等。,二级可燃气体,：系指与空气混合的燃爆浓度下限高于10%的可燃气体，如氨、一氧化碳等少数气体,。,惰性气体：,在正常温度或压力下,与其他物质无反应的气体,一般不涉及有害性，如氩、氦、氖、氪、疝等。,窒息性气体,：,当供氧低于18%时，,非可燃气体（氮、氩、氦、氖、氪、疝等）、即使是可燃气体（氢、甲烷、液化石油气、丙烷、正丁烷、乙烷、乙烯等），甚至助燃气体（一氧化二氮）都将成为无毒的,窒息性气体,。,6.1.2,气系统的施工单位应具有压力管道施工资质，焊工应具有主管部门颁发的上岗证。,高纯、洁净气体管道的施工不同于一般工业管道，其质量的优劣，不仅与产品合格率息息相关，甚至关系到人员的生命与国家财产的安全。因此，,强调气系统要按着,“配管的先进性、安装的严肃性、管理的科学性、测试的有效性”,全方位提升、整体控制的原则进行，这样，使我们洁净技术，紧紧跟踪世界供气技术前进的,步伐。,为此，作为现代生产“超净环境”的气系统的施工操作，实施市场准入制度，不仅要求专业工厂全面负责管材及其附件的生产、加工，还要由有资质的专业施工队伍来安装，不仅技术高超，而且，理解安装工作对于确保输送介质质量的意义，具有严谨,务实、一丝不苟的工作态度，从而才,能够自觉地建成一组超生产工艺要求的、确保产品可靠性、便于产品更新、具有应变能力的气系统,。,（062工程案例）,洁净技术是多种前沿技术的集,成。首先要精心设计，为此，洁净厂房设计规范对设计人员的设计提出了要求。但图纸落实到实际，要,依托精心施工，同时，需要科学的管理，指导正确的运行。,设计、施工、管理，三个环节缺一不可,。,6.2 管材及附件,6.2.1,气体输送系统管道材质及附件，应按设计要求选配，如设计未作明确要求，选用时应与洁净室洁净度级别和输送气体性质相适应，比如，在1级洁净室气系统，你采用普通无缝钢管、纯度为五个“9”高纯气，你采用焊接钢管等，这就不,行，管材选用要遵循一定的原则：,必须使用无缝,不锈钢,管；,管材内表面吸附、解吸气体的 作用小；,管材内表面光滑、耐磨损；,具有良好的抗腐蚀性能；,管材金属组织在焊接处理时不发生变化；,真空管道不得采用普通碳钢管。,使用地点,一般洁净要求,6-9 级洁净室,1-5 级洁净室,一,般,场所,有洁净、干燥要求,一,般,场所,有洁净、干燥要求,一,般,场所,有洁净、干燥要求,焊接钢管（GB3091）,无缝钢管（GB/T8163、GB5130、GB3087）,不锈钢板卷焊管,不锈钢焊接钢管（GB12771）,不锈钢无缝钢管（GB/T14976）,铜及铜合金拉制管（GB1527）,铜及铜合金挤制管（GB1528）,对于洁净室的供气系统来讲，洁净室的洁净等级，通常是我们气系统控制输送气体污染物量级的重要依据。管道设计未加特别注明时，气体洁净度的控制应与使用空间的洁净等级保持一致或高些，也就是说，不能因为使用了质量不高的气体，,使得气体中污染物，造成管路系统或,洁净生产空间的污染或损害。,这种情况的发生，多是设计或施工出现了问题，,因为供气质量与洁净室的洁净等级，都是按着同一个工艺需求确定的，两者之间应当是协调、统一的，所以正常情况下，不应出现上述现象。,下面，以1级洁净室微电子生产环境污染状况为例，硅片上的污染状况经测定：,气体与化学试剂占,23%,气体与化学试剂在洁净室的污染占23%，所以，洁净室的设计与施工，采用劣质材料，以次充好、以低代高，到头来洁净室不达标，吃苦头的是自己。在设计上,有时仅仅依靠对气体生产设备或气体净化设备的精度要求无限拔高，从而来弥补设计上、施工中的缺憾，也是不容许的。,洁净室施工，必须做到“严肃认真、周到细致、稳妥可靠、万无一失”。这个口号是周总理对航天工作的指示，今天用在洁净室的设计与施工是再合适不过。,因为气体质量，除取决于制气或净化设备的精度外，在很大程度上,受到管路系统诸多因素的影响，因此，管材的使用与选取，应恪守一定的原则：,1、,管材的透气性要小,对于不同材质的管道，其透气性能不同，如果管材本身透气性较大，而不恰当地作了选用，那么，我们无论采取任何处理手段去除污染，都是无济于事的。,管 材,透气性能,（大气中氧的渗透 p p m,v/v,）,不锈钢管,0,铜 管,0,聚丙烯管,11,聚乙烯化合物,27,天然橡胶,40,几种管材的透气性能比较,1）,防止大气中氧的渗透，不锈钢管和铜管最佳。,洁净室气体管道如果存在表面的渗透，那么，外界气体就会通过管材表面渗透到管内高纯介质中去，从而用气点处的不纯物的浓度会随着气体流量的不同而发生变化。,在一组全部为金属材质的支管线，内表面经过处理，如果采用不同流量的高纯氮气，在洁净室入口和出口，所反映出来的,单位体积,气体中的水分、含氧量，以及CO,2,的浓度不同了，说明存在着外部环境气体的污染。如果在入口和出口所获得的气体纯度、洁净度完全相同、没变化，那么显然不存在外部气体对管内介质的污染。这种成功，主要归因于管材本身的渗透性要小。,2）,洁净气体往往是通过干燥与净化处理的，那末，如果气体中的含湿量增加了，水分来自何方？主要来自管路系统，而管路系统中的水分，在很大程度上受周边环境湿度的影响，渗透对管路内的气质有很大破坏力。,下面看对700 mm长管路中精氩气体,水分的测定情况,：,周边大气湿度,管路中水分变化（ppm,V,）,橡胶管,铜 管,聚乙烯管,80,440,96.2,32,2,84,490,249,44,92,700,289,85,前边讲了,防止大气中氧的渗透和腐蚀，铜管材很好，但是普通铜管对水分的渗透较强，内表面对杂质，尤其对水分的活性很高，因此，使用这种管材是有条件的，切忌用溶剂或化学药品清洗，而应当用纯净气体吹扫。,3）,在微电子生产中，个别生产工艺，如砷化镓的操作，为了防止产生器件电阻，不允许使用铜质管路及其附件，所以，必须了解工艺性质，做到有的放矢。,4),由于管道安装的受控环境可能在室外，环境空气有一定的湿度，对铜管也有一定的影响，所以，使用铜管时，对铜管的吹扫时间应延长，一般为不锈钢管的8-20倍，要特别注意的。,5),不锈钢管材的活性比铜管差，所以对要求较高的高纯、超净气体管路，不锈钢管是一种理想的管材，对于在ISO Class1-5级洁净室内，或ppb级管路系统应采用00Cr17Ni14Mo2不锈钢,管。,6),对于ISO Class6-9级管路系统，视要求的高低可以采用0Cr17Ni12Mo2或者0Cr18Ni9不锈钢管。,7),对氧气管路系统还是应当根据使用条件和周边状况，可以采用铜管，如果氧气管路使用普通碳钢管，碳钢管在氧气作用下是可以燃烧的，美国“世贸大厦”就是典型事例，所以普通碳钢管管路中要适当加铜管段用来阻燃，因为铜管阻燃。,对于乙炔管，限制使用铜管及附件，因为可以生成乙炔铜爆炸物。,2、,管材内,表面吸附、,解吸气体,的作用要,小,在不锈钢熔炼制材过程中，每吨可吸收大约200g的气体。所以，不锈钢材加工完毕，不仅其表面粘有各种污染物，而且在其金属晶格内也吸留有一定量的气体。这样，当管路中有气流通过时，金属所吸留的这部分气体会重新进入气流中，污染纯净气体。尤其当管内气流为不连续流动时，这类材料的作用好比吸附剂，通过气流,时，管材对所通过的气体形成压力下吸附，气流停止通过时，管材所吸附的气体又形成降压解析，而解析的气体同样作为杂质进入管内纯净气体中。同时，吸附、解析周而复始，使得管材内表面金属也会产生一定的粉沫，这种金属粉尘粒子同样污染管内纯净的气体。,因此，要保持洁净室管路系统连续供气，即使在,生产工艺部门不需要气体时,如非生产班、节假日等,也要保证高纯、洁净气体输配管路系统内有小股气流通过,至管路系统末端排放,杜绝那种全送全停的间歇供气方式,从而避免供气时,管材及其管路附件(接头、阀门、仪表,等),在压力下对气体产生吸附,而在停气时,又出现降压解析,吸附、解析，污染物被高纯净气体裹挟，从而破坏气体的质量。,再次启动送气时,管路受到压力气流的冲击,这种冲击相当管路系统本身受到敲打、振动,那么会使粉尘由盲区的滞留地点,如系统中阀门,滑动部分、密封填料的油污、甚至过滤器中脱落的微尘粒子等,便会又一次被裹胁进入纯净气流中,使气质恶化。,在各个用气地点,一般都会设置终端过滤器用以清除微尘粒子,这在一定程度上是有效的,但是不可过分的信赖,因为,在动态气体,稳定的,状况下、连续使用时情况尚佳,但在断断续续地供气中,在停气后再次启动时,在过滤器的下游,短时间内会出现数量几倍甚至几十倍大于过滤器精度的微尘粒子,并且要经过连续运行很长时间才能得以恢复正常。,3、,内表,面光滑、,耐磨损,管材的这一特性至关重要,为了确保输送的气体的纯净度，不仅要求管材内表面有一个极高的光滑度，而且，应当具有很高的耐磨特性。这样，防止污染粒子及湿气在管壁滞留，管材本身在气流的高速冲刷（击）下，由于磨阻损耗低,，,也避免了管材的金属粉末进入气流中，造成气体的污染。,在这方面，不锈钢管和铜管有不同的表现。,管材,氮 气,氧 气,粒 径（m）,粒/英尺,3,粒 径（m）,粒/英尺,3,铜管,0.12 0.8,29700,0.12 0.8,25650,不锈钢管（316L）,0.12 0.8,12500,0.120.8,18500,管材含尘量比较,1),不锈钢管的耐磨性能优于铜管，在气流冲刷下产生的金属粉尘相对也少，所以我们强调，在洁净度要高的场合用316L、304，而不用铜管材。,2),对于纯度99.99%以上或ppb级的管路系统，或在ISO Class1-5级洁净室内时，应当采用EP超洁净管，ISO Class6-9级洁净室内，采用EP或BA洁净管，,级 别,外 径,(mm）,内表面粗糙度(R,max,),备 注,BA洁净管,1.27,1.6m,特殊拉拔,光亮退火,12.725.4,3.2m,25.4,6.5m,EP洁净管,9.35,1.0m,（0.2-0.8）,内面研磨、抛光,EP超洁净管,12.7,0.24m,（0.2-0.8）,内面研磨、抛光,内面超光滑洁净管,3),为提高内表面的相对粗糙度，要在管材生产工艺中加以解决，如特殊拉拔、光亮退火，内面研磨抛光等，因此要使用成品专用管。,（,北京工程案例）,4、具有良好,的抗腐蚀性能,在生产工艺中，使用腐蚀性较强的气 体时，必须选用耐腐蚀的不锈钢管材作配管，否则，管材将会由于腐蚀而在内表面产生腐蚀斑，严重时会出现,大片金属剥离甚至穿孔，从而污染输,配的纯净气体。,洁净室内不得使用普通无缝钢管或镀锌焊接钢管。,即使为不锈钢管材，还需注意设计图纸有无注明使用管材的牌号与成份及国家标准号，如未注明，应当要求设计人员予以提供。,不锈钢管材牌号众多，性能差异极大。,工程案例,：,贵州某工程,不锈钢管管路系统安装不到两年，在投产时则发现管材已经锈穿，不能使用。,不锈钢材是耐腐蚀的呀？为啥会出现这种情况？,原来由于设计图纸的疏忽，仅写不锈钢管，但未注明使用管材的牌号、成份及国家标准号，施工单位安装时，用 2字头不锈钢管材替代了3字头不锈钢管材。,2字头不锈钢管材成份中不含Ni，价格大绛，强度虽没问题，但不耐腐蚀，而3字头不锈钢管材成份内含有Ni耐腐蚀。,5、在焊接处理时管材组织不发生变化,大流量的高纯、高洁净度气体输配管道的连接，原则上全部采用焊接，因此要求采用的管材，在施焊时，组织不发生变化。如果选用钢管，则低碳钢管材（316）较为适宜，否则，含碳过高的材料在焊接时，受焊接热影响的部位产生局部腐蚀应力，或造成焊接部位的透气，使得管内外气体,的相互渗透，破坏输送气体的纯度、干燥度和洁净度，导致我们的各项努力全部失去意义,。,6.2.2,所用管材应放在室内保管，应当有专设的货架码放，而且不得重叠。管道的表面应无裂纹、缩孔、夹渣、起瘤、折叠、重皮、锈斑等缺陷。管道应平直、圆滑、无局部凹陷、刮伤、碰伤、挤压等损伤。,6.2.3,成品洁净管外包装和相应管端头的管帽、堵头等密封措施应当有效、无破损。,6.2.4,氧气阀门必须采用专用产品，,其密封圈应采用有色金属、不锈钢及,聚四氟乙烯等材质。填料用经脱脂处,理的聚四氟乙烯。,6.2.5,管道的附件、仪表及过滤器,等，其材质、型号和规格应符合设计,要求，并有出厂合格证书。,6.2.6,采用铜材的高纯气体管路，可用不锈钢材质的附件，但在不锈钢材质的管路中，不得采用铜质的附件。,这里的,6.2.2-6.2.6,条款,针对洁净室,内的管材使用的特殊性，从进货、验,证、保存、下料、焊接、装配、试,压、吹除、运行等环节,都要严格要求,与控制。所有这些过程控制，都是管,道系统质量的基本技术保障条件，因,此，施工中必须一丝不苟、严肃对,待,。,1）,管路系统的管材、阀门及所有附,件，必须严格按照设计要求选用，施,工方或建设单位都不得随意更改或代,换。,2）,所用管材到货后，应放在室内精心,保管，,洁净管材十分珍贵，进货不能,像普通管材那样随意码放，要防止磕,碰、挤压、变形、变弯，更重要的是,保持内表面的粗糙度与光滑不受破坏。,3）,管段端头要有塑料或橡胶的密封罩盖加以密封，不得脱落、破裂,。,4）,管子、管件、阀门等，使用前，详,实地进行外观检查：,无裂纹、缩孔、折叠、重皮等缺陷。,无锈蚀、锈斑等现象。,管子应当平直、圆滑、无局部凹陷、无压入物，无刮伤、碰伤、挤压等缺陷。,管材内表面的“粗糙度”是否与设计选用要求相符，螺纹处密封、保护是否良好。,外购成品“,EP、BA,洁净管”要有出厂合格,证书及生产单位的相关等级证书和生产相关的资质证明。对进货管材，应随机抽取各种规格的管材，截取一定的管段，,并沿着轴向剖开后，对照样板，验证内表面的相对粗糙度（Rmax）是否与设计相符，是否与出厂合格证书标注的内容与精度相符。,由于特殊拉拔工艺生产的“BA”管及“EP”管，加工工艺复杂，价格昂贵。市场“洁净管”良莠不齐，质量也相差甚远，我们必须进行相应的粗糙度的检测，验证其可靠性与真实性，保证施工有一个高起点,。,不锈钢管的耐磨性能优于铜管，在气流冲刷下产生的金属粉尘相对也少，对洁净度要求高的场合使用不锈钢管316L、316、304，不采用铜管材。,铜管内表面对杂质，尤其对水分的活性很高，因此，当使用这类管材时，切忌用溶剂或化学药品,清洗，而应当用纯净气体吹扫，清洗也比不锈钢材难度大。,而且在微电子生产中，个别生产工艺，如砷化镓的操作，为了防止产生器件电阻，不允许使用铜质管路及其附件。,由于管道安装的环境空气也有一定的湿度，铜管对对水的活性很高，所以，使用铜管时，对铜管的吹扫时间应当延长，一般为不锈钢管的8-20倍。,法兰的密封面应当平整、光滑，不得有毛刺及径向沟槽，凸、凹法兰应当能够自然嵌合，凸面的高度不得低于凹槽的深度。,非金属垫片，应当质地柔软、无老化及分层现象，表面不得有折损及皱纹等缺陷。金属垫片的,加工尺寸、精度、厚度、表面粗糙度、硬度等，要符合要求，表面不的有裂纹、毛刺、凹槽、径向划痕及锈斑等缺陷,。,6.3、管路系统安装,6.3.1,管路安装前应进行以下准备工作：,1.,配管下料时应采用“等离子切割”或“磨切”，不得采用氧乙炔焰切割，不得涂抹油脂或润滑剂,；,不锈钢管的切割应采用“等离子”,或“磨切”切割。“等离子”切割利用离,子弧高温，使得被切的金属熔化，同,时，利用压缩气体高速气流将熔渣吹,掉而实现切割管材，此方法可以切割,任何金属与非金属的管材，并具有切,割速度块、质量好、热影响小、变形,小的优点。,“磨切”一般采用砂轮切割机进行，可以切割碳素钢管、合金管材，但对不锈钢管材应使用专门的切割片，批量的管材通常采用锯床切割。“磨切”切口光滑、平整、速度快,。,氧乙炔焰切割,通常也称之为气割，气割对切口的力学性能有影响，切口不严谨，因此，洁净室不采用,。,4.,普通不锈钢管应在清洗槽中用酸洗液清洗,。,采用普通的不锈钢管时，其表面粘附有大量的油脂或灰尘，安装后清洗十分困，因此应当把原管放入清洗槽中清洗。,管道内壁的酸洗工作，必须保证不损害未锈蚀的表面，并能清除锈蚀部分。,名 称 分子式 体积比%温度,o,C 浸泡时间 分）,硝 酸 HNO,3,15,氢氟酸 HF 1 45-60 15,水 H,2,O 84,不锈钢管酸洗配方,5.,氧气管道及其附件：,阀门、管件、仪表、垫片都必须脱脂。当阀门及仪表在制造厂已经脱脂，并有可靠地密封包装及证明时，可不再脱脂。,在生产厂未经脱脂，或密封包装存在缺陷时，安装前应按相关规定与方法进行脱脂，常用的脱脂剂为四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烯、煤油等。,前二者均具有毒性，但因二氯乙烷、三氯乙烯还有燃烧与爆炸的危险，因此，常用溶剂多为四氯化碳。,四氯化碳为,A1,类流体。,脱脂应在远离洁净室的地点进行，并做好操作人员的安全与环境保护工作。,A1,类流体指剧毒流体，在输送过程中有极少量的流体泄漏在环境中，被人吸收或与人体接触时，能造成严重中毒，脱离接触后，不能治愈。相当现行国家标准,职业性接触毒物危害程度分级GB5044,中级（极度危害）的毒物。,四氯化碳是脂肪的溶剂，有强有力的麻醉作用，而且易被皮肤吸收，对人体有毒害。,四氯化碳中毒引起人的头痛、昏迷、呕吐等症状。,四氯化碳在500,o,C以下是稳定的，在接触到烟火、温度在500,o,C以上时，四氯化碳蒸汽,与水蒸气化合可以生成光气。,常温下四氯化碳,与硫酸作用也能生成光气，,光气是剧毒气体，极其微量也能引起中毒。,此外,四氯化碳,与碱发生化学反应,，因生成甲烷而失效。,危害如此严重，因此，施工中脱脂操作必须确保环保及人员的安全，充分体现“以人为本”的原则：,1）,脱脂应在露天或在通风良好处进行，工作人员应有防毒保护措施，带手套和口罩，浓度大时应带防毒面具,。,2）,脱脂现场严禁烟火。,3）,溶剂严禁与强酸接触。,4）,溶剂应保存在密封容器内，不得与碱接触，以防变质。,7.,聚偏二氟乙烯管材（PVDF）可以作为高纯气体系统的一种材料，施工必须采用自动或半自动热焊机焊接连接，热焊的压力、温度和时间要根据管壁不同厚度进行控制与调节，温度高了、时间长了容易焊穿。低了短了焊不牢。而且两管对接面错边可达1mm，显然过大，增大管壁局部粗造度。,在洁净室内检修不容许焊接，因为其蒸气有毒，所以，热焊接必须采取环境和人员安全的保护措施。,施工工具、焊机、管材为进口。,粘结剂在管内长时间积聚，可使管材淬裂。,线胀系数高，热伸长大，必须设置补偿器。这些因素无疑都加大了使用的难度与局限。,6.3.2,管道敷设应符合设计要求，设计无要求时，输送干燥气体的管道宜无坡度敷设；真空吸引管道的坡度宜大