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无尘室中化学品供给、回收系统管道

时间:2020-08-05  来源:车间净化工程|食品净化车间|洁净手术室|洁净实验室-济南顺奇净化工程有限公司  浏览次数: 76 次
文章简介:无尘室中化学品供给、回收系统管道, 半导体芯片工厂使用的化学品,主要是各类酸、碱和有机体液,酸、碱液体的供给、回收系统管路通常是采用 PFA 管材及其管件组成。PFA即聚四氟乙烯,其管材柔韧性好、可弯曲、外观透明

半导体芯片工厂使用的化学品,主要是各类酸、碱和有机体液,酸、碱液体的供给、回收系统管路通常是采用 PFA 管材及其管件组成。PFA即聚四氟乙烯,其管材柔韧性好、可弯曲、外观透明。PFA 管道具有优越的耐酸、碱腐蚀性能;管道内壁光滑、耐磨、洁净,是理想的化学药品输送材料。以往,国内大规模集成电路生产线所需的化学品供给、回收系统管道完全由海外公司承揽施工,随着国内 IC制造业的发展,国内一流的 IC工厂建设公司已经开始打破这一局面,涉足该系统的施工。

1 系统组成

化学药品的输送管道由两层组成:内管和外套管。内管采用 PFA 管,用于输送药品;外套管采用透明的 PVC 管套于内管外部,用于保护、承托内管和防止药液自内管泄漏时对附近产生危害。在某些情况下,外套管也有采用不锈钢管制作的。

2 安装形式

PFA 管的安装形式有两类:1、穿设安装;2、焊接安装。下面分别介绍。

2.1 穿设安装

PFA 管的穿设安装,一般用于自供给单元向使用点输送药品的管路,连接的PFA管道规格一般为1/4 英寸~1 英寸,管材采用成卷的PFA 管,除三通、阀门及与设备连接处有接口外,均为整根内管连接,这种安装方式类似电缆敷设。

2.1.1 系统构成

该系统由供给单元、三通箱、阀门箱、用药设备、药品供给管路组成,见图1。

无尘室中化学品供给、回收系统管道

A :药品供给单元,设于化学品供给间,向用药设备供药。

B:阀门箱 MVB(multifold valve box),设于洁净室下夹层,用于分送药品。

C:用药设备,设于洁净室动力区或工作区,为系统终端。

D:三通箱(T - B O X),设于供给管路上,透明PVC 板制成,用于保护PFA 三通,有检修盖及排液阀。

E:供药管路,由外套管及内管组成,自A经B(D)到C止。用于输送药品。

2.1.2 安装流程

一次配管:如图2所示,自供给单元至阀门箱的配管为一次配管。

无尘室中化学品供给、回收系统管道

二次配管:如图3所示,自阀门箱至用药设备的配管为二次配管。

无尘室中化学品供给、回收系统管道

2.1.2.1 支架制安

根据外套管规格进行支架制安,安装应牢固,直线段每 4 m 及转弯处,必须设置防晃支架,支架间距如表1。

无尘室中化学品供给、回收系统管道

2.1.2.2 外套管安装

a . 透明PV C管,弯头采用成品弯头(R>4D),或利用烘箱现场煨制(R > 4D),弯头及直管均采用直二通粘接,如管路较长(直线段超过20 m),或连续出现多处转弯,则应在适当处设置活接头(其与管道连接方式为胀接),以便在穿设内管时有助于穿管。管路与三通箱、设备的连接,均采用活结头胀接,拆卸方便。管道粘接剂必须采用指定的品种。由于管道内部会因粘接剂的挥发气体产生一定的内压,故刚完成粘接的管路不封闭,应保持开放状态24 h~48 h,以防接口被内压胀裂。

b. 不锈钢外套管,这类管路不设三通,自供给单元至阀门箱仅有一路管道。弯头采用冷弯煨制(R>4D),或成品弯头(R>4D),弯头与直管连接或直管与直管的连接,均采用不锈钢直二通套筒承插后氩弧焊接,管道与设备的连接均采用法兰连接,直管段在适当处设置法兰,以助内管穿设。

2.1.2.3 外套管试压

上述二种外套管施工完成后,即可进行压力试验,试验压力为1000 mmHg,通常以瓶装氮气为试验介质,保压30 min,以不降压为合格。

2.1.2.4 内管安装

外套管试压完成后,即可进行内管穿设。内管为整卷的PFA管,自供给单元至三通箱、自三通箱至阀门箱、自阀门箱至用药设备的内管,各自均为一根整管贯穿,中间不设接头。穿管时以引线牵引内管前行,当内管穿出后,将多余部分割去,进行管道与三通、设备接口的连接。一般采用扩口胀接,可采用冷扩或热扩口二种方式,将PFA管端口扩大,形成永久变形,通过紧固螺母将扩口接口与对方接口锁紧。对方接口一般为短管,其外部形态恰好与扩口管内部吻合,故当紧固螺母牵引扩口套紧在接口上后,便形成密封。

PFA 管道使用前均应保持原塑料包装完好,保持管道的洁净,使用过程中,应尽可能减少管口暴露在空气中的时间,如暂时停工而未作管口连接,则应立即封闭管口,凡接触PFA管者,均应戴洁净手套,不得裸手触摸。

2.1.2.5 内管试压

管道接口完成后,可做内管试压,强度试验压力为1.5 倍的工作压力,测试时间为3 h,不得降压;严密性试验压力为1.15倍的工作压力,测试时间为24 h,在确认无泄漏后,压力变化±3% 以内为合格。测试介质采用纯氮气体。

2.1.2.6 系统清洗

内管压力试验全部完成后,可进行系统清洗,采用纯水及相应的化学药品,沿药品供给流. 100 . 洁净与空调技术CC&AC 2012年动的方向冲洗内管,自阀门箱出口排放到临时储药桶,反复冲洗直到测试合格。

2.2 焊接安装

焊接安装所连接的管道规格为1/4英寸~2英寸的焊接型 PFA 管材、管件,采用专用的 PFA 焊接机进行焊接,与设备的连接通常为法兰连接。这种类型的管道,一般用于自接受机台至药品接收储罐的连接管路以及自药品接收储罐至供给单元的管路。

2.2.1 系统构成

该系统由设于化学品室的室内及外墙上的接受机台、化学品室内的药品接收储罐、供给单元、药品供给管路组成,见图4。

无尘室中化学品供给、回收系统管道

A:接收机台,置于化学品间的室内,通过设于外墙上的接收窗,接收室外槽车药品并将其注入药品储罐内。

B:化学品接收储罐,设于化学品间内,用于储存药品。

C:化学品供给罐,设于化学品间内,作为供给单元的储罐。

D:化学品供给单元,置于化学品间内,用于向用药设备供药。

E:药品供给管路,自接受机台至药品接收储罐的连接管路以及自药品接收储罐至供给单元的管路,由外套管及内管组成,外套管为透明PVC管,内管为焊接型 PFA 管及其弯头组成。

2.2.2 安装流程(见图5)

设备就位固定必须符合设计要求及有关规范要求,设备就位固定完成后方可进行配管工作。

无尘室中化学品供给、回收系统管道

2.2.2.1 支架安装

要求与前文一致。

2.2.2.2 内管安装

a. 内管采用红外加热法焊接,先将待焊的两个端口端面相对固定于焊接设备夹具上,焊机夹具能保持待焊管道同轴,在两个端口之间的空隙间有一块双面加热板,通电加热时并不与管道端面接触,而是通过热辐射时管道端面达到熔化温度,当管端达到熔融状态时移去加热板,将两个端面对接并施加一定压力,使熔化物流动形成混合与熔接。管道与设备、阀门的连接均采用法兰连接方式。

b. 操作要点:(1 )焊接操作场所应保持清洁、干燥,并具有良好的通风设备(PFA管道加热时会产生有害气体);(2)应避免使加热板接触到焊件端面,这样会导致板面污损,影响加热质量;

(3)焊接时必须保持接口同轴,不得错位;(4)始终保持 PFA 管道及其附件清洁;(5)切割管道应采用专用割刀。

2.2.2.3 外套管安装

外套管安装紧随内管焊接进行,在同一直线段内,内管的直管焊接完毕后,随即将其外套管套上,外套管的连接采用直二通承插粘接,具体要求同前所述,外套管的弯头为成品承插弯头,R=1.5D,待内管的弯头焊接完成后,将外套管的承插弯头对称剖为两半,然后将其扣于内管弯头外,再用热风焊机将对剖缝焊接复原,焊接方法同普通PVC塑料热风焊,弯头承口与直管仍然采用承插粘接。

2.2.2.4 管道的试压和清洗

要求与前文所述一致。

3 结语

芯片工厂化学品系统管道安装的首要要求是安全可靠和系统洁净,化学品的危险性众所周知,配管工程必须确保内、外套管的严密性,严禁泄漏;芯片生产对药品的纯净要求极高,不允许在管道系统输送过程中被污染,如出现管道系统污染,则为不可逆事故,管道系统将拆除重设,故在施工过程中必须加强监管、检验,严格执行工艺要求,确保系统品质。

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