909 Project Very Large Scale Integrated Circuit Factory ir nozīmīgs manas valsts elektronikas nozares būvniecības projekts devītā piecu gadu plāna laikā, lai ražotu mikroshēmas ar līnijas platumu 0,18 mikroni un diametru 200 mm.
Ļoti liela mēroga integrālo shēmu ražošanas tehnoloģija ietver ne tikai augstas precizitātes tehnoloģijas, piemēram, mikroapstrādi, bet arī izvirza augstas prasības gāzes tīrībai.
Lielapjoma gāzes piegādi projektam 909 nodrošina kopuzņēmums starp Praxair Utility Gas Co., Ltd. no ASV un attiecīgajām pusēm Šanhajā, lai kopīgi izveidotu gāzes ražotni. Gāzes ražotne atrodas blakus projekta rūpnīcai 909. ēka, kuras platība ir aptuveni 15 000 kvadrātmetru. Dažādu gāzu tīrības un izvades prasības
Augstas tīrības pakāpes slāpeklis (PN2), slāpeklis (N2) un augstas tīrības pakāpes skābeklis (PO2) tiek iegūts, atdalot gaisu. Augstas tīrības pakāpes ūdeņradi (PH2) iegūst elektrolīzes ceļā. Argons (Ar) un hēlijs (He) tiek iegādāti ārpakalpojumā. Kvazigāze tiek attīrīta un filtrēta izmantošanai projektā 909. Speciālā gāze tiek piegādāta pudelēs, un gāzes balonu skapis atrodas integrālo shēmu ražošanas rūpnīcas palīgcehā.
Citas gāzes ietver arī tīru, sausu saspiesta gaisa CDA sistēmu, kuras lietošanas tilpums ir 4185 m3/h, spiediena rasas punkts -70°C un daļiņu izmērs gāzē lietošanas vietā nepārsniedz 0,01 um. Elpošanas saspiestā gaisa (BA) sistēma, lietošanas tilpums 90m3/h, spiediena rasas punkts 2℃, daļiņu izmērs gāzē lietošanas vietā nav lielāks par 0,3um, procesa vakuuma (PV) sistēma, lietošanas apjoms 582m3/h, vakuuma grāds lietošanas vietā -79993Pa . Tīrīšanas vakuuma (HV) sistēma, lietošanas apjoms 1440m3/h, vakuuma pakāpe lietošanas punktā -59995 Pa. Gaisa kompresora telpa un vakuumsūkņu telpa atrodas 909 projekta rūpnīcas teritorijā.
Cauruļu materiālu un piederumu izvēle
VLSI ražošanā izmantotajai gāzei ir ārkārtīgi augstas tīrības prasības.Augstas tīrības pakāpes gāzes vadiparasti izmanto tīrā ražošanas vidē, un to tīrības kontrolei jāatbilst vai augstāka par izmantojamās telpas tīrības līmeni! Turklāt augstas tīrības pakāpes gāzes cauruļvadus bieži izmanto tīrās ražošanas vidēs. Tīrs ūdeņradis (PH2), augstas tīrības pakāpes skābeklis (PO2) un dažas īpašas gāzes ir viegli uzliesmojošas, sprādzienbīstamas, degšanu veicinošas vai toksiskas gāzes. Ja gāzes cauruļvadu sistēma ir nepareizi projektēta vai nepareizi izvēlēti materiāli, gāzes punktā izmantotās gāzes tīrība ne tikai samazināsies, bet arī sabojāsies. Tas atbilst procesa prasībām, taču to nav droši lietot un tas piesārņos tīru rūpnīcu, ietekmējot tīras rūpnīcas drošību un tīrību.
Augstas tīrības gāzes kvalitātes garantija lietošanas vietā ir atkarīga ne tikai no gāzes ražošanas, attīrīšanas iekārtu un filtru precizitātes, bet arī lielā mērā to ietekmē daudzi cauruļvadu sistēmas faktori. Ja paļaujamies uz gāzes ražošanas iekārtām, attīrīšanas iekārtām un filtriem Ir vienkārši nekorekti izvirzīt bezgalīgi augstākas precizitātes prasības, lai kompensētu nepareizu gāzes cauruļvadu sistēmas konstrukciju vai materiālu izvēli.
Projekta 909 projektēšanas procesā mēs ievērojām “Tīro augu projektēšanas kodeksu” GBJ73-84 (pašreizējais standarts ir (GB50073-2001)), “Saspiestā gaisa staciju projektēšanas kodeksu” GBJ29-90, “Kods skābekļa staciju projektēšanai” GB50030-91 , „Ūdeņraža un skābekļa staciju projektēšanas kodekss” GB50177-93, un attiecīgie tehniskie pasākumi cauruļvadu materiālu un piederumu izvēlei. “Tīro augu projektēšanas kodekss” nosaka cauruļvadu materiālu un vārstu izvēli šādi:
(1) Ja gāzes tīrība ir lielāka vai vienāda ar 99,999% un rasas punkts ir zemāks par -76°C, 00Cr17Ni12Mo2Ti zema oglekļa satura nerūsējošā tērauda caurule (316L) ar elektropulētu iekšējo sienu vai OCr18Ni9 nerūsējošā tērauda cauruli (304) jāizmanto elektropulēta iekšējā siena. Vārstam jābūt diafragmas vārstam vai silfona vārstam.
(2) Ja gāzes tīrība ir lielāka vai vienāda ar 99,99% un rasas punkts ir zemāks par -60°C, jāizmanto OCr18Ni9 nerūsējošā tērauda caurule (304) ar elektropulētu iekšējo sienu. Izņemot silfona vārstus, kas jāizmanto degošu gāzes cauruļvadiem, lodveida vārsti jāizmanto citiem gāzes cauruļvadiem.
(3) Ja sausa saspiesta gaisa rasas punkts ir zemāks par -70°C, jāizmanto OCr18Ni9 nerūsējošā tērauda caurule (304) ar pulētu iekšējo sienu. Ja rasas punkts ir zemāks par -40 ℃, jāizmanto OCr18Ni9 nerūsējošā tērauda caurule (304) vai karsti cinkota bezšuvju tērauda caurule. Vārstam jābūt silfona vārstam vai lodveida vārstam.
(4) Vārsta materiālam jābūt saderīgam ar savienojošās caurules materiālu.
Atbilstoši specifikāciju prasībām un attiecīgajiem tehniskajiem pasākumiem, izvēloties cauruļvadu materiālus, mēs galvenokārt ņemam vērā šādus aspektus:
(1) Cauruļu materiālu gaisa caurlaidībai jābūt mazai. Dažādu materiālu caurulēm ir atšķirīga gaisa caurlaidība. Ja tiek izvēlētas caurules ar lielāku gaisa caurlaidību, piesārņojumu nevar noņemt. Nerūsējošā tērauda caurules un vara caurules labāk novērš skābekļa iekļūšanu un koroziju atmosfērā. Tomēr, tā kā nerūsējošā tērauda caurules ir mazāk aktīvas nekā vara caurules, vara caurules ir aktīvākas, ļaujot atmosfērā esošajam mitrumam iekļūt to iekšējās virsmās. Tāpēc, izvēloties caurules augstas tīrības pakāpes gāzes cauruļvadiem, nerūsējošā tērauda caurulēm jābūt pirmajai izvēlei.
(2) Caurules materiāla iekšējā virsma ir adsorbēta, un tai ir neliela ietekme uz gāzes analīzi. Pēc nerūsējošā tērauda caurules apstrādes tās metāla režģī tiks saglabāts noteikts gāzes daudzums. Kad augstas tīrības pakāpes gāze iziet cauri, šī gāzes daļa nonāks gaisa plūsmā un izraisīs piesārņojumu. Tajā pašā laikā adsorbcijas un analīzes dēļ metāls uz caurules iekšējās virsmas radīs arī noteiktu daudzumu pulvera, radot augstas tīrības gāzes piesārņojumu. Cauruļvadu sistēmām, kuru tīrība pārsniedz 99,999% vai ppb līmeni, jāizmanto 00Cr17Ni12Mo2Ti zema oglekļa nerūsējošā tērauda caurule (316L).
(3) Nerūsējošā tērauda cauruļu nodilumizturība ir labāka nekā vara caurulēm, un metāla putekļi, ko rada gaisa plūsmas erozija, ir salīdzinoši mazāki. Ražošanas darbnīcās ar augstākām tīrības prasībām var izmantot 00Cr17Ni12Mo2Ti zema oglekļa satura nerūsējošā tērauda caurules (316L) vai OCr18Ni9 nerūsējošā tērauda caurules (304), vara caurules nedrīkst izmantot.
(4) Cauruļvadu sistēmām ar gāzes tīrību virs 99,999% vai ppb vai ppt līmeņiem, vai tīrās telpās ar gaisa tīrības līmeni N1-N6, kas norādīts “Tīras rūpnīcas projektēšanas kodeksā”, īpaši tīrām caurulēm vaiEP īpaši tīras caurulesbūtu jāizmanto. Notīriet "tīru cauruli ar īpaši gludu iekšējo virsmu".
(5) Dažas īpašas gāzes cauruļvadu sistēmas, ko izmanto ražošanas procesā, ir ļoti kodīgas gāzes. Caurulēm šajās cauruļvadu sistēmās kā caurulēm jāizmanto korozijizturīgas nerūsējošā tērauda caurules. Pretējā gadījumā caurules tiks bojātas korozijas dēļ. Ja uz virsmas rodas korozijas plankumi, parastās bezšuvju tērauda caurules vai cinkotas metinātas tērauda caurules nedrīkst izmantot.
(6) Principā visiem gāzes cauruļvadu savienojumiem jābūt metinātiem. Tā kā cinkota tērauda cauruļu metināšana iznīcinās cinkoto slāni, cinkotas tērauda caurules neizmanto caurulēm tīrās telpās.
Ņemot vērā iepriekš minētos faktorus, projektā &7& izvēlētās gāzes cauruļvadu caurules un vārsti ir šādi:
Augstas tīrības slāpekļa (PN2) sistēmas caurules ir izgatavotas no 00Cr17Ni12Mo2Ti zema oglekļa satura nerūsējošā tērauda caurulēm (316L) ar elektropulētām iekšējām sienām, un vārsti ir izgatavoti no tāda paša materiāla nerūsējošā tērauda silfona vārstiem.
Slāpekļa (N2) sistēmas caurules ir izgatavotas no 00Cr17Ni12Mo2Ti zema oglekļa satura nerūsējošā tērauda caurulēm (316L) ar elektropulētām iekšējām sienām, un vārsti ir izgatavoti no tāda paša materiāla nerūsējošā tērauda silfona vārstiem.
Augstas tīrības pakāpes ūdeņraža (PH2) sistēmas caurules ir izgatavotas no 00Cr17Ni12Mo2Ti zema oglekļa satura nerūsējošā tērauda caurulēm (316L) ar elektropulētām iekšējām sienām, un vārsti ir izgatavoti no tāda paša materiāla nerūsējošā tērauda silfona vārstiem.
Augstas tīrības pakāpes skābekļa (PO2) sistēmas caurules ir izgatavotas no 00Cr17Ni12Mo2Ti zema oglekļa satura nerūsējošā tērauda caurulēm (316L) ar elektropulētu iekšējām sienām, un vārsti ir izgatavoti no tāda paša materiāla nerūsējošā tērauda silfona vārstiem.
Argona (Ar) sistēmas caurules ir izgatavotas no 00Cr17Ni12Mo2Ti zema oglekļa satura nerūsējošā tērauda caurulēm (316L) ar elektropulētām iekšējām sienām, un tiek izmantoti tāda paša materiāla nerūsējošā tērauda silfona vārsti.
Hēlija (He) sistēmas caurules ir izgatavotas no 00Cr17Ni12Mo2Ti zema oglekļa satura nerūsējošā tērauda caurulēm (316L) ar elektropulētām iekšējām sienām, un vārsti ir izgatavoti no tāda paša materiāla nerūsējošā tērauda silfona vārstiem.
Tīra, sausa saspiesta gaisa (CDA) sistēmas caurules ir izgatavotas no OCr18Ni9 nerūsējošā tērauda caurulēm (304) ar pulētām iekšējām sienām, un vārsti ir izgatavoti no tāda paša materiāla nerūsējošā tērauda silfona vārstiem.
Elpošanas saspiestā gaisa (BA) sistēmas caurules ir izgatavotas no OCr18Ni9 nerūsējošā tērauda caurulēm (304) ar pulētām iekšējām sienām, un vārsti ir izgatavoti no tāda paša materiāla nerūsējošā tērauda lodveida vārstiem.
Procesa vakuuma (PV) sistēmas caurules ir izgatavotas no UPVC caurulēm, un vārsti ir izgatavoti no vakuuma droseļvārstiem, kas izgatavoti no tā paša materiāla.
Tīrīšanas vakuuma (HV) sistēmas caurules ir izgatavotas no UPVC caurulēm, un vārsti ir izgatavoti no vakuuma droseļvārstiem, kas izgatavoti no tā paša materiāla.
Speciālās gāzes sistēmas caurules visas ir izgatavotas no 00Cr17Ni12Mo2Ti zema oglekļa nerūsējošā tērauda caurulēm (316L) ar elektropulētām iekšējām sienām, un vārsti ir izgatavoti no tāda paša materiāla nerūsējošā tērauda silfona vārstiem.
3 Cauruļvadu izbūve un uzstādīšana
3.1. “Tīras rūpnīcas ēku projektēšanas kodeksa” 8.3. sadaļa nosaka šādus cauruļvadu savienojumu noteikumus:
(1) Cauruļu savienojumiem jābūt metinātiem, bet karsti cinkotām tērauda caurulēm jābūt vītņotām. Vītņoto savienojumu blīvējuma materiālam jāatbilst šīs specifikācijas 8.3.3.
(2) Nerūsējošā tērauda caurules jāsavieno ar argona loka metināšanu un sadurmetināšanu vai kontaktmetināšanu, bet augstas tīrības pakāpes gāzes cauruļvadi jāsavieno ar sadurmetināšanu bez zīmēm uz iekšējās sienas.
(3) Savienojumam starp cauruļvadiem un aprīkojumu jāatbilst iekārtas savienojuma prasībām. Lietojot šļūteņu savienojumus, jāizmanto metāla šļūtenes.
(4) Savienojumam starp cauruļvadiem un vārstiem jāatbilst šādiem noteikumiem
① Blīvmateriālam, kas savieno augstas tīrības pakāpes gāzes cauruļvadus un vārstus, jāizmanto metāla blīves vai dubultās uzgaļi atbilstoši ražošanas procesa prasībām un gāzes īpašībām.
②Blīvējuma materiālam pie vītņotā vai atloka savienojuma jābūt politetrafluoretilēnam.
3.2. Atbilstoši specifikāciju prasībām un attiecīgajiem tehniskajiem pasākumiem augstas tīrības pakāpes gāzes cauruļvadu savienojumam jābūt pēc iespējas vairāk metinātam. Metināšanas laikā jāizvairās no tiešas sadurmetināšanas. Jāizmanto cauruļu uzmavas vai gatavie savienojumi. Cauruļu uzmavām jābūt izgatavotām no tāda paša materiāla un iekšējās virsmas gluduma kā caurulēm. līmenī, metināšanas laikā, lai novērstu metināšanas daļas oksidēšanos, metināšanas caurulē jāievada tīra aizsarggāze. Nerūsējošā tērauda caurulēm jāizmanto argona loka metināšana, un caurulē jāievada tādas pašas tīrības argona gāze. Jāizmanto vītņots savienojums vai vītņots savienojums. Savienojot atlokus, vītņotiem savienojumiem jāizmanto uzgaļi. Izņemot skābekļa caurules un ūdeņraža caurules, kurām jāizmanto metāla blīves, citām caurulēm jāizmanto politetrafluoretilēna blīves. Efektīva būs arī neliela daudzuma silikona gumijas uzklāšana uz blīvēm. Uzlabojiet blīvējuma efektu. Līdzīgi pasākumi jāveic, veicot atloku savienojumus.
Pirms uzstādīšanas darbu sākšanas jāveic detalizēta cauruļu vizuāla pārbaude,armatūra, ir jāveic vārsti utt. Parasto nerūsējošā tērauda cauruļu iekšējā siena pirms uzstādīšanas ir jāmarinē. Skābekļa cauruļvadu caurulēs, veidgabalos, vārstos utt. ir stingri jāaizliedz eļļa, un pirms uzstādīšanas tie ir stingri attaukoti saskaņā ar attiecīgajām prasībām.
Pirms sistēmas uzstādīšanas un nodošanas ekspluatācijā pārvades un sadales cauruļvadu sistēma ir pilnībā jāiztīra ar piegādāto augstas tīrības pakāpes gāzi. Tas ne tikai aizpūš putekļu daļiņas, kas nejauši iekrita sistēmā uzstādīšanas procesā, bet arī veic cauruļvadu sistēmas žāvēšanas lomu, noņemot daļu no mitrumu saturošās gāzes, ko absorbē caurules siena, un pat caurules materiālu.
4. Cauruļvada spiediena pārbaude un pieņemšana
(1) Pēc sistēmas uzstādīšanas speciālajos gāzes vados veic ļoti toksiskus šķidrumus pārvadājošo cauruļu 100% radiogrāfisko pārbaudi, un to kvalitāte nedrīkst būt zemāka par II līmeni. Citām caurulēm veic paraugu ņemšanas radiogrāfisko pārbaudi, un paraugu ņemšanas pārbaudes koeficients nedrīkst būt mazāks par 5 %, kvalitāte nedrīkst būt zemāka par III pakāpi.
(2) Pēc nesagraujošās pārbaudes ir jāveic spiediena pārbaude. Lai nodrošinātu cauruļvadu sistēmas sausumu un tīrību, hidrauliskā spiediena pārbaudi nedrīkst veikt, bet gan jāizmanto pneimatiskā spiediena pārbaude. Gaisa spiediena pārbaude jāveic, izmantojot slāpekli vai saspiestu gaisu, kas atbilst tīrās telpas tīrības līmenim. Cauruļvada pārbaudes spiedienam jābūt 1,15 reizes lielākam par projektēto spiedienu, un vakuuma cauruļvada testa spiedienam jābūt 0,2 MPa. Pārbaudes laikā spiediens pakāpeniski un lēnām jāpalielina. Kad spiediens paaugstinās līdz 50% no testa spiediena, ja netiek konstatēta novirze vai noplūde, turpiniet pakāpeniski palielināt spiedienu par 10% no testa spiediena un stabilizējiet spiedienu 3 minūtes katrā līmenī, līdz tiek sasniegts testa spiediens. . Stabilizējiet spiedienu 10 minūtes, pēc tam samaziniet spiedienu līdz paredzētajam spiedienam. Spiediena apturēšanas laiks jānosaka atbilstoši noplūdes noteikšanas vajadzībām. Putotājs ir kvalificēts, ja nav noplūdes.
(3) Pēc tam, kad vakuuma sistēma ir izturējusi spiediena pārbaudi, tai jāveic arī 24 stundu vakuuma pakāpes pārbaude saskaņā ar projektēšanas dokumentiem, un spiediena līmenis nedrīkst būt lielāks par 5%.
(4) Noplūdes pārbaude. Attiecībā uz ppb un ppt klases cauruļvadu sistēmām saskaņā ar attiecīgajām specifikācijām neviena noplūde nav jāuzskata par kvalificētu, bet projektēšanas laikā tiek izmantota noplūdes daudzuma pārbaude, tas ir, noplūdes daudzuma pārbaude tiek veikta pēc gaisa necaurlaidības pārbaudes. Spiediens ir darba spiediens, un spiediens tiek apturēts uz 24 stundām. Vidējā stundas noplūde ir mazāka par vai vienāda ar 50 ppm atbilstoši kvalifikācijai. Noplūdes aprēķins ir šāds:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
Formulā:
Stundas noplūde (%)
P1 — absolūtais spiediens testa sākumā (Pa)
P2 — absolūtais spiediens testa beigās (Pa)
T1 - absolūtā temperatūra testa sākumā (K)
T2 – absolūtā temperatūra testa beigās (K)
Izlikšanas laiks: 2023. gada 12. decembris