909. projekta ļoti liela mēroga integrēto shēmu rūpnīca ir manas valsts elektronikas rūpniecības nozīmīgs būvniecības projekts Devītā piecu gadu plāna laikā, lai ražotu mikroshēmas ar līnijas platumu 0,18 mikroni un diametru 200 mm.
Ļoti liela mēroga integrēto shēmu ražošanas tehnoloģija ietver ne tikai augstas precizitātes tehnoloģijas, piemēram, mikroapstrādi, bet arī izvirza augstas prasības gāzes tīrībai.
909. projekta vairumtirdzniecības gāzes piegādi nodrošina kopuzņēmums starp Amerikas Savienoto Valstu uzņēmumu Praxair Utility Gas Co., Ltd. un attiecīgajām pusēm Šanhajā, lai kopīgi izveidotu gāzes ražošanas rūpnīcu. Gāzes ražošanas rūpnīca atrodas blakus 909. projekta rūpnīcas ēkai, un tās platība ir aptuveni 15 000 kvadrātmetru. Dažādu gāzu tīrības un ražošanas prasības
Augstas tīrības pakāpes slāpeklis (PN2), slāpeklis (N2) un augstas tīrības pakāpes skābeklis (PO2) tiek ražoti, atdalot gaisu. Augstas tīrības pakāpes ūdeņradis (PH2) tiek ražots, izmantojot elektrolīzi. Argons (Ar) un hēlijs (He) tiek iepirkti ārpakalpojumā. Kvazigāze tiek attīrīta un filtrēta, lai to izmantotu 909. projektā. Speciālā gāze tiek piegādāta balonos, un gāzes balonu skapis atrodas integrēto shēmu ražošanas rūpnīcas palīgdarbnīcā.
Citas gāzes ietver arī tīru, sausu saspiestu gaisu CDA sistēmā ar patēriņa tilpumu 4185 m3/h, spiediena rasas punktu -70 °C un daļiņu izmēru ne vairāk kā 0,01 μm gāzē lietošanas vietā. Elpošanas saspiestā gaisa (BA) sistēma, patēriņa tilpums 90 m3/h, spiediena rasas punkts 2 °C, daļiņu izmērs gāzē lietošanas vietā nepārsniedz 0,3 μm, procesa vakuuma (PV) sistēma, patēriņa tilpums 582 m3/h, vakuuma pakāpe lietošanas vietā -79993 Pa. Tīrīšanas vakuuma (HV) sistēma, patēriņa tilpums 1440 m3/h, vakuuma pakāpe lietošanas vietā -59995 Pa. Gan gaisa kompresoru telpa, gan vakuumsūkņu telpa atrodas 909. projekta rūpnīcas teritorijā.
Cauruļu materiālu un piederumu izvēle
VLSI ražošanā izmantotajai gāzei ir ārkārtīgi augstas tīrības prasības.Augstas tīrības gāzes cauruļvadiparasti tiek izmantoti tīrā ražošanas vidē, un to tīrības kontrolei jābūt vienādai ar vai augstākai par izmantotās telpas tīrības līmeni! Turklāt tīrā ražošanas vidē bieži tiek izmantoti augstas tīrības pakāpes gāzes vadi. Tīrs ūdeņradis (PH2), augstas tīrības pakāpes skābeklis (PO2) un dažas īpašas gāzes ir viegli uzliesmojošas, sprādzienbīstamas, degšanu veicinošas vai toksiskas gāzes. Ja gāzes vadu sistēma ir nepareizi projektēta vai materiāli ir nepareizi izvēlēti, ne tikai samazināsies gāzes punktā izmantotās gāzes tīrība, bet arī tā sabojāsies. Tā atbilst procesa prasībām, taču to nav droši lietot un tas radīs piesārņojumu tīrajā rūpnīcā, ietekmējot tīrās rūpnīcas drošību un tīrību.
Augstas tīrības pakāpes gāzes kvalitātes garantija lietošanas vietā ir atkarīga ne tikai no gāzes ražošanas, attīrīšanas iekārtu un filtru precizitātes, bet to lielā mērā ietekmē arī daudzi faktori cauruļvadu sistēmā. Ja mēs paļaujamies uz gāzes ražošanas iekārtām, attīrīšanas iekārtām un filtriem, ir vienkārši nepareizi noteikt bezgalīgi augstākas precizitātes prasības, lai kompensētu nepareizu gāzes cauruļvadu sistēmas konstrukciju vai materiālu izvēli.
909 projekta projektēšanas procesā mēs ievērojām “Tīro iekārtu projektēšanas kodeksu” GBJ73-84 (pašreizējais standarts ir (GB50073-2001)), “Saspiestā gaisa staciju projektēšanas kodeksu” GBJ29-90, “Skābekļa staciju projektēšanas kodeksu” GB50030-91, “Ūdeņraža un skābekļa staciju projektēšanas kodeksu” GB50177-93 un attiecīgos tehniskos pasākumus cauruļvadu materiālu un piederumu izvēlei. “Tīro iekārtu 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, jāizmanto 00Cr17Ni12Mo2Ti zema oglekļa satura nerūsējošā tērauda caurule (316L) ar elektropulētu iekšējo sienu vai OCr18Ni9 nerūsējošā tērauda caurule (304) ar elektropulētu iekšējo sienu. Vārstam jābūt diafragmas vārstam vai silfonu 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 silfonu vārstus, kas jāizmanto deggāzes cauruļvados, citiem gāzes cauruļvadiem jāizmanto lodveida vārsti.
(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 karstgalvanizēta bezšuvju tērauda caurule. Vārstam jābūt silfonu vārstam vai lodveida vārstam.
(4) Vārsta materiālam jābūt saderīgam ar savienojošās caurules materiālu.
Saskaņā ar 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 novērst. Nerūsējošā tērauda caurules un vara caurules labāk novērš atmosfērā esošā skābekļa iekļūšanu un koroziju. Tomēr, tā kā nerūsējošā tērauda caurules ir mazāk aktīvas nekā vara caurules, vara caurules aktīvāk ļauj 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 nedaudz ietekmē gāzes analīzi. Pēc nerūsējošā tērauda caurules apstrādes noteikts gāzes daudzums saglabāsies tās metāla režģī. Kad cauri iziet augstas tīrības pakāpes gāze, šī gāzes daļa nonāks gaisa plūsmā un radīs piesārņojumu. Tajā pašā laikā adsorbcijas un analīzes rezultātā metāls uz caurules iekšējās virsmas radīs arī noteiktu daudzumu pulvera, kas piesārņos augstas tīrības pakāpi. Cauruļvadu sistēmām ar tīrības pakāpi virs 99,999% vai ppb līmeņa jāizmanto 00Cr17Ni12Mo2Ti zema oglekļa satura nerūsējošā tērauda caurules (316L).
(3) Nerūsējošā tērauda cauruļu nodilumizturība ir labāka nekā vara caurulēm, un gaisa plūsmas erozijas radītie metāla putekļi ir relatīvi 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 tīrtelpās ar gaisa tīrības līmeni N1–N6, kas norādīts “Tīras rūpnīcas projektēšanas kodeksā”, jāizmanto īpaši tīras caurules vaiEP īpaši tīras caurulesjāizmanto. Tīra “tīra caurule ar īpaši gludu iekšējo virsmu”.
(5) Dažas no ražošanas procesā izmantotajām īpašajām gāzes cauruļvadu sistēmām ir ļoti kodīgas gāzes. Šo cauruļvadu sistēmu caurulēm jāizmanto korozijizturīgas nerūsējošā tērauda caurules. Pretējā gadījumā caurules tiks bojātas korozijas dēļ. Ja uz virsmas parādās korozijas plankumi, nedrīkst izmantot parastās bezšuvju tērauda caurules vai cinkotas metinātas tērauda caurules.
(6) Principā visi gāzesvadu savienojumi jāmetina. Tā kā cinkota tērauda cauruļu metināšana iznīcinās cinkoto slāni, cinkota tērauda caurules netiek izmantotas caurulēm tīrtelpās.
Ņemot vērā iepriekš minētos faktorus, &7& projektā izvēlētās gāzesvada caurules un vārsti ir šādi:
Augstas tīrības pakāpes 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 silfonu 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 silfonu 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 silfonu vārstiem.
Augstas tīrības pakāpes skābekļa (PO2) 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 silfonu 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 silfonu 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 silfonu vārstiem.
Tīrā, sausā saspiestā 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 silfonu 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 tauriņvārstiem, kas izgatavoti no tā paša materiāla.
Tīrīšanas vakuuma (HV) sistēmas caurules ir izgatavotas no UPVC caurulēm, un vārsti ir izgatavoti no vakuuma tauriņvārstiem, kas izgatavoti no tā paša materiāla.
Speciālās gāzes 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 silfonu vārstiem.
3 Cauruļvadu būvniecība un uzstādīšana
3.1 “Tīru rūpnīcu ēku projektēšanas kodeksa” 8.3. sadaļā ir noteikti šādi noteikumi attiecībā uz cauruļvadu savienojumiem:
(1) Cauruļu savienojumi jāmetina, bet karstcinkotām tērauda caurulēm jābūt vītņotām. Vītņoto savienojumu blīvējuma materiālam jāatbilst šīs specifikācijas 8.3.3. punkta prasībām.
(2) Nerūsējošā tērauda caurules jāsavieno ar argona loka metināšanu un muca metināšanu vai kontaktligzdas metināšanu, bet augstas tīrības pakāpes gāzes cauruļvadi jāsavieno ar muca metināšanu bez atzīmēm uz iekšējās sienas.
(3) Cauruļvadu un iekārtu savienojumam jāatbilst iekārtu savienojuma prasībām. Izmantojot šļūteņu savienojumus, jāizmanto metāla šļūtenes.
(4) Cauruļvadu un vārstu savienojumam jāatbilst šādiem noteikumiem
① Augstas tīrības pakāpes gāzes cauruļvadu un vārstu savienojošajam blīvējuma materiālam jāizmanto metāla blīves vai dubultie uzgaļi atbilstoši ražošanas procesa prasībām un gāzes īpašībām.
②Vītņotā vai atloka savienojuma blīvējuma materiālam jābūt no politetrafluoretilēna.
3.2 Saskaņā ar specifikāciju prasībām un attiecīgajiem tehniskajiem pasākumiem augstas tīrības pakāpes gāzes cauruļvadu savienojumi pēc iespējas jāmetina. Metināšanas laikā jāizvairās no tiešas sadurmetināšanas. Jāizmanto cauruļu uzmavas vai gatavi savienojumi. Cauruļu uzmavām jābūt izgatavotām no tāda paša materiāla un iekšējās virsmas gluduma kā caurulēm. Metināšanas laikā, lai novērstu metināšanas detaļas oksidēšanos, metināšanas caurulē jāievada tīra aizsarggāze. Nerūsējošā tērauda caurulēm jāizmanto argona loka metināšana, un caurulē jāievada tādas pašas tīrības pakāpes 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. Neliela daudzuma silikona gumijas uzklāšana uz blīvēm arī būs efektīva. Uzlabos blīvēšanas efektu. Līdzīgi pasākumi jāveic, veidojot atloku savienojumus.
Pirms uzstādīšanas darbu uzsākšanas jāveic detalizēta cauruļu vizuāla pārbaude,armatūra, vārsti utt. ir jāveic. Parasto nerūsējošā tērauda cauruļu iekšējās sienas pirms uzstādīšanas ir jāapstrādā ar kodināšanu. Skābekļa cauruļvadu caurules, veidgabali, vārsti utt. ir stingri jāaizliedz no eļļas un pirms uzstādīšanas tie ir stingri jāattauko 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 nokļuvušas sistēmā uzstādīšanas procesā, bet arī veic žāvēšanas funkciju cauruļvadu sistēmā, noņemot daļu mitrumu saturošās gāzes, ko absorbējusi caurules siena un pat caurules materiāls.
4. Cauruļvada spiediena pārbaude un pieņemšana
(1) Pēc sistēmas uzstādīšanas jāveic 100 % radiogrāfiskā pārbaude caurulēm, pa kurām transportē ļoti toksiskus šķidrumus īpašos gāzes cauruļvados, un to kvalitāte nedrīkst būt zemāka par II līmeni. Pārējām caurulēm jāveic paraugu ņemšanas radiogrāfiskā pārbaude, un paraugu pārbaudes attiecība nedrīkst būt mazāka par 5 %, kvalitāte nedrīkst būt zemāka par III pakāpi.
(2) Pēc nesagraujošās pārbaudes veikšanas jāveic spiediena pārbaude. Lai nodrošinātu cauruļvadu sistēmas sausumu un tīrību, hidrauliskā spiediena pārbaude nav jāveic, bet gan jāizmanto pneimatiskā spiediena pārbaude. Gaisa spiediena pārbaude jāveic, izmantojot slāpekli vai saspiestu gaisu, kas atbilst tīrās telpas tīrības līmenim. Cauruļvada testa spiedienam jābūt 1,15 reizes lielākam par projektēto spiedienu, un vakuuma cauruļvada testa spiedienam jābūt 0,2 MPa. Pārbaudes laikā spiediens pakāpeniski un lēni jāpalielina. Kad spiediens sasniedz 50% no testa spiediena, ja netiek konstatētas novirzes vai noplūdes, spiedienu pakāpeniski jāpalielina par 10% no testa spiediena un katrā līmenī spiedienu stabilizējiet 3 minūtes, līdz tiek sasniegts testa spiediens. Spiedienu stabilizējiet 10 minūtes, pēc tam samaziniet spiedienu līdz projektētajam spiedienam. Spiediena apstāšanās laiks jānosaka atbilstoši noplūžu noteikšanas vajadzībām. Ja nav noplūdes, putojošais līdzeklis ir kvalificēts.
(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 pārsniegt 5%.
(4) Noplūdes pārbaude. Saskaņā ar attiecīgajām specifikācijām ppb un ppt kategorijas cauruļvadu sistēmām noplūdes nav uzskatāmas par kvalificētām, taču projektēšanas laikā tiek izmantots noplūdes daudzuma tests, tas ir, noplūdes daudzuma tests tiek veikts pēc hermētiskuma testa. Spiediens ir darba spiediens, un spiediens tiek apturēts uz 24 stundām. Vidējā stundas noplūde ir mazāka vai vienāda ar 50 ppm, kā kvalificēta. Noplūdes aprēķins ir šāds:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
Formulā:
Noplūde stundā (%)
P1 - absolūtais spiediens testa sākumā (Pa)
P2 — absolūtais spiediens testa beigās (Pa)
T1 — absolūtā temperatūra testa sākumā (K)
T2 — absolūtā temperatūra testa beigās (K)
Publicēšanas laiks: 2023. gada 12. decembris