超高纯气体输送系统

高纯气体输送系统介绍高纯气体输送系统介绍高纯气体输送系统介绍高纯气体输送系统介绍Date时间：2010-1-31Rev版次：V1上海昆腾洁净工程有限公司高纯气体输送系统高纯气体输送系统高纯气体输送系统高纯气体输送系统介绍目录介绍目录介绍目录介绍目录一一一一、、、、输送设备介绍输送设备介绍输送设备介绍输送设备介绍1.气体基本物化知识2.气体存储设备的分类及相关知识3.气体输送设备的分类及应用4.气体辅助设备的介绍5.设备安装的特点二二二二、、、、输送系统管道材料介绍输送系统管道材料介绍输送系统管道材料介绍输送系统管道材料介绍1.不锈钢材料分类2.常用材料的分类三三三三、、、、输送系统设计介绍输送系统设计介绍输送系统设计介绍输送系统设计介绍1.设计的基本参数2.基本系统结构3.设计系统介绍四四四四、、、、气体监控系统介绍气体监控系统介绍气体监控系统介绍气体监控系统介绍1.气体的危害2.气体监控系统的介绍3.气体监控系统的分类4.公司GSCS产品介绍及差别5.案例分析五五五五、、、、系统施工安装技术系统施工安装技术系统施工安装技术系统施工安装技术1.施工安装标准程序2.施工质量、安全要求3.气体系统施工注意事项4.案例分析六六六六、、、、系统测试系统测试系统测试系统测试、、、、验收验收验收验收1.气体系统测试分类及标准2.项目验收的策划3.经验分享七七七七、、、、各行业应用的介绍及特点各行业应用的介绍及特点各行业应用的介绍及特点各行业应用的介绍及特点第一章．气体输送设备介绍一一一一、、、、气体基本物化知识气体基本物化知识气体基本物化知识气体基本物化知识元素周期表中的所有元素都是以以下形态之一存在的：
固体Solid
液体Liquid
气体Gas气体是物质的一个形态。气体与液体一样是流体：它可以流动，可变形。与液体不同的是气体可以被压缩。假如没有限制（容器）的话，气体可以扩散，其体积不受限制。气态物质的原子或分子相互之间可以自由运动。气态物质的原子或分子的动能比较高。气体形态可过通其体积、温度和其压强所影响。这几项要素构成了多项气体定律，而三者之间又可以互相影响。1气体的分类气体的分类气体的分类气体的分类气体根据原子的结构、存在的形式、气体的化学性质等可进行不同的分类1.1按照存在的形式可分为永久性气体或低温气体（N2,He,andAr）液态压缩气体（CO2,HCl，NH3等）1.2按照危险性可分为HazardousGas危险性气体1..1.1FlammableGas可燃气体可燃气体可燃气体可燃气体1..1.2CorrosiveGas腐蚀性气体腐蚀性气体腐蚀性气体腐蚀性气体1..1.3ToxicGas毒性气体毒性气体毒性气体毒性气体None-HazardGas无危险性气体1..1.1OxidizingGas氧化性气体氧化性气体氧化性气体氧化性气体1..1.2InertGas惰性气体惰性气体惰性气体惰性气体请举例不同化学性质的气体并分析及危害请举例不同化学性质的气体并分析及危害请举例不同化学性质的气体并分析及危害请举例不同化学性质的气体并分析及危害考虑到气体的兼容性，不同的压缩气体需分类放置。可燃性气体和氧化性气体酸性气体和碱性气体二二二二、、、、气体存储设备的分类气体存储设备的分类气体存储设备的分类气体存储设备的分类因气体的可扩散性，我们目前常用的气体基本都是经过压缩后存储于固定容器内。压缩气体的定义是：任何在容器内绝对压力达到40Psiat21℃的气体或压强达到104psiaat54.4℃或蒸汽压力达到40PSIAat37.7℃的可燃性液体压缩气体是一种能量储存方式，因此具有潜在的释放危险。除普通钢瓶（50L及以下）和液罐包装形式的气体外，还有多种类的气体都普遍采用大包装容器，包括Y-钢瓶（450L），T-钢瓶（980L），集装格（940L），ISO罐（22,500L），鱼雷车（13,400L）等。以下介绍几种常见的气体存储设备：2.1钢瓶从结构上分类有无缝气瓶和焊接气瓶；从材质上分类有钢质气瓶（含不锈钢气瓶），铝合金气瓶，复合气瓶、其他材质气瓶，从充装介质上分类为永久性气体气瓶，液化气体气瓶，溶解乙炔气瓶；从公称工作压力和水压试验压力上分类有高压气瓶、低压气瓶。2.2杜瓦杜瓦瓶（Dewar）是储藏液态气体，低温研究和晶体元件保护的一种较理想容器和工具。杜瓦是一个双层容器，两层壁间的空气抽掉，形成真空。真空能防止对流和传导散热，因此杜瓦中的的液体，温度不易发生变化。杜瓦的尺寸和压力并不是都一样。2.3液罐Tank液罐多用于易于液化气体低温体积膨胀率大会产生气雾2.4TubeTrailer鱼雷车（用于大宗高压难于液化气体）2.5Bundle集气格（用于高压难于液化气体）气体液化知识气体在容器的存储以两种形态存在，高压气体钢瓶特性指常温下不可压缩液化的气体钢瓶内压力随使用时间减少钢瓶压力随温度升高而升高液化气体钢瓶特性指常温下可压缩液化的气体或常温下为液体者钢瓶使用的压力在所有液体气化前保持不变钢瓶内液体饱和蒸气压力随温度升高而升高气体体积随温度及压力改变,因此要比较不同温度下气体的质量必须在同一温度及条件下比较-等压条件下等压条件下等压条件下等压条件下,温度升高体积膨胀温度升高体积膨胀温度升高体积膨胀温度升高体积膨胀-等温条件下等温条件下等温条件下等温条件下,压力升高体积变小压力升高体积变小压力升高体积变小压力升高体积变小一般而言,大部分的液化气体蒸发或汽化后的行为均符合理想气体,因此液化气体汽化后的体积可用理想气体方程式计算其体积:PV=nRT=(w/M)RT=(dv)RTMP:压力;以atm表示V:汽化后的体积m3n:气体莫耳数w:液体重量;以kg表示M:莫耳分子量(N2=28,O2=32;Ar=40kg/kmol)R:理想气体常数;0.082(atm.m3/kmol.k)T:绝对温度(oC+273.15)d:液体密度(kg/m3)v:液体体积(m3)试计算24kg的N2O特殊气体钢瓶,容器内的N2O经汽化后释放到大气中(35)℃,1atm)的体积为何?(N2O分子量M=44(kg/kmol))三三三三、、、、气体设备的分类气体设备的分类气体设备的分类气体设备的分类超高纯行业的工艺需要用到高纯净的特种气体，例如硅烷、氯气、氨气、笑气、磷烷、硼烷、四氟化碳、三氟甲烷、氦气、氩气、六氟化硫等。由于行业对气体的纯净度和流量控制精度要求极高，而且气体中有部分为易燃易爆或具有强腐蚀性剧毒性的特气，部分还具有高压、低温、排氧等特性，因此储存、输送以及使用上述高纯气体需用到洁净度好、密封性能优越、可以对气体流量进行测量和精确控制、可以实现气体压力的可控调节等功能的设备。3.1.气瓶柜气瓶柜气瓶柜气瓶柜(GasCabinet)/气瓶架气瓶架气瓶架气瓶架(GasRack)气柜的设计主要是为了安全存储和操作高纯剧毒，可燃，自燃，腐蚀性，氧化性，易反应的钢瓶气体。该设备能够保证在更换钢瓶或有毒气体泄漏时操作人员的人身安全。气柜必须正确连接在连续工作的排风系统中，以提供安全的操作环境。而柜体在钢瓶，钢瓶接口，钢瓶盘管，气体面板泄漏时提供有效的隔离和保护。排风系统能够将泄漏的毒气从柜体排放至安全的尾气处理系统中。气柜配置了2.6毫米的钢板柜体并在表面涂有抗腐蚀涂料。同时可视窗口采用钢丝网安全玻璃窗组装而成。同时根据气体的危险性质,可配置其它安全部件(过流信号开关/红外紫外火焰探测器/高温探头/消防水等)气瓶架适用于无危险性气体，包括惰性气体和氧化性气体。3.2.阀门分流箱阀门分流箱阀门分流箱阀门分流箱(ValveManifoldBox)和阀门分流盘和阀门分流盘和阀门分流盘和阀门分流盘(ValveManifoldPanel)多用点时，气体还需经过VMB或VMP分路供应。用户根据工艺要求对分流数和分流压力流量进行设定。气体在分流盘上进行调节后达到工艺设备对气体的精确要求后再分流到各用气点。3.3.大宗特种气体输送系统大宗特种气体输送系统大宗特种气体输送系统大宗特种气体输送系统(BSGS)大规模供气系统主要针对大规模量产的8-12英寸超大规模集成电路厂，100MW以上的太阳能电池生产线（气体种类包括NH3），发光二极管的磊晶工序线、5代以上液晶显示器工厂、光纤、硅材料外延生产线等行业。它们的用气需求量大，对稳定和不间断供应、纯度控制和安全生产提出最严格的要求。大宗特气供应系统（BSGS）采用全自动PLC控制器，彩色触摸屏；气体面板采用气动阀门和压力传感器，可实现自动切换，自动氮气吹扫，自动真空辅助放空；多重安全防护措施，泄漏侦测，远程紧急切断；专用氮气吹扫起源等等。特种气体采用独立气源，多用点采用VMB或VMP分路供应，VMB或VMP采用支路气动阀，氮气吹扫，真空辅助排空等。由于BSGS气源总量大，多采用独立的气体房，独立的抽风系统。全自动全自动全自动全自动3瓶柜照片瓶柜照片瓶柜照片瓶柜照片(仅供参考仅供参考仅供参考仅供参考)根据客户对于生产的要求不同，气体设备的配置分全自动、半自动、手动形式。四四四四、、、、其他其他其他其他辅助辅助辅助辅助设备的分类设备的分类设备的分类设备的分类4.1.过滤器按滤芯分：PTFE/PFA；Ni;Ceramic;硅纤维按装配形式：可更换滤芯housing、LineFilter;GasketFilter按气体输送位置：BulkFilter,LineFilter,POUFilter最高等级0.003um颗粒捕获率可高达9LRVFilter测试一般仅针对0.1um电子行业气体过滤器寿命判断一般不能依照压差,需依照出口颗粒度指标-CQC.（建议2年寿命)不同的介质需考虑不同过滤滤芯过滤器尺寸一般小于或等于连接管道输送尺寸4.1.1.PTFE/PFAFilter:应用最广泛，基本满足工艺需求。4.1.2.CeramicFilter应用一般，成本较低，存在加工难度4.1.3.NiFilter应用广泛，等级高，成本高，寿命长，几乎使用所有气体介质4.2.纯化器气体纯化器是在一定条件下脱除气体中杂质的装置。纯化器根据催化原理不同，可分为催化吸附式，吸气剂型，深冷吸附式，对于氢气有专门的钯管纯化器。4.3.分析设备(CQC)分析设备主要检测纯化器后端管道内的气体的水分、氧份、颗粒的指标情况。目前基本在IC半导体行业会安装。五五五五、、、、设备安装的特点设备安装的特点设备安装的特点设备安装的特点气体房规划气体房规划气体房规划气体房规划气体房辅助设施要求气体房辅助设施要求气体房辅助设施要求气体房辅助设施要求第二章．输送系统材料介绍一一一一、、、、金金金金属材料属材料属材料属材料1.1.不锈钢部分1.1.1.不锈钢综述钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。常用不锈钢的分类和用途如下：钢号特性用途奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体钢钢钢钢30418Cr-8Ni作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象（无磁性，使用温度-196~800℃℃）。家庭用品（1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸），汽车配件（风挡雨刷、消声器、模制品），医疗器具，建材，化学，食品工业，农业，船舶部件304L18Cr-8Ni-低碳作为低C的304钢，在一般状态下，其耐蚀性与304刚相似，但在焊接后或者消除应力后，其抗晶界腐蚀能力优秀；在未进行热处理的情况下，亦能保持良好的耐蚀性，使用温度-196~800℃℃。应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器，建材耐热零件及热处理有困难的零件31618Cr-12Ni-2.5Mo因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）。海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备；照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺