供應實驗室氣體管路工程

實驗室氣體管路工程/氣體管道系統(tǒng)/氣體管路設計施工

實驗室高純氣體管路應用于在電子半導體、石油化工、生物醫(yī)藥、標準檢測等高科技領域。
試驗室氣體管路系統(tǒng)包括實驗室集中供氣系統(tǒng)和室內氣瓶供氣系統(tǒng)，可以滿足您不同等級要求的氣體安全使用。中央供氣管路系統(tǒng)工程主要是為試/實驗室選用的分析設備提供量值和壓力穩(wěn)定的標準氣體，保證其儲存和使用的安全性。保障分析測試人員在實驗中免受有毒有害氣體的侵害。按照要求，將所用全部氣體存放于儲氣間，并實現(xiàn)集中輸送，組成中央供氣系統(tǒng)。系統(tǒng)采用一拖一、一拖多、多拖一和多拖多的管道式輸氣方式，在一拖多時能夠實現(xiàn)分段控制和在多拖一和多拖多時能夠實現(xiàn)切換控制；并能夠保證標準氣體流量、壓力穩(wěn)定和量值傳遞不發(fā)生變化，滿足分析檢測設備對使用氣體的技術要求。
實驗室氣體管路（簡稱氣路）是現(xiàn)代實驗室必不可少的組成部分，氣體管路為色譜儀、原子吸收、微庫侖定硫、量熱儀、微量硫分析等儀器提供安全可靠的氣體，保證分析數據的準確性和延長儀器的使用壽命。可以說氣路在現(xiàn)代實驗室中的地位是舉足輕重的。 
    例如氣體管路實驗室分析儀器，氣體管路非標實驗設備，氣體管路連接及接頭的設計加工。從氣瓶房到實驗室氣體管路的氣體管線，實驗室內氣路箱的設計安裝，氣體報警裝置的設計安裝。
    使用進的自動焊接施工工藝安裝管道、減壓器、壓力表、高壓金屬軟管、鋼瓶接頭、焊接接頭、卡套接頭、不銹鋼潔凈管等。
（1）易燃性氣體
把自燃、易燃、可燃氣體等都定義為這類氣體。如常溫下的SiH4氣體只要與空氣接觸就會燃燒，當環(huán)境溫度達到一定時，PH3與B2 H6等氣體也會產生自燃。可燃易燃氣體都有一定的著火燃燒范圍，即上限、下限值。此范圍越大的氣體炸燃燒危險性就越高，如B 2H6的上限為98%，下限為0.9%。屬于易燃氣體有H 2,NH3,PH3,DCS,ClF3 。


（2）毒性氣體（Toxic Gas）：半導體制造行業(yè)中使用的氣體很多都是對人體有害、有毒的。其中又以AsH3, B 2H6,PH3等氣體的毒性，它們的閾限值TLV（Threshold Limited Valve）分別只有50×10-9,100×10 -9,300×10-9。這些氣體在工作環(huán)境中的允許濃度極微，因此在貯存、輸送以及使用的過程中都要求特別的小心。一般都應該采取特定的技術措施來控制使用這些氣體。NO, C4F6,C5F8 ,NF3,CH 3F等都屬于毒性氣體。


（3）腐蝕性氣體（Corrosive Gas）：這些腐蝕性氣體通常同時也兼有較強的毒性。腐蝕性氣體在干燥狀態(tài)下一般不易侵蝕金屬，但在遇到水的環(huán)境下就顯示出很強的腐蝕性，如HCl, HF, PCl3, SiF4,ClF3，WF6等。


（4）惰性氣體(Inert Gas)： 隋性氣體本身一般不會直接對人體產生傷害，在氣體傳輸過程中，相對于安全上的要求不如以上其他氣體嚴格。但惰性氣體具有窒息特性，在密閉空間若發(fā)生泄漏會使人窒息而造成工傷事故。屬于這類的氣體有C2 F6,CF4,SF6,CHF 3等。


（5）氧化性氣體（Oxide Gas）：這類氣體有較強的氧化性，一般同時具有其他特性，如毒性或腐蝕性等。屬于這類的氣體有ClF3 ,Cl2,NF3等。


不銹鋼制管件是用來傳輸各種制程氣體的主要管件，尤其是傳輸一些易燃易爆的危險性氣體。所以不銹鋼制管件的制作和施工要求在以上幾種不同材質的管件中最為嚴格，一般對于P級要求（×10 -9級）制程氣體的輸送，均要求采用SUS316材質的EP (Electronic Polishing)管材，對于一般非制程氣體的輸送采用SUS316材質的BA （Bright Anneal）管材。SUS316作為一種低含碳量的不銹鋼材料，它不僅具有抗腐蝕性好的優(yōu)點，而且對凹洞的抵抗性也很好。由于BA管的制作是經過了溶解、壓延（Hot/Cold Rolling）、溶接(Welding)、熱處理(Hot treatment)、研磨(Polishing)等復雜過程，其表面粗糙度 Rmax≦4.5mm。EP管材除了表面研磨等過程外，再加以電解研磨及精密洗凈技術，其Rmax≦0.7mm[3] 。


氣體管件在安裝時，施工原則是應盡可能地以連續(xù)式且無接口的方式進行，這樣可以減少使用接頭的數量，降低潛在的氣體泄漏風險。管件與管件間的連接以軌道式焊接法（Orbital Welding）來接合，對于不銹鋼的焊接要采用氬弧焊，并向施焊管內通入同等純度的氬氣，這樣可以確保連接的品質，并防止管件內壁因不當的焊接而沉積碳，從而造成氣體管件的污染。管件與各種配件之間的連接必須以金屬面對金屬面密封（Metal to metal face seal）的方式進行。一般晶圓廠比較常用的氣體管路連接的接頭方式有VCR 和Swagelok兩種，具體選用形式應根據生產工藝對高純度氣體的用氣要求和氣體本身特性進行選擇。一般情況下，VCR式的接頭主要用在制程氣體以及危險氣體的傳輸上，管路連接后接頭里面的墊圈（Gasket）將會適度變形以確保管路每秒低于10 -9cc的氦氣泄漏率（Leakage Rate）[4]。不過在接合時要避免因拴得太緊而導致不銹鋼墊圈過度變形造成接合不良或氣體外泄。Swagelok 接頭通常用在惰性氣體、氮氣以及CDA等氣體的傳輸上，因為這些氣體可以容許一定的外泄率，所以不常用成本較高且須焊接的VCR式接頭?？偟膩碚f，管件的安裝原則是應盡可能減少管件的長度、接頭和閥件的數量，因為大多數的危險氣體的泄漏都發(fā)生在施工不當的接頭和閥件接合處。
危險氣體的特別事項
作為半導體晶圓代工廠氣體的使用者，每一位工作人員都應該在使用前對各種危險氣體的安全數據加以了解，并且應該知道如何應對這些氣體外泄時的緊急處理程序。一般來講，我們將有三重保障來防范萬一有意外發(fā)生的危險氣體外泄進入到工作環(huán)境中。一個是特種氣體的氣瓶以及全部經過正負壓測漏的氣體輸送管路；第二個是持續(xù)不斷的排氣抽風系統(tǒng)（Exhaust），管路節(jié)點如氣瓶柜、VMB、工作臺等均具有很強排氣抽風系統(tǒng)，以確保每一管路節(jié)點外圍都處于負壓環(huán)境。若發(fā)生微量的有毒氣體的泄漏，排氣抽風系統(tǒng)將時間抽出；另外一個很重要的是處于抽風口或環(huán)境點的毒性氣體偵測器系統(tǒng)，若發(fā)生任何有毒氣體的泄漏將會被氣體偵測系統(tǒng)所偵測到，這個控制系統(tǒng)將根據氣體外泄對人體危害的大小來確定整個氣體輸送系統(tǒng)的相關互鎖動作，嚴重時緊急關閉上游所有氣源，同時會驅動中央控制室和現(xiàn)場的相關報警系統(tǒng)LAU，甚至會驅動全廠的自動語音廣播系統(tǒng)通知立即疏散，要求相關人員迅速撤離報警區(qū)域。因此只要工程技術人員嚴格按照所制定的標準作業(yè)程序操作，所有這些安全裝置都將確保人員不會有安全上的顧慮