As نیمه‌هادیو فناوری‌های میکروالکترونیک به سمت عملکرد بالاتر و ادغام بیشتر توسعه می‌یابند، الزامات بالاتری برای خلوص گازهای ویژه الکترونیکی مطرح می‌شود. فناوری لوله‌کشی گاز با خلوص بالا بخش مهمی از سیستم تأمین گاز با خلوص بالا است. این فناوری کلیدی برای ارائه گازهای با خلوص بالا است که الزامات را به نقاط مصرف گاز برآورده می‌کند و در عین حال کیفیت مطلوب را حفظ می‌کند.
فناوری لوله‌کشی با خلوص بالا شامل طراحی صحیح سیستم، انتخاب اتصالات لوله و مواد کمکی، ساخت و نصب و آزمایش است.
01 مفهوم کلی لوله کشی انتقال گاز
تمام گازهای با خلوص و پاکیزگی بالا باید از طریق خطوط لوله به نقطه پایانی گاز منتقل شوند. برای برآورده کردن الزامات کیفیت فرآیند برای گاز، هنگامی که شاخص صادرات گاز مشخص است، توجه به انتخاب مواد و کیفیت ساخت سیستم لوله‌کشی ضروری‌تر است. علاوه بر دقت تجهیزات تولید یا تصفیه گاز، این امر تا حد زیادی تحت تأثیر عوامل بسیاری از سیستم خط لوله قرار می‌گیرد. بنابراین، انتخاب لوله‌ها باید مطابق با اصول صنعت تصفیه مربوطه باشد و جنس لوله‌ها در نقشه‌ها مشخص شود.
02 اهمیت خطوط لوله با خلوص بالا در انتقال گاز
اهمیت خطوط لوله با خلوص بالا در انتقال گاز با خلوص بالا در طول فرآیند ذوب فولاد ضد زنگ، هر تن می‌تواند حدود ۲۰۰ گرم گاز جذب کند. پس از پردازش فولاد ضد زنگ، نه تنها آلاینده‌های مختلف روی سطح آن گیر می‌کنند، بلکه مقدار مشخصی از گاز نیز در شبکه فلزی آن جذب می‌شود. هنگامی که جریان هوا از خط لوله عبور می‌کند، بخشی از گاز جذب شده توسط فلز دوباره وارد جریان هوا شده و گاز خالص را آلوده می‌کند.
وقتی جریان هوا در لوله ناپیوسته باشد، لوله روی گاز عبوری جذب فشار ایجاد می‌کند. وقتی جریان هوا عبور را متوقف می‌کند، گاز جذب شده توسط لوله، تجزیه کاهش فشار را ایجاد می‌کند و گاز تجزیه شده نیز به عنوان ناخالصی وارد گاز خالص در لوله می‌شود.
همزمان، چرخه جذب و آنالیز باعث می‌شود که فلز روی سطح داخلی لوله مقدار مشخصی پودر تولید کند. این ذرات غبار فلزی همچنین گاز خالص موجود در لوله را آلوده می‌کنند. این ویژگی لوله بسیار مهم است. برای اطمینان از خلوص گاز منتقل شده، نه تنها لازم است که سطح داخلی لوله از صافی بسیار بالایی برخوردار باشد، بلکه باید مقاومت سایشی بالایی نیز داشته باشد.
وقتی گاز خاصیت خورندگی قوی دارد، باید از لوله‌های فولادی ضد زنگ مقاوم در برابر خوردگی برای لوله‌کشی استفاده شود. در غیر این صورت، لکه‌های خوردگی در سطح داخلی لوله به دلیل خوردگی ظاهر می‌شوند. در موارد شدید، قطعات بزرگ فلز کنده یا حتی سوراخ می‌شوند و در نتیجه گاز خالص در حال انتقال را آلوده می‌کنند.
جنس لوله ۰۳
انتخاب جنس لوله باید بر اساس نیاز استفاده انجام شود. کیفیت لوله معمولاً بر اساس زبری سطح داخلی لوله سنجیده می‌شود. هرچه زبری کمتر باشد، احتمال حمل ذرات کمتر است. به طور کلی به سه نوع تقسیم می‌شوند:
یکی استلوله EP درجه 316Lکه به صورت الکترولیتی صیقل داده شده است (الکترو-پولیش). در برابر خوردگی مقاوم است و زبری سطح کمی دارد. Rmax (حداکثر ارتفاع قله تا دره) حدود 0.3μm یا کمتر است. بیشترین صافی را دارد و تشکیل جریان‌های میکرو-ادی در آن آسان نیست. ذرات آلوده را حذف کنید. گاز واکنش مورد استفاده در فرآیند باید در این سطح لوله‌کشی شود.
یکی استدرجه کارشناسی 316Lلوله‌ای که توسط فرآیند پخت روشن (Bright Anneal) تحت عملیات حرارتی قرار گرفته و اغلب برای گازهایی که در تماس با تراشه هستند اما در واکنش فرآیند شرکت نمی‌کنند، مانند GN2 و CDA، استفاده می‌شود. یکی لوله AP (Annealing & Picking) است که تحت عملیات حرارتی خاصی قرار نگرفته و عموماً برای مجموعه‌های دوتایی لوله‌های بیرونی که به عنوان خطوط تأمین گاز استفاده نمی‌شوند، استفاده می‌شود.
04 ساخت خط لوله
پردازش دهانه لوله یکی از نکات کلیدی این فناوری ساخت و ساز است. برش و پیش‌سازی خط لوله در محیطی تمیز انجام می‌شود و در عین حال، اطمینان حاصل می‌شود که هیچ گونه علامت یا آسیب مضری روی سطح خط لوله قبل از برش وجود ندارد. قبل از باز کردن خط لوله، باید مقدمات شستشوی نیتروژن در خط لوله انجام شود. در اصل، از جوشکاری برای اتصال خطوط لوله انتقال و توزیع گاز با خلوص و تمیزی بالا با جریان زیاد استفاده می‌شود، اما جوشکاری مستقیم مجاز نیست. باید از اتصالات پوششی استفاده شود و جنس لوله مورد استفاده نباید در حین جوشکاری تغییر ساختاری داشته باشد. اگر ماده‌ای با محتوای کربن خیلی زیاد جوش داده شود، نفوذپذیری هوای قسمت جوش باعث می‌شود گاز داخل و خارج لوله به یکدیگر نفوذ کند و خلوص، خشکی و تمیزی گاز انتقالی را از بین ببرد که منجر به عواقب جدی می‌شود و بر کیفیت تولید تأثیر می‌گذارد.
به طور خلاصه، برای گاز با خلوص بالا و خطوط لوله انتقال گاز ویژه، باید از لوله فولادی ضد زنگ با خلوص بالا که به طور ویژه فرآوری شده است، استفاده شود که باعث می‌شود سیستم خط لوله با خلوص بالا (شامل خطوط لوله، اتصالات لوله، شیرآلات، VMB، VMP) یک مأموریت حیاتی در توزیع گاز با خلوص بالا داشته باشد.
زمان ارسال: ۲۶ نوامبر ۲۰۲۴