Fabrika integrisanih kola veoma velikih razmera 909 je veliki građevinski projekat elektronske industrije moje zemlje tokom Devetog petogodišnjeg plana za proizvodnju čipova širine linije od 0,18 mikrona i prečnika 200 mm.
Tehnologija proizvodnje veoma velikih integrisanih kola ne uključuje samo tehnologije visoke preciznosti kao što je mikro-mašinska obrada, već postavlja i visoke zahteve za čistoću gasa.
Opskrbu plinom za Projekt 909 obezbjeđuje zajedničko ulaganje između Praxair Utility Gas Co., Ltd. iz Sjedinjenih Država i relevantnih strana u Šangaju radi zajedničkog uspostavljanja fabrike za proizvodnju gasa. Postrojenje za proizvodnju gasa je u blizini tvornice projekta 909 zgrada, koja se prostire na površini od oko 15.000 kvadratnih metara. Zahtjevi za čistoćom i izlazom različitih plinova
Azot visoke čistoće (PN2), azot (N2) i kiseonik visoke čistoće (PO2) se proizvode odvajanjem vazduha. Vodonik visoke čistoće (PH2) se proizvodi elektrolizom. Argon (Ar) i helijum (He) se kupuju preko vanjskih izvora. Kvazigas se prečišćava i filtrira za upotrebu u Projektu 909. Specijalni gas se isporučuje u bocama, a orman za gasne boce se nalazi u pomoćnoj radionici pogona za proizvodnju integrisanih kola.
Ostali gasovi takođe uključuju čisti suvi komprimovani vazduh CDA sistem, sa upotrebnom zapreminom od 4185m3/h, tačkom rose pod pritiskom od -70°C, i veličinom čestica ne većom od 0,01um u gasu na mestu upotrebe. Sistem komprimovanog vazduha za disanje (BA), upotrebna zapremina 90m3/h, tačka rose pritiska 2℃, veličina čestica u gasu na mestu upotrebe nije veća od 0,3um, procesni vakuum (PV) sistem, zapremina upotrebe 582m3/h, stepen vakuuma na mestu upotrebe -79993Pa. Vakuumski sistem za čišćenje (HV), upotrebna zapremina 1440m3/h, stepen vakuuma na mestu upotrebe -59995 Pa. Prostorija sa kompresorom vazduha i soba za vakuum pumpu se nalaze u fabričkom području 909 projekta.
Izbor materijala za cijevi i pribora
Plin koji se koristi u proizvodnji VLSI ima izuzetno visoke zahtjeve za čistoćom.Gasovodi visoke čistoćese obično koriste u čistim proizvodnim okruženjima, a njihova kontrola čistoće treba da bude u skladu sa ili viša od nivoa čistoće prostora koji se koristi! Osim toga, plinovodi visoke čistoće se često koriste u čistim proizvodnim okruženjima. Čisti vodonik (PH2), kiseonik visoke čistoće (PO2) i neki specijalni gasovi su zapaljivi, eksplozivni, gasovi koji podržavaju sagorevanje ili otrovni. Ako je sistem gasovoda nepropisno projektovan ili materijali su nepravilno odabrani, ne samo da će se smanjiti čistoća gasa koji se koristi na tački gasa, već će i propasti. Zadovoljava zahtjeve procesa, ali je nebezbedna za upotrebu i prouzrokovaće zagađenje čiste fabrike, što utiče na bezbednost i čistoću čiste fabrike.
Garancija kvaliteta gasa visoke čistoće na mestu upotrebe ne zavisi samo od tačnosti proizvodnje gasa, opreme za prečišćavanje i filtera, već na njega u velikoj meri utiču i mnogi faktori u sistemu cevovoda. Ako se oslanjamo na opremu za proizvodnju plina, opremu za prečišćavanje i filtere, jednostavno je pogrešno nametati beskonačno veće zahtjeve za preciznošću da bi se kompenzirao nepravilan dizajn sistema plinovoda ili odabir materijala.
Tokom procesa projektovanja projekta 909, pratili smo “Kodeks za projektovanje čistih postrojenja” GBJ73-84 (trenutni standard je (GB50073-2001)), “Kodeks za projektovanje stanica za komprimovani vazduh” GBJ29-90, “Kodeks za projektovanje stanica za kiseonik” GB50030-91 , “Kodeks za projektovanje stanica za vodonik i kiseonik” GB50177-93, te relevantne tehničke mjere za odabir materijala i pribora za cjevovode. “Kodeks za projektovanje čistih postrojenja” propisuje izbor cevovodnih materijala i ventila na sledeći način:
(1) Ako je čistoća plina veća ili jednaka 99,999%, a tačka rose niža od -76°C, cijev od niskougljičnog nehrđajućeg čelika 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) s elektropoliranim unutrašnjim zidom ili cijev od nehrđajućeg čelika OCr18Ni9 (304) sa treba koristiti elektropolirani unutrašnji zid. Ventil treba da bude membranski ventil ili ventil sa mehom.
(2) Ako je čistoća plina veća ili jednaka 99,99%, a tačka rose niža od -60°C, treba koristiti cijev od nerđajućeg čelika OCr18Ni9 (304) sa elektropoliranim unutrašnjim zidom. Osim ventila s mijehom koji se trebaju koristiti za cjevovode zapaljivih gasova, kuglaste ventile treba koristiti za druge plinovode.
(3) Ako je tačka rose suvog komprimovanog vazduha niža od -70°C, treba koristiti cijev od nerđajućeg čelika OCr18Ni9 (304) sa poliranim unutrašnjim zidom. Ako je tačka rosišta niža od -40℃, treba koristiti cijev od nehrđajućeg čelika OCr18Ni9 (304) ili vruće pocinčanu bešavnu čeličnu cijev. Ventil bi trebao biti ventil s mehom ili kuglični ventil.
(4) Materijal ventila treba biti kompatibilan s materijalom priključne cijevi.
U skladu sa zahtjevima specifikacija i relevantnim tehničkim mjerama, mi uglavnom uzimamo u obzir sljedeće aspekte pri odabiru materijala za cjevovode:
(1) Propustljivost vazduha materijala cevi treba da bude mala. Cijevi od različitih materijala imaju različitu propusnost zraka. Ako se odaberu cijevi veće propusnosti zraka, onečišćenje se ne može ukloniti. Cijevi od nehrđajućeg čelika i bakrene cijevi bolje sprječavaju prodiranje i koroziju kisika u atmosferi. Međutim, budući da su cijevi od nehrđajućeg čelika manje aktivne od bakrenih cijevi, bakrene cijevi su aktivnije u omogućavanju prodiranja vlage iz atmosfere u njihove unutrašnje površine. Stoga, pri odabiru cijevi za plinovode visoke čistoće, cijevi od nehrđajućeg čelika trebaju biti prvi izbor.
(2) Unutrašnja površina materijala cijevi je adsorbirana i ima mali utjecaj na analizu plina. Nakon obrade cijevi od nehrđajućeg čelika, određena količina plina će se zadržati u metalnoj rešetki. Kada plin visoke čistoće prođe, ovaj dio plina će ući u tok zraka i uzrokovati zagađenje. Istovremeno, zbog adsorpcije i analize, metal na unutrašnjoj površini cijevi će također proizvesti određenu količinu praha, uzrokujući zagađenje plina visoke čistoće. Za cevovodne sisteme sa čistoćom iznad 99,999% ili nivoom ppb, treba koristiti cijev od nerđajućeg čelika 00Cr17Ni12Mo2Ti sa niskim udjelom ugljika (316L).
(3) Otpornost na habanje cijevi od nehrđajućeg čelika je bolja od bakrenih cijevi, a metalna prašina nastala erozijom protoka zraka je relativno manja. Proizvodne radionice sa višim zahtjevima za čistoćom mogu koristiti cijevi od niskougljičnog nehrđajućeg čelika 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) ili cijevi od nehrđajućeg čelika OCr18Ni9 (304), bakarne cijevi se ne smiju koristiti.
(4) Za cevovodne sisteme sa čistoćom gasa iznad 99,999% ili nivoa ppb ili ppt, ili u čistim prostorijama sa nivoima čistoće vazduha od N1-N6 navedenim u „Clean Factory Design Code“, ultra čiste cevi iliEP ultra čiste cijevitreba koristiti. Očistite „čistu cijev s ultra glatkom unutrašnjom površinom“.
(5) Neki od specijalnih sistema gasovoda koji se koriste u procesu proizvodnje su visoko korozivni gasovi. Cijevi u ovim cjevovodnim sistemima moraju kao cijevi koristiti cijevi od nehrđajućeg čelika otporne na koroziju. U suprotnom će cijevi biti oštećene zbog korozije. Ako se na površini pojave mrlje korozije, ne smiju se koristiti obične bešavne čelične cijevi ili pocinčane zavarene čelične cijevi.
(6) U principu, svi priključci gasovoda trebaju biti zavareni. Budući da će zavarivanje pocinčanih čeličnih cijevi uništiti pocinčani sloj, pocinčane čelične cijevi se ne koriste za cijevi u čistim prostorijama.
Uzimajući u obzir gore navedene faktore, cijevi i ventili za gasovod odabrani u projektu &7& su sljedeći:
Cijevi za azot visoke čistoće (PN2) izrađene su od cijevi od niskougljičnog nehrđajućeg čelika 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) sa elektropoliranim unutrašnjim zidovima, a ventili su izrađeni od ventila s mehom od nerđajućeg čelika od istog materijala.
Cijevi azotnog (N2) sistema su izrađene od 00Cr17Ni12Mo2Ti niskougljičnih cijevi od nehrđajućeg čelika (316L) sa elektropoliranim unutrašnjim zidovima, a ventili su izrađeni od ventila sa mehom od nerđajućeg čelika od istog materijala.
Cijevi sistema vodonika visoke čistoće (PH2) izrađene su od 00Cr17Ni12Mo2Ti niskougljičnih cijevi od nehrđajućeg čelika (316L) sa elektropoliranim unutrašnjim zidovima, a ventili su izrađeni od ventila s mehom od nerđajućeg čelika od istog materijala.
Cijevi sistema kisika visoke čistoće (PO2) izrađene su od 00Cr17Ni12Mo2Ti niskougljičnih cijevi od nehrđajućeg čelika (316L) sa elektropoliranim unutrašnjim zidovima, a ventili su izrađeni od ventila s mehom od nerđajućeg čelika od istog materijala.
Argon (Ar) sistemske cijevi izrađene su od cijevi od niskougljičnog nehrđajućeg čelika 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) sa elektropoliranim unutrašnjim zidovima, a koriste se ventili s mehovima od nerđajućeg čelika od istog materijala.
Cijevi helijum (He) sistema su izrađene od 00Cr17Ni12Mo2Ti niskougljičnih cijevi od nehrđajućeg čelika (316L) sa elektropoliranim unutrašnjim zidovima, a ventili su izrađeni od ventila s mehom od nerđajućeg čelika od istog materijala.
Cevi sistema čistog suvog komprimovanog vazduha (CDA) su izrađene od cevi od nerđajućeg čelika OCr18Ni9 (304) sa poliranim unutrašnjim zidovima, a ventili su izrađeni od ventila sa mehom od nerđajućeg čelika od istog materijala.
Cevi sistema komprimovanog vazduha za disanje (BA) su izrađene od cevi od nerđajućeg čelika OCr18Ni9 (304) sa poliranim unutrašnjim zidovima, a ventili su izrađeni od kugličnih ventila od nerđajućeg čelika od istog materijala.
Cijevi procesnog vakuum (PV) sistema su izrađene od UPVC cijevi, a ventili od vakuumskih leptir ventila od istog materijala.
Cijevi vakuumskog (HV) sistema za čišćenje su izrađene od UPVC cijevi, a ventili su od vakumskih leptir ventila od istog materijala.
Cijevi specijalnog plinskog sistema su sve izrađene od niskougljičnih inox cijevi 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) sa elektropoliranim unutrašnjim zidovima, a ventili su od inox ventila s mehom od istog materijala.
3 Izgradnja i montaža cjevovoda
3.1 Odjeljak 8.3 „Kodeks projektiranja čiste tvorničke zgrade“ propisuje sljedeće odredbe za priključke cjevovoda:
(1) Priključci cijevi trebaju biti zavareni, ali vruće pocinčane čelične cijevi trebaju biti s navojem. Zaptivni materijal navojnih spojeva mora biti u skladu sa zahtjevima iz člana 8.3.3 ove specifikacije
(2) Cevi od nerđajućeg čelika treba spojiti argon-lučnim zavarivanjem i sučeonim zavarivanjem ili zavarivanjem utičnica, ali gasovode visoke čistoće treba spojiti sučeonim zavarivanjem bez oznaka na unutrašnjem zidu.
(3) Veza između cjevovoda i opreme treba da bude u skladu sa zahtjevima za povezivanje opreme. Prilikom korištenja crijevnih priključaka treba koristiti metalna crijeva
(4) Veza između cjevovoda i ventila treba biti u skladu sa sljedećim propisima
① Zaptivni materijal koji povezuje gasovode i ventile visoke čistoće treba da koristi metalne zaptivke ili dvostruke čaure u skladu sa zahtevima proizvodnog procesa i karakteristikama gasa.
②Zaptivni materijal na spoju s navojem ili prirubnicom treba biti politetrafluoroetilen.
3.2 U skladu sa zahtjevima specifikacija i relevantnim tehničkim mjerama, spoj plinovoda visoke čistoće treba biti zavaren što je više moguće. Direktno čeono zavarivanje treba izbjegavati tokom zavarivanja. Treba koristiti navlake za cijevi ili gotove spojeve. Navlake cijevi trebaju biti izrađene od istog materijala i glatkoće unutrašnje površine kao i cijevi. nivou, tokom zavarivanja, kako bi se sprečila oksidacija dela zavarivanja, u cev za zavarivanje treba uvesti čisti zaštitni gas. Za cijevi od nehrđajućeg čelika treba koristiti argon-lučno zavarivanje, a plin argona iste čistoće treba uvesti u cijev. Mora se koristiti navojni ili navojni priključak. Prilikom spajanja prirubnica, za navojne spojeve treba koristiti ferule. Osim za cijevi za kisik i vodonik, koje bi trebale koristiti metalne zaptivke, ostale cijevi bi trebale koristiti politetrafluoroetilenske zaptivke. Nanošenje male količine silikonske gume na zaptivke će takođe biti efikasno. Pojačati efekat zaptivanja. Slične mjere treba poduzeti kada se izvode prirubnički spojevi.
Prije početka montažnih radova, detaljan vizualni pregled cijevi,armature, ventili itd. moraju biti izvedeni. Unutarnju stijenku običnih cijevi od nehrđajućeg čelika prije ugradnje potrebno je dekisirati. Cijevi, fitinzi, ventili, itd. na cjevovodima kisika trebaju biti strogo zabranjeni od ulja i treba ih strogo odmastiti u skladu sa relevantnim zahtjevima prije ugradnje.
Prije ugradnje i puštanja u upotrebu, transportni i distributivni cjevovodni sistem treba u potpunosti pročistiti isporučenim gasom visoke čistoće. Ovo ne samo da otpuhuje čestice prašine koje su slučajno pale u sistem tokom procesa instalacije, već takođe igra ulogu sušenja u sistemu cevovoda, uklanjajući deo gasa koji sadrži vlagu koji je apsorbovao zid cevi, pa čak i materijal cevi.
4. Ispitivanje tlaka cjevovoda i prijem
(1) Nakon ugradnje sistema vrši se 100% radiografski pregled cijevi za transport visokotoksičnih fluida u specijalnim gasovodima, a njihov kvalitet ne smije biti niži od II stepena. Ostale cijevi podliježu radiografskoj kontroli uzorkovanja, a omjer kontrole uzorkovanja ne smije biti manji od 5 %, kvalitet ne smije biti niži od III stepena.
(2) Nakon položenog pregleda bez razaranja, potrebno je izvršiti ispitivanje pod pritiskom. Da bi se osigurala suvoća i čistoća cevovodnog sistema, ne sme se vršiti ispitivanje hidrauličkog pritiska, već se treba koristiti pneumatski test pritiska. Test vazdušnog pritiska treba da se izvede korišćenjem azota ili komprimovanog vazduha koji odgovara nivou čistoće čiste prostorije. Ispitni pritisak cevovoda treba da bude 1,15 puta veći od projektovanog pritiska, a ispitni pritisak vakuumskog cevovoda treba da bude 0,2 MPa. Tokom testa, pritisak treba postepeno i polako povećavati. Kada tlak poraste na 50% ispitnog tlaka, ako se ne otkrije abnormalnost ili curenje, nastavite povećavati tlak korak po korak za 10% ispitnog tlaka i stabilizirajte tlak 3 minute na svakom nivou do testnog tlaka . Stabilizirajte tlak 10 minuta, a zatim smanjite tlak na projektni tlak. Vrijeme zaustavljanja tlaka treba odrediti prema potrebama detekcije curenja. Sredstvo za pjenjenje je kvalifikovano ako nema curenja.
(3) Nakon što vakuumski sistem prođe ispitivanje pod pritiskom, potrebno je izvršiti i 24-časovno ispitivanje stepena vakuuma u skladu sa projektnom dokumentacijom, a stopa pritiska ne smije biti veća od 5%.
(4) Test curenja. Za ppb i ppt cevovodne sisteme, prema relevantnim specifikacijama, nijedno curenje se ne bi trebalo smatrati kvalifikovanim, ali se ispitivanje količine curenja koristi tokom projektovanja, odnosno ispitivanje količine curenja se izvodi nakon ispitivanja nepropusnosti vazduha. Pritisak je radni pritisak, a pritisak se zaustavlja na 24 sata. Prosječno curenje po satu je manje od ili jednako 50ppm prema kvalifikaciji. Proračun curenja je sljedeći:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
U formuli:
Propuštanje od sat vremena (%)
P1-Apsolutni pritisak na početku testa (Pa)
P2-Apsolutni pritisak na kraju testa (Pa)
T1-apsolutna temperatura na početku testa (K)
T2-apsolutna temperatura na kraju testa (K)
Vrijeme objave: 12.12.2023