一、干燥加熱用熱源
氣瓶在抽真空之前,須先經(jīng)加熱干燥再進(jìn)行抽真空,或邊干燥邊抽真空。干燥的熱源大致有三種,即煤氣、電以及蒸汽,無論哪種熱源加熱,保溫箱的工作溫度須保持110℃~120℃為宜。
1、煤氣紅外線加熱:利用煤氣熱能通過紅外線熱能輻射,將氣瓶加熱到工作需要溫度。
2、電加熱:保溫箱內(nèi)安裝電加熱管,將氣瓶烘烤至工作需要溫度。
3、蒸汽加熱:利用壓力飽和蒸汽(0.3Mpa~0.4Mpa)通過散熱器(氣片或散熱管)形式,通過蒸汽傳遞,將氣瓶加熱到工作需要溫度。
上述三種熱源加熱方法,只要能保證工作所需溫度,就能得到干燥的同樣效果。至于經(jīng)濟(jì)能耗、操作條件及設(shè)備工藝流程等方面,要根據(jù)各廠具體情況而選擇。
二、干燥的目的和方式
1、氣瓶干燥的目的:是將氣瓶送到保溫箱里通過熱源進(jìn)行加熱,保溫箱內(nèi)保持110℃~120℃,使瓶?jī)?nèi)水分加熱蒸發(fā),再經(jīng)真空泵抽出瓶?jī)?nèi)水蒸汽,從而達(dá)到氣瓶充裝前的真空度。
2、氣瓶干燥的方式:
a、全封閉加熱干燥:將氣瓶送到保溫箱里,氣瓶全部進(jìn)行加熱;箱內(nèi)保持工作需要溫度,進(jìn)行加熱和抽真空處理,特別是容積較小、純度要求較高的氣瓶最好使用全封閉加熱。
b、半封閉加熱干燥:將氣瓶送到保溫箱里,1/4露出箱外,3/4留在箱里進(jìn)行加熱(瓶立、臥均可)瓶閥接入真空管進(jìn)行抽真空處理,保溫箱溫度保持在110℃~120℃。對(duì)于要求在4N以上純度的氣瓶用半封閉加熱。
3、氣瓶干燥抽真空的操作步驟:
a、將瓶閥卸掉,垂直倒立恐怕12h~24h,瓶?jī)?nèi)的積水及雜質(zhì)盡量排除干凈。
b、將瓶閥擰好,卸掉橡膠圈,送到保溫箱一次擺好,瓶閥接入抽真空管擰緊,箱門、箱蓋封好。
c、緩慢通入熱源,控制保溫箱里的溫度保持在110℃~120℃,然后,啟動(dòng)真空泵(按真空泵操作規(guī)程進(jìn)行操作)。
d、真空泵正常運(yùn)行后,用火花塞檢測(cè)儀測(cè)試玻璃管變色情況,根據(jù)真空泵運(yùn)行時(shí)間及玻璃管變色情況,可判斷瓶?jī)?nèi)抽真空度情況。玻璃管內(nèi)的顏色由紫紅色、粉紅色、淺紅色、直到合格時(shí)的乳白色。
e、一般情況下,真空泵運(yùn)行2h,就能達(dá)到真空度。這時(shí),停止供熱源,再繼續(xù)抽真空1h~2h(保溫箱門打開,氣瓶自然降溫至環(huán)境溫度),停止抽真空。
f、氣瓶停止抽真空降溫后,立即往瓶?jī)?nèi)充回填氣0.2Mpa,關(guān)閉瓶閥。
g、處理后的氣瓶充氣后,經(jīng)化驗(yàn),含水分不超過10ppm。如果真空泵效率高,可再加一臺(tái)擴(kuò)散泵,處理好的氣瓶水分含量可達(dá)到2ppm~3ppm。
4、氣瓶干燥抽真空工作中,發(fā)現(xiàn)的問題及處理:
a、新瓶或水壓試驗(yàn)后的氣瓶,干燥前須控水,控水前好先卸掉瓶閥垂直倒立12h~24h,這種方法效果很好。如果僅打開瓶閥而不卸下,因瓶?jī)?nèi)有死角積存水滴,將影響抽真空效果。試驗(yàn)證明,打開瓶閥要比卸下瓶閥的方法多含水分5ppm~10ppm。
b、氣瓶加熱前,將橡膠圈卸掉,防止干燥時(shí),橡膠圈受高溫烘烤而造成老化變形,從而縮短其使用壽命。
c、氣瓶送入保溫箱加熱后,應(yīng)啟動(dòng)真空泵,邊加熱邊抽真空。若不運(yùn)行真空泵,可打開瓶閥,不接真空管,使瓶?jī)?nèi)水蒸汽自然排放。
d、操作時(shí)應(yīng)主要:在真空泵啟動(dòng)正常后,須打開入口閥;停泵前,先關(guān)閉入口閥再停泵,防止真空泵噴油或往管內(nèi)串油。
e、真空泵排氣管要接到室外,避免泵噴油或油氣(煙)排放室內(nèi),造成污染。
f、抽真空系統(tǒng)不許泄露,要用干燥氣體(0.2Mpa~0.3Mpa無油脂氣體)進(jìn)行氣密性試壓,泄漏率不超過5%即為合格。不要用負(fù)壓做氣密性試壓。
g、當(dāng)氣瓶加熱、真空泵還未投入運(yùn)行時(shí),通??偣軌毫€會(huì)上升。這時(shí)因?yàn)?。加熱前,瓶?jī)?nèi)充滿常溫氣體和少量水分,經(jīng)加熱后,溫度升至120℃,瓶?jī)?nèi)氣體溫度隨之升高,少量積水蒸發(fā)為水蒸氣,促使總管壓力上升。
h、氣瓶干燥溫度保持在110℃~120℃范圍內(nèi),不易過高或過低。否則,低于100℃,瓶?jī)?nèi)水分不易蒸發(fā);高于120℃,易使瓶閥聚四氟乙烯或膠圈老化而影響密封性能。
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1.特種氣體 (Specialty gases) :指那些在特定領(lǐng)域中應(yīng)用的, 對(duì)氣體有要求的純氣、高純氣或由高純單質(zhì)氣體配制的二元或多元混合氣。特種氣體門類繁多, 通常可區(qū)分為電子氣體、標(biāo)準(zhǔn)氣、環(huán)保氣、焊接氣等, 廣泛用于電子、電力、石油化工、采礦、鋼鐵、有色金屬冶煉、熱力工程、生化、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)學(xué)研究及診斷、食品保鮮等領(lǐng)域。
氣體產(chǎn)品大至可以分為兩大類別,即一般工業(yè)氣體和特種氣體。一般工業(yè)氣體是指經(jīng)過空氣分離設(shè)備制造的普通級(jí)的氧氣和氮?dú)?、?jīng)過焦?fàn)t氣分離或電解等方法制造出來的普通純度的其它種類氣體。工業(yè)氣體一般要求生產(chǎn)量大,但對(duì)氣體的純度要求不高。特種氣體則是用途有別于一般氣體的氣體。它在純度、品種、性能等方面都是嚴(yán)格按照規(guī)格進(jìn)行生產(chǎn)和使用的。特種氣體因種類 很多,又可以分為三類,即高純氣體、標(biāo)準(zhǔn)氣體和電子特種氣體。
1、高純氣體
高純氣體通常指利用現(xiàn)代提純技術(shù)能制取的某個(gè)純度等級(jí)的氣體,純度等級(jí)可以不同。
2、一般混合氣體
由兩種以上氣體混臺(tái)配制而成的氣體,而且主要標(biāo)出大致濃度,即可滿足使用要求,這種氣體稱為一般混合氣體。
對(duì)氣體分析儀用氣體,如含氫10%,其余是氬的混合氣以及舍甲烷5%或10%,其余是氬的混合氣,被用作氣相色譜儀的載氣;含氫40%,其余是氮的混合氣被用作氫火焰總烴檢鍘儀的燃料氣。另外,含氧20%~60% ,其余是氬的混合氣被用來發(fā)生化學(xué)熒光分析儀用的臭氧。
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一、高純氣體供應(yīng)系統(tǒng)目前主要有三種形式
1. 現(xiàn)場(chǎng)制氣,管道輸送供氣;
2.外購(gòu)液態(tài)氣體,氣化后管道輸送供氣;
3.外購(gòu)氣體鋼瓶,用氣體鋼瓶(組)供氣。某個(gè)工程,采用何種方式 ,主要根據(jù)工廠的生產(chǎn)規(guī)模及氣體耗量、用氣質(zhì)量,以及工廠所在城市或區(qū)域的氣體市場(chǎng)供應(yīng)等因素經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。
高純氣體管道安全閥
安全閥是啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài),當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高超過規(guī)定值時(shí),通過向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值的特殊閥門。安全閥屬于自動(dòng)閥類,主要用于鍋爐、壓力容器和管道上,控制壓力不超過規(guī)定值,對(duì)人身安全和設(shè)備運(yùn)行起重要保護(hù)作用,注安全閥必須經(jīng)過壓力試驗(yàn)才能使用。
高純氣體管道閥門連接
高純氣體管道與閥門等附件連接應(yīng)采用密封不易泄漏的專用接頭予以連接,常用的接頭方式有兩種:分別為VCR(Vacuum Coupling Retainer)和SWG(Swaglok),VCR采用優(yōu)良的金屬墊,利用縱向壓力壓緊,因此泄漏率極低,約為10~9A cc/s,且耐壓較高,常用于氣體雜質(zhì)含量1.0×10-9級(jí)的高純氣輸送系統(tǒng),而SWG則不如VCR,耐壓較低,基本上這兩種接頭方式的安全性足可代替焊接的方式。
高純氣體管路連接
法蘭連接
管道與設(shè)備、管道與閥門的連接,在一些要求不高的氣體管道可以采用法蘭連接,墊片使用軟金屬墊片或聚四氟乙烯墊片。 由于石棉會(huì)產(chǎn)生粉塵而橡膠的透氣性大和吸水性強(qiáng)而且容易老化, 所以不采用石棉墊片或橡膠整片。
氣體管路連接
表面密封連接件連接
法蘭連接時(shí)氣體和密封材料接 觸面大 ,表面磨損也較大, 所以對(duì)于高純氣體管道不采用法蘭連接。大多采用表面密封連接件,絕大多數(shù)采用 V CR 密封件形式。V C R 連接方式氣體不接觸 密封材料, 流通表面幾乎沒有磨損 ,它是縱 向壓力進(jìn)行壓緊,選用質(zhì)量?jī)?yōu) 良的金屬墊 ,便可以做到很好的密封不泄露、污染少 ,因此得到廣泛采用。 選用時(shí)做到連接件材料與主管材料一致 ,內(nèi)表面光潔等級(jí)一致。
螺紋連接
螺紋連接對(duì)大宗氣體,且純度要求不高的氣體管道,當(dāng)采用鍍鋅鋼管時(shí) ,采用螺紋連接。 螺紋連接的密封材 料采用聚四氟乙烯密封帶 ,不得采用傳統(tǒng)的油麻。密封帶纏繞要得當(dāng)。不能纏繞的太厚、過長(zhǎng),纏繞太厚或纏繞過多超出管螺紋端頭坡 口的話,在螺紋旋緊時(shí),密封帶會(huì)被絲咬切下,落人管道內(nèi)形成較大的污染物,因此端口螺紋從坡口始,留出2- 3 個(gè)凸牙不纏繞密封帶是必要的。
焊接連接管道焊接連接,可以采用對(duì)接焊 、承插焊或套管式接。
對(duì)接焊
對(duì)于要求純度很高的管道,采用內(nèi)壁無瘢痕的對(duì)接焊 。高純氬氣保護(hù)焊。
承插焊
對(duì)于純度要求相對(duì)低一些的管道可以采用承插焊或套管焊,承插焊由于氣體殘留空間比較大 。
套管焊接
吹凈比較困難 ,現(xiàn)在比較多的采用套管焊接。 套管焊接應(yīng)使套管和主管具有同等材料和內(nèi)表面等級(jí), 結(jié)合部的間隙不能過大,重疊部分也不宜過長(zhǎng),較為合適的重疊長(zhǎng)度在 5m m 內(nèi)。 套管內(nèi)管加工時(shí),應(yīng)使主管過盈 ,這樣主管被套管緊緊包裹后施焊,焊渣不會(huì)落人管內(nèi)。而且氣體死空間也小,容易吹凈 。
高純氣體供應(yīng)系統(tǒng)
使用的氣瓶和備用氣瓶之間有一個(gè)半自動(dòng)調(diào)節(jié)閥來控制。所有氣體管路都是高質(zhì)量的、完全退火、無縫不銹鋼SS-316L。所有氧氣管路都需完全清理干凈,使其適合氧氣使用。氣體管路需要有安全壓力釋放閥門、壓力調(diào)節(jié)閥門、壓力表來指示氣體壓力。
]]>氣體產(chǎn)品種類繁多,大致可以分為一般工業(yè)氣體和特種氣體兩大類。一般工業(yè)氣體產(chǎn)銷量大,但對(duì)純度要求不高。特種氣體產(chǎn)銷量雖小,但根據(jù)不同的用途,對(duì)不同特種氣體的純度或組成、有害雜質(zhì)允許的最高含量、產(chǎn)品的包裝貯運(yùn)等都有極其嚴(yán)格的要求,屬于高技術(shù),高附加值產(chǎn)品。通常,可以將特種氣體分為三類,即高純或超高純氣體、標(biāo)準(zhǔn)校正氣體和具有特定組成的混合氣體。氣體產(chǎn)品作為現(xiàn)代工業(yè)重要的基礎(chǔ)原料,應(yīng)用范圍十分廣泛,在冶金、鋼鐵、石油、化工、機(jī)械、電子、玻璃、陶瓷、建材、建筑、食品加工、醫(yī)藥醫(yī)療等部門,均使用大量的常用氣體或特種氣體。
因?yàn)闅怏w產(chǎn)品的應(yīng)用覆蓋面大,一般將氣體的生產(chǎn)和供應(yīng)與供電、供水一樣,作為工業(yè)投資環(huán)境的基礎(chǔ)設(shè)施,被視為國(guó)民經(jīng)濟(jì)“命脈”而列為公用事業(yè)行業(yè)。
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,氣體產(chǎn)品應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,用量不斷增加,新產(chǎn)品不斷推出,純度不斷提高,市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大,產(chǎn)值增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同期國(guó)民經(jīng)濟(jì)總值的增長(zhǎng)速度,達(dá)到年12%的增長(zhǎng)率。全國(guó)氣體產(chǎn)品市場(chǎng)年銷售額約為 400億元。雖然氣體工業(yè)總產(chǎn)值在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中所占的比例不算大,但它對(duì)當(dāng)前飛速發(fā)展的微電子、航空航天、生物工程、新型材料、精密冶金、環(huán)境科學(xué)等高新技術(shù)部門有重要影響,是這些部門不可缺少的原材料氣或工藝氣。正是由于各種新興工業(yè)部門和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的需要和推動(dòng),氣體工業(yè)產(chǎn)品才在品種,質(zhì)量和數(shù)量等方面取得令人矚目的飛躍發(fā)展。
]]>在過去的三年中,對(duì)工業(yè)氣體流量計(jì)的檢定要求大大增加。主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
1、用天然氣進(jìn)行的高壓氣體流量計(jì)的檢定不僅僅限于渦輪氣體流量計(jì),而且還有孔板式、文丘里管式及渦流擋板式流量計(jì)。
2、對(duì)小型流量計(jì)的低氣體流量(小于3.5m3/h)檢定,諸如熱質(zhì)量流量計(jì)、質(zhì)量流量控制器、醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)備用的可變面積儀表和檢測(cè)器。
3、除用空氣或天然氣之外的氣體的檢定及在不同操作條件(不同壓力或不同氣體)下的檢定濕度傳感器探頭,不銹鋼電熱管,PT100傳感器,流體電磁閥,鑄鋁加熱器,加熱圈。
毫無疑問,在操作條件下進(jìn)行校準(zhǔn)是校準(zhǔn)的最佳方式,然而,并不是總能用理想的流體進(jìn)行校準(zhǔn)。對(duì)于氣體流量計(jì),大多數(shù)檢測(cè)裝置都采用空氣進(jìn)行校準(zhǔn),有時(shí)有壓力,多數(shù)情況下是在常壓條件下檢定。
本文所述的高壓檢測(cè)裝置是在有壓力條件下采用天然氣進(jìn)行檢定的,這對(duì)于那些將流量計(jì)用于天然氣計(jì)量站的公司具有很大的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于采用乙烯作為檢定流體的氣體流量計(jì)的校準(zhǔn),可采用DSM和Shell的檢測(cè)裝置,由荷蘭計(jì)量院對(duì)這些校準(zhǔn)進(jìn)行鑒定。
在Dordrecht的低流量檢測(cè)裝置上,可采用各種各樣氣體進(jìn)行校準(zhǔn)。對(duì)測(cè)量蒸汽、氮?dú)狻⒍趸?、氫氣等的氣體流量計(jì)的校準(zhǔn)要求在不斷增加。由于采用這些氣體進(jìn)行大規(guī)模校準(zhǔn)的設(shè)施并不多,因此采用另一種流體進(jìn)行校準(zhǔn)幾乎是唯一的選擇,且在許多情況下是一種合理的、可替代的選擇。如果流動(dòng)條件可以估算出來,那么就可以在與操作條件不同的條件下對(duì)流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn),估算流動(dòng)條件所采用的參數(shù)通常為關(guān)于該流量計(jì)入口直徑的雷諾數(shù)。
首先,將操作條件范圍轉(zhuǎn)換為雷諾數(shù)范圍。
其次,所選定的校準(zhǔn)設(shè)備要符合所規(guī)定的雷諾數(shù)范圍。
然后,在不同的壓力條件下或采用不同的氣體進(jìn)行校準(zhǔn)。根據(jù)雷諾數(shù)繪制氣體流量計(jì)的誤差或流出系數(shù)的曲線圖。然后檢查該流量計(jì)的曲線是否與雷諾數(shù)的重疊范圍相一致。如果一致,則采用內(nèi)插法從校準(zhǔn)曲線推知操作條件的誤差曲線。如果曲線圖不吻合,就必須斷定出是被檢測(cè)流量計(jì)出故障還是該雷諾數(shù)不是被檢測(cè)流量計(jì)適當(dāng)?shù)臋z定系數(shù)。
該方法通常稱之為雷諾內(nèi)插法,可能適用于諸如渦輪流量計(jì)、孔板及噴嘴之類的流量計(jì),這些流量計(jì)在流量的雷諾數(shù)和流量計(jì)誤差或流出系數(shù)之間已形成了相關(guān)性。在一定精度等級(jí)范圍內(nèi),標(biāo)準(zhǔn)差壓流量計(jì)的雷諾特性是眾所周知的。
同樣,某些種類的渦輪氣體流量計(jì)的特性也是已知的。在某些情況下,有必要在進(jìn)行最終校準(zhǔn)之前先進(jìn)行幾次測(cè)試以鑒定該流量計(jì)的運(yùn)行情況是否符合雷諾定標(biāo)系數(shù)。
將來,還需要做一些工作來鑒定渦流擋板流量計(jì)的性能,并確定高壓氣體情況下超聲波流量計(jì)和互補(bǔ)式流量計(jì)的性能??紤]到壓力范圍不同及所采用的氣體類型的差異,作業(yè)線路條件可以不同于現(xiàn)有的校準(zhǔn)條件。對(duì)于這些情況,可采用所謂的雷諾插值方法。
這種方法可適用于流量雷諾數(shù)和儀表誤差或排放系數(shù)之間已建立了相關(guān)性的流量計(jì)。
]]>在不銹鋼熔煉制材過程中,每噸可吸收大約200g的氣體。不銹鋼材加工完畢,不僅其表面粘有各種污染物,而且在其金屬晶格內(nèi)也吸留有定量的氣體。當(dāng)管路中有氣流通過時(shí),金屬所吸留的這部分氣體會(huì)重新進(jìn)入氣流中,污染純凈氣體。當(dāng)管內(nèi)氣流為不連續(xù)流動(dòng)時(shí),管材對(duì)所通過的氣體形成壓力下吸附,氣流停止通過時(shí),管材所吸附的氣體又形成降壓解析,而解析的氣體同樣作為雜質(zhì)進(jìn)入管內(nèi)純凈氣體中。同時(shí),吸附、解析周而復(fù)始,使得管材內(nèi)表面金屬也會(huì)產(chǎn)生的粉末,這種金屬粉塵粒子同樣污染管內(nèi)純凈的氣體。管材的這一特性至關(guān)重要,為了確保輸送的氣體的純凈度,不僅要求管材內(nèi)表面有一個(gè)光滑度,而且,應(yīng)當(dāng)具有很高的特性。
腐蝕性能較強(qiáng)的氣體時(shí),須選用耐腐蝕的不銹鋼管材作配管,否則,管材將會(huì)由于腐蝕而在內(nèi)表面產(chǎn)生腐蝕斑,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)大片金屬剝離甚至穿孔,從而污染輸配的純凈氣體。
大流量的高純、高潔凈度氣體輸配管道的連接,原則上全部采用焊接,要求采用的管材,在施焊時(shí)組織不發(fā)生變化。含碳過高的材料在焊接時(shí),受焊接部位的透氣,使得管內(nèi)外氣體的相互滲透,破壞輸送氣體的純度、干燥度和潔凈度,導(dǎo)致我們的各項(xiàng)努力全部失去意義。
綜上所述,對(duì)于高純氣體及特種氣體輸送管道,必需采用一種特種處理的高純不銹鋼管,至使高純管道系統(tǒng)(包含管道、管件、閥門、VMB、VMP)在高純氣體配送中占有至關(guān)重要的使命。
氣體產(chǎn)品作為現(xiàn)代工業(yè)重要的基礎(chǔ)原料,應(yīng)用范圍十分廣泛,在冶金、鋼鐵、石油、化工、機(jī)械、電子、玻璃、陶瓷、建材、建筑、食品加工、醫(yī)藥醫(yī)療等部門,均使用大量的常用氣體或特種氣體。氣體的應(yīng)用,特別對(duì)這些領(lǐng)域的高新技術(shù)有重要的影響,是其不可缺少的原料氣或工藝氣。也只有各種新興工業(yè)部門和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的需要和推動(dòng),氣體工業(yè)產(chǎn)品才能在品種、質(zhì)量和數(shù)量等方面得到飛躍發(fā)展。
氣體在微電子、半導(dǎo)體行業(yè)中應(yīng)用
氣體的使用在半導(dǎo)體制程中一直扮演著重要的角色,特別是半導(dǎo)體制程目前已被廣泛的應(yīng)用于各項(xiàng)產(chǎn)業(yè),凡舉傳統(tǒng)的ULSI、TFT-LCD到現(xiàn)在的微機(jī)電(MEMS)產(chǎn)業(yè),皆以所謂的半導(dǎo)體制程為產(chǎn)品的制造流程,其中的制程包括如干蝕刻、氧化、離子布植、薄膜沉積等皆使用到相當(dāng)多的氣體,而氣體的純度則對(duì)組件性能、產(chǎn)品良率有著決定性的影響,氣體供應(yīng)的則關(guān)乎人員的健康與工廠運(yùn)作。
電子行業(yè)中常見氣體的分類:
普通氣體,也稱大宗氣體(Bulk gas ):氫氣(H2)、氮?dú)猓∟2)、氧氣(O2)、氬氣(A2)等
特種氣體(Specialty gas )主要有 SiH4 PH3B2H6 A8H3 CL HCL CF4 NH3 POCL3 SIH2CL2 SIHCL3 NH3 BCL3 SIF4 CLF3 CO C2F6 N2O F2HF HBR SF6……等等
特殊氣體的種類一般可分為腐蝕性、毒性、可燃性、助燃性、惰性等,一般常用的半導(dǎo)體氣體分類如下:
(一)、腐蝕性 / 毒性:HCl 、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、 BCl3 …等
(二)、可燃性:H2、 CH4、 SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…等
(三)、助燃性:O2、Cl2、N2O、NF3…等
(四)、惰性:N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr、He…等
半導(dǎo)體氣體很多是對(duì)人體有害。特別是其中有些氣體如SiH4的自燃性,只要一泄漏就會(huì)與空氣中的氧氣起劇烈反應(yīng),開始燃燒;還有AsH3的劇毒性,任何些微的泄漏都可能造成人員生命的危害,也就是因?yàn)檫@些顯而易見的危險(xiǎn),所以對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)性的要求就特別高。
a、新瓶或水壓試驗(yàn)后的氣瓶,干燥前須控水,控水前先卸掉瓶閥垂直倒立12h~24h,這種方法效果很好。如果僅打開瓶閥而不卸下,因瓶?jī)?nèi)有死角積存水滴,將影響抽真空效果。試驗(yàn)證明,打開瓶閥要比卸下瓶閥的方法多含水分5ppm~10ppm。
b、氣瓶加熱前,將橡膠圈卸掉,防止干燥時(shí),橡膠圈受高溫烘烤而造成老化變形,從而縮短其使用壽命。
c、氣瓶送入保溫箱加熱后,應(yīng)啟動(dòng)真空泵,邊加熱邊抽真空。若不運(yùn)行真空泵,可打開瓶閥,不接真空管,使瓶?jī)?nèi)水蒸汽自然排放。
d、操作時(shí)應(yīng)主要:在真空泵啟動(dòng)正常后,須打開入口閥;停泵前,先關(guān)閉入口閥再停泵,防止真空泵噴油或往管內(nèi)串油。
e、真空泵排氣管要接到室外,避免泵噴油或油氣(煙)排放室內(nèi),造成污染。
f、抽真空系統(tǒng)不許泄露,要用干燥氣體(0.2Mpa~0.3Mpa無油脂氣體)進(jìn)行氣密性試壓,泄漏率不超過5%即為合格。不要用負(fù)壓做氣密性試壓。
g、當(dāng)氣瓶加熱、真空泵還未投入運(yùn)行時(shí),通常總管壓力還會(huì)上升。這時(shí)因?yàn)?。加熱前,瓶?jī)?nèi)充滿常溫氣體和少量水分,經(jīng)加熱后,溫度升至120℃,瓶?jī)?nèi)氣體溫度隨之升高,少量積水蒸發(fā)為水蒸氣,促使總管壓力上升。
h、氣瓶干燥溫度保持在110℃~120℃范圍內(nèi),不易過高或過低。否則,低于100℃,瓶?jī)?nèi)水分不易蒸發(fā);高于120℃,易使瓶閥聚四氟乙烯或膠圈老化而影響密封性能。
i、氣瓶不能在高溫時(shí),充回填氣或關(guān)瓶閥,以防氣瓶降溫后壓力下降,若在高溫下關(guān)瓶閥而損壞閥墊。
氣瓶在抽真空之前,須先經(jīng)加熱干燥再進(jìn)行抽真空,或邊干燥邊抽真空。干燥的熱源大致有三種,即煤氣、電以及蒸汽,無論哪種熱源加熱,保溫箱的工作溫度須保持110℃~120℃為宜。
1、煤氣紅外線加熱:利用煤氣熱能通過紅外線熱能輻射,將氣瓶加熱到工作需要溫度。
2、電加熱:保溫箱內(nèi)安裝電加熱管,將氣瓶烘烤至工作需要溫度。
3、蒸汽加熱:利用壓力飽和蒸汽(0.3Mpa~0.4Mpa)通過散熱器(氣片或散熱管)形式,通過蒸汽傳遞,將氣瓶加熱到工作需要溫度。
上述三種熱源加熱方法,只要能保證工作所需溫度,就能得到干燥的同樣效果。至于經(jīng)濟(jì)能耗、操作條件及設(shè)備工藝流程等方面,要根據(jù)各廠具體情況而選擇。
二、干燥的目的和方式
1、氣瓶干燥的目的:是將氣瓶送到保溫箱里通過熱源進(jìn)行加熱,保溫箱內(nèi)保持110℃~120℃,使瓶?jī)?nèi)水分加熱蒸發(fā),再經(jīng)真空泵抽出瓶?jī)?nèi)水蒸汽,從而達(dá)到氣瓶充裝前的真空度。
2、氣瓶干燥的方式:
a、全封閉加熱干燥:將氣瓶送到保溫箱里,氣瓶全部進(jìn)行加熱;箱內(nèi)保持工作需要溫度,進(jìn)行加熱和抽真空處理,特別是容積較小、純度要求較高的氣瓶使用全封閉加熱。
b、半封閉加熱干燥:將氣瓶送到保溫箱里,1/4露出箱外,3/4留在箱里進(jìn)行加熱(瓶立、臥均可)瓶閥接入真空管進(jìn)行抽真空處理,保溫箱溫度保持在110℃~120℃。對(duì)于要求在4N以上純度的氣瓶用半封閉加熱。
3、氣瓶干燥抽真空的操作步驟:
a、將瓶閥卸掉,垂直倒立恐怕12h~24h,瓶?jī)?nèi)的積水及雜質(zhì)盡量排除干凈。
b、將瓶閥擰好,卸掉橡膠圈,送到保溫箱一次擺好,瓶閥接入抽真空管擰緊,箱門、箱蓋封好。
c、緩慢通入熱源,控制保溫箱里的溫度保持在110℃~120℃,然后,啟動(dòng)真空泵(按真空泵操作規(guī)程進(jìn)行操作)。
d、真空泵正常運(yùn)行后,用火花塞檢測(cè)儀測(cè)試玻璃管變色情況,根據(jù)真空泵運(yùn)行時(shí)間及玻璃管變色情況,可判斷瓶?jī)?nèi)抽真空度情況。玻璃管內(nèi)的顏色由紫紅色、粉紅色、淺紅色、直到合格時(shí)的乳白色。
e、一般情況下,真空泵運(yùn)行2h,就能達(dá)到真空度。這時(shí),停止供熱源,再繼續(xù)抽真空1h~2h(保溫箱門打開,氣瓶自然降溫至環(huán)境溫度),停止抽真空。
f、氣瓶停止抽真空降溫后,立即往瓶?jī)?nèi)充回填氣0.2Mpa,關(guān)閉瓶閥。
g、處理后的氣瓶充氣后,經(jīng)化驗(yàn),含水分不超過10ppm。如果真空泵效率高,可再加一臺(tái)擴(kuò)散泵,處理好的氣瓶水分含量可達(dá)到2ppm~3ppm。