Проект 909 Дуже великомасштабна фабрика інтегральних схем — це головний проект будівництва електронної промисловості моєї країни під час дев’ятого п’ятирічного плану для виробництва мікросхем із шириною лінії 0,18 мікрона та діаметром 200 мм.
Технологія виробництва дуже великомасштабних інтегральних схем включає не тільки високоточні технології, такі як мікрообробка, але також висуває високі вимоги до чистоти газу.
Масове постачання газу для проекту 909 забезпечується спільним підприємством між Praxair Utility Gas Co., Ltd. зі Сполучених Штатів і відповідними сторонами в Шанхаї для спільного створення газового заводу. Газовий завод знаходиться поруч із заводом проекту 909 будівля, що займає площу приблизно 15 000 квадратних метрів. Вимоги до чистоти та виходу різних газів
Азот високої чистоти (PN2), азот (N2) і кисень високої чистоти (PO2) утворюються шляхом розділення повітря. Водень високої чистоти (PH2) отримують шляхом електролізу. Аргон (Ar) і гелій (He) закуповуються сторонніми підрядниками. Квазігаз очищається і фільтрується для використання в проекті 909. Спеціальний газ поставляється в балонах, а газова балонна шафа знаходиться у допоміжному цеху заводу з виробництва інтегральних схем.
Інші гази також включають систему чистого сухого стисненого повітря CDA з споживаним об’ємом 4185 м3/год, точкою роси під тиском -70°C і розміром частинок газу в місці використання не більше 0,01 мкм. Система дихання зі стисненим повітрям (BA), споживаний об’єм 90 м3/год, точка роси під тиском 2 ℃, розмір частинок газу в місці використання не перевищує 0,3 мкм, система технологічного вакууму (PV), споживаний об’єм 582 м3/год, ступінь вакууму в місці використання -79993Па. Система очищення вакууму (HV), споживаний об’єм 1440 м3/год, ступінь вакууму в точці використання -59995 Па. Повітряний компресор і вакуумна насосна розташовані на території фабрики 909.
Підбір трубних матеріалів і аксесуарів
Газ, який використовується у виробництві НВІС, має надзвичайно високі вимоги до чистоти.Газопроводи високої чистотизазвичай використовуються в чистих виробничих середовищах, і їх контроль чистоти повинен відповідати або перевищувати рівень чистоти використовуваного простору! Крім того, газопроводи високої чистоти часто використовуються в чистих виробничих середовищах. Чистий водень (PH2), кисень високої чистоти (PO2) і деякі спеціальні гази є легкозаймистими, вибуховими, підтримують горіння або токсичними газами. Якщо система газопроводу спроектована неправильно або неправильно підібрані матеріали, не тільки знизиться чистота газу, який використовується в газовій точці, але він також вийде з ладу. Він відповідає вимогам процесу, але небезпечний у використанні та спричинить забруднення чистої фабрики, що вплине на безпеку та чистоту чистої фабрики.
Гарантія якості високочистого газу в місці використання залежить не тільки від точності виробництва газу, очисного обладнання та фільтрів, але також значною мірою залежить від багатьох факторів у системі трубопроводів. Якщо ми покладаємось на обладнання для виробництва газу, обладнання для очищення та фільтри, просто некоректно встановлювати нескінченно вищі вимоги до точності, щоб компенсувати неправильну конструкцію газопроводів або вибір матеріалу.
У процесі розробки проекту 909 ми дотримувалися «Кодексу проектування чистих установок» GBJ73-84 (чинний стандарт (GB50073-2001)), «Кодексу проектування станцій стисненого повітря» GBJ29-90, «Кодексу для проектування кисневих станцій» GB50030-91, «Кодекс для проектування водневих і кисневих станцій» GB50177-93, а також відповідні технічні заходи для вибору матеріалів і аксесуарів для трубопроводів. «Кодекс проектування чистих установок» передбачає вибір матеріалів трубопроводів і арматури наступним чином:
(1) Якщо чистота газу перевищує або дорівнює 99,999%, а точка роси нижча ніж -76°C, труба з нержавіючої сталі з низьким вмістом вуглецю 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з електрополірованою внутрішньою стінкою або труба з нержавіючої сталі OCr18Ni9 (304) з слід використовувати електрополіровану внутрішню стінку. Клапан має бути діафрагмовим або сильфонним.
(2) Якщо чистота газу перевищує або дорівнює 99,99%, а точка роси нижча за -60°C, слід використовувати трубку з нержавіючої сталі OCr18Ni9 (304) з електрополірованою внутрішньою стінкою. За винятком сильфонних клапанів, які повинні використовуватися для горючих газопроводів, кульові крани повинні використовуватися для інших газопроводів.
(3) Якщо точка роси сухого стисненого повітря нижче -70°C, слід використовувати трубу з нержавіючої сталі OCr18Ni9 (304) із полірованою внутрішньою стінкою. Якщо точка роси нижче -40 ℃, слід використовувати трубу з нержавіючої сталі OCr18Ni9 (304) або гарячеоцинковану безшовну сталеву трубу. Клапан повинен бути сильфонним або кульовим.
(4) Матеріал клапана повинен бути сумісний з матеріалом з’єднувальної труби.
Відповідно до вимог специфікацій і відповідних технічних заходів, ми в основному враховуємо наступні аспекти при виборі матеріалів трубопроводу:
(1) Повітропроникність матеріалів труб повинна бути невеликою. Труби з різних матеріалів мають різну повітропроникність. Якщо обрані труби з більшою повітропроникністю, забруднення неможливо видалити. Труби з нержавіючої сталі та мідні труби краще запобігають проникненню та корозії кисню в атмосфері. Однак, оскільки труби з нержавіючої сталі менш активні, ніж мідні труби, мідні труби більш активно пропускають вологу з атмосфери на їх внутрішні поверхні. Тому при виборі труб для газопроводів високої чистоти першочерговим вибором повинні бути труби з нержавіючої сталі.
(2) Внутрішня поверхня матеріалу труби адсорбується і має незначний вплив на аналіз газу. Після обробки труби з нержавіючої сталі деяка кількість газу буде утримуватися в її металевій решітці. Коли газ високої чистоти проходить, ця частина газу потрапляє в потік повітря та спричиняє забруднення. У той же час, завдяки адсорбції та аналізу, метал на внутрішній поверхні труби також буде виробляти певну кількість порошку, спричиняючи забруднення газу високої чистоти. Для систем трубопроводів з чистотою вище 99,999% або рівня ppb слід використовувати труби з низьковуглецевої нержавіючої сталі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L).
(3) Зносостійкість труб з нержавіючої сталі краща, ніж у мідних труб, а металевий пил, що утворюється в результаті ерозії повітряного потоку, відносно менший. Виробничі цехи з підвищеними вимогами до чистоти можуть використовувати труби з нержавіючої сталі з низьким вмістом вуглецю 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) або труби з нержавіючої сталі OCr18Ni9 (304), мідні труби використовувати не можна.
(4) Для систем трубопроводів із чистотою газу понад 99,999% або рівнями ppb чи ppt, або в чистих приміщеннях із рівнями чистоти повітря N1-N6, зазначеними в «Кодексі проектування чистого заводу», ультрачисті труби абоEP ультрачисті трубислід використовувати. Чиста «чиста трубка з ультрагладкою внутрішньою поверхнею».
(5) Деякі зі спеціальних систем газопроводів, які використовуються у виробничому процесі, є висококорозійними газами. Труби в цих системах трубопроводів повинні використовуватися як труби з корозійностійкої нержавіючої сталі. Інакше труби будуть пошкоджені корозією. Якщо на поверхні є плями корозії, не можна використовувати звичайні безшовні сталеві труби або оцинковані зварні сталеві труби.
(6) В принципі, усі з’єднання газопроводу мають бути зварними. Оскільки зварювання оцинкованих труб руйнує оцинкований шар, труби з оцинкованої сталі не використовуються для труб в чистих приміщеннях.
Беручи до уваги вищезазначені фактори, труби та арматура газопроводу, обрані в проекті &7&, є такими:
Труби системи азоту високої чистоти (PN2) виготовлені з труб з нержавіючої сталі з низьким вмістом вуглецю 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з електрополірованими внутрішніми стінками, а клапани виготовлені з сильфонних клапанів з нержавіючої сталі з того ж матеріалу.
Труби системи азоту (N2) виготовлені з труб з низьковуглецевої нержавіючої сталі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з електрополірованими внутрішніми стінками, а клапани виготовлені з сильфонних клапанів з нержавіючої сталі з того ж матеріалу.
Труби системи високочистого водню (PH2) виготовлені з труб з низьковуглецевої нержавіючої сталі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з електрополірованими внутрішніми стінками, а клапани виготовлені з сильфонних клапанів з нержавіючої сталі з того ж матеріалу.
Труби системи високочистого кисню (PO2) виготовлені з труб з нержавіючої сталі з низьким вмістом вуглецю 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з електрополірованими внутрішніми стінками, а клапани виготовлені з сильфонних клапанів з нержавіючої сталі з того ж матеріалу.
Труби аргонової (Ar) системи виготовлені з труб з низьковуглецевої нержавіючої сталі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з електрополірованими внутрішніми стінками, з того ж матеріалу використовуються сильфонні клапани з нержавіючої сталі.
Труби гелієвої (He) системи виготовлені з труб з низьковуглецевої нержавіючої сталі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з електрополірованими внутрішніми стінками, а клапани виготовлені з сильфонних клапанів з нержавіючої сталі з того ж матеріалу.
Труби системи чистого сухого стисненого повітря (CDA) виготовлені з труб з нержавіючої сталі OCr18Ni9 (304) з полірованими внутрішніми стінками, а клапани виготовлені з сильфонних клапанів з нержавіючої сталі з того ж матеріалу.
Труби системи дихання зі стисненим повітрям (BA) виготовлені з труб з нержавіючої сталі OCr18Ni9 (304) з полірованими внутрішніми стінками, а клапани виготовлені з кульових кранів з нержавіючої сталі з того ж матеріалу.
Труби технологічної вакуумної системи (PV) виготовлені з труб UPVC, а клапани виготовлені з вакуумних поворотних клапанів, виготовлених з того ж матеріалу.
Труби очисної вакуумної системи (HV) виготовлені з труб UPVC, а клапани виготовлені з вакуумних дросельних затворів з того ж матеріалу.
Всі труби спеціальної газової системи виготовлені з труб з низьковуглецевої нержавіючої сталі 00Cr17Ni12Mo2Ti (316L) з електрополірованими внутрішніми стінками, а клапани виготовлені з сильфонних клапанів з нержавіючої сталі з того ж матеріалу.
3 Будівництво та монтаж трубопроводів
3.1 Розділ 8.3 «Кодексу проектування екологічно чистих виробничих будівель» містить наступні положення щодо з’єднань трубопроводів:
(1) Трубні з’єднання повинні бути зварними, але гарячеоцинковані сталеві труби повинні мати різьбу. Ущільнювальний матеріал різьбових з’єднань повинен відповідати вимогам статті 8.3.3 цієї специфікації.
(2) Труби з нержавіючої сталі слід з’єднувати за допомогою аргонодугового зварювання та стикового зварювання або зварювання в муфту, але газопроводи високої чистоти слід з’єднувати за допомогою стикового зварювання без слідів на внутрішній стінці.
(3) З'єднання між трубопроводами та обладнанням має відповідати вимогам до підключення обладнання. Під час використання шлангових з'єднань слід використовувати металеві шланги
(4) З’єднання між трубопроводами та клапанами має відповідати наведеним нижче нормам
① Ущільнювальний матеріал, що з’єднує трубопроводи та клапани високочистого газу, повинен використовувати металеві прокладки або подвійні наконечники відповідно до вимог виробничого процесу та характеристик газу.
②Ущільнювальним матеріалом на різьбовому або фланцевому з’єднанні має бути політетрафторетилен.
3.2 Відповідно до вимог технічних умов і відповідних технічних заходів з'єднання газопроводів високої чистоти повинно бути максимально зварним. Під час зварювання слід уникати прямого стикового зварювання. Слід використовувати муфти для труб або готові з’єднання. Гільзи труб повинні бути виготовлені з того ж матеріалу і гладкості внутрішньої поверхні, що і труби. рівня, під час зварювання, щоб запобігти окисленню зварювальної частини, чистий захисний газ повинен бути введений у зварювальну трубу. Для труб з нержавіючої сталі слід застосовувати аргонодугове зварювання, а в трубу слід вводити газ аргон тієї ж чистоти. Необхідно використовувати різьбове з'єднання або різьбове з'єднання. При з'єднанні фланців слід використовувати наконечники для різьбових з'єднань. За винятком кисневих і водневих труб, які повинні використовувати металеві прокладки, інші труби повинні використовувати політетрафторетиленові прокладки. Також ефективним буде нанесення невеликої кількості силіконової гуми на прокладки. Посилення ефекту ущільнення. Подібні заходи слід виконувати при виконанні фланцевих з'єднань.
Перед початком монтажних робіт проводиться детальний візуальний огляд труб,арматура, клапани тощо. Внутрішня стінка звичайних труб з нержавіючої сталі перед монтажем повинна бути протравлена. У трубах, фітингах, клапанах тощо кисневих трубопроводів суворо забороняється потрапляти масло, і перед установкою їх слід суворо знежирити відповідно до відповідних вимог.
Перед установкою та введенням системи в експлуатацію система транспортування та розподільчого трубопроводу повинна бути повністю продута поставленим газом високої чистоти. Це не тільки видуває частинки пилу, які випадково потрапили в систему під час монтажу, але також відіграє осушувальну роль у системі трубопроводу, видаляючи частину вологовмісного газу, поглиненого стінкою труби та навіть матеріалом труби.
4. Випробування трубопроводу тиском і приймання
(1) Після встановлення системи має бути проведено 100% радіографічний контроль труб, що транспортують високотоксичні рідини в спеціальних газопроводах, і їх якість не повинна бути нижчою за рівень II. Інші труби підлягають вибірковому радіографічному контролю, і коефіцієнт перевірки зразків повинен бути не менше 5%, якість не повинна бути нижчою за клас III.
(2) Після проходження неруйнівного контролю слід провести випробування тиском. Щоб забезпечити сухість і чистоту системи трубопроводів, не можна проводити гідравлічне випробування тиском, а слід використовувати пневматичне випробування тиском. Випробування тиску повітря слід проводити за допомогою азоту або стисненого повітря, що відповідає рівню чистоти чистого приміщення. Випробувальний тиск трубопроводу має бути в 1,15 рази більшим за проектний тиск, а випробувальний тиск вакуумного трубопроводу має бути 0,2 МПа. Під час тесту тиск слід поступово і повільно підвищувати. Коли тиск підніметься до 50% від випробувального тиску, якщо не буде виявлено відхилення від норми чи витоку, продовжуйте крок за кроком збільшувати тиск на 10% від випробувального тиску та стабілізуйте тиск протягом 3 хвилин на кожному рівні, доки випробувальний тиск не досягне . Стабілізувати тиск протягом 10 хвилин, потім знизити тиск до розрахункового. Час зупинки тиску слід визначати відповідно до потреб виявлення витоку. Піноутворювач кваліфікований, якщо немає витоку.
(3) Після того, як вакуумна система пройшла випробування тиском, вона також повинна провести 24-годинне випробування на ступінь вакууму відповідно до проектних документів, а рівень тиску не повинен перевищувати 5%.
(4) Тест на витік. Для трубопровідних систем класу ppb і ppt, відповідно до відповідних специфікацій, витік не слід вважати кваліфікованим, але випробування на кількість витоку використовується під час проектування, тобто випробування на кількість витоку виконується після випробування на герметичність. Тиск є робочим тиском, і тиск припиняється на 24 години. Середній погодинний витік менше або дорівнює 50 ppm відповідно до кваліфікації. Розрахунок витоку виглядає наступним чином:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
У формулі:
Годинний витік (%)
P1-Абсолютний тиск на початку випробування (Па)
P2-Абсолютний тиск в кінці випробування (Па)
T1-абсолютна температура на початку випробування (K)
T2-абсолютна температура в кінці випробування (K)
Час публікації: 12 грудня 2023 р