高纯气体管道系统是高纯气体供气系统的重要组成部分,其配管及材质的选择对于确保气体的纯度和质量至关重要。以下是南宫28未来对高纯气体管道系统配管及材质要求的详细归纳:
一、配管要求
- 独立性:对于不同特性的气体,应规划独立的供应区域,如腐蚀性/毒性气体区、可燃性气体区、惰性气体区,将相同性质的气体集中加强管理。可燃性气体区要特别规划防爆墙与泄漏口。
- 管路设计:需要考虑输送的距离,距离越长,成本越高,风险也越高。通常较合理的设计流速为20ml/s,可燃性气体小于10ml/s,毒性/腐蚀性气体小于8ml/s。在用量设计方面,需要考虑使用点的压力和管径大小,前者与气体特性有关,后者使用点的管径一般为1/4”~3/8”。
- 避免死空间:高纯气体的管网不宜过大或者过长,宜采用不封闭的环形管路,在系统末端连续不断排放少量的气体,以便在管网中总有高纯气体流通,不会发生“死空间”引起高纯气体的污染。管路中还应减少不流动气体的“死空间”,不应设有盲管。
- 吹扫与提纯:在特种气体的储气瓶与用气设备之间应设吹扫控制装置、多阀门控制装置,用以控制各个阀门的开关顺序、系统吹除,以确保供气系统的安全、可靠运行和防止“死区”形成而滞留污染物,降低气体纯度。对高纯气体纯度要求不同的用气设备,宜采用分等级高纯气体输送系统;也可采用同等级输送系统,但是在纯度要求高的用气设备邻近处设末端气体提纯装置。
- 检测与监控:输送系统除了设置必要的连续检测仪器,如衡量水含量或者氧杂质含量等分析仪外,还应设置定期取样用的检测采样口,以便按规定时间进行采样,分析高纯气体中各种杂质的含量。
二、材质要求
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基本特性:高纯气体管道系统的材质应具有极低的渗透性、出气速率和吸附性,以确保气体的纯度和质量。同时,材质还需具备良好的耐腐蚀性和耐磨损性,以防止因材料失效而导致的泄漏或爆炸事故。
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具体材质选择:
- 纯度要求不高的场合:纯度在99.99%以内的气体管道,可采用10#或20#无缝钢管(内表面镀锌或纯化处理),或铜管。铜管通常用于气体管路的末端和气体纯度要求不是非常严格的场合(如通风柜)。但需注意,铜材对水吸附性极强,运用铜管运送高纯气体易被污染。
- 对气体纯度有一定要求的场合:总杂质含量≤10~100ppm的气体管道,可采用304不锈钢光亮退火管(304BA)或304不锈钢管纯化处理(304AP)。
- 对气体纯度要求更高的场合:总杂质含量≤1~10ppm的气体管道,可采用316L不锈钢光亮退火管(316LBA)或304不锈钢电抛光管(304EP)。
- 高纯气体管道:总杂质含量≤1ppm的高纯气体管道,必须采用316L不锈钢电抛光管(316LEP)。这种材料具有极高的洁净度和极低的渗透性,是输送高纯气体的理想选择。对于要求控制高纯气体中总杂质含量≤1.0×10^-6及以下的管材,也应使用SS316L-EP管。
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连接方式:镀锌管道可采用螺纹连接;不锈钢管道则常采用焊接连接,包括对接焊、承插焊或套管焊接等。焊接时应采用高纯氩气保护焊,并在专用的洁净室内进行,以确保焊接质量。