半導(dǎo)體及太陽(yáng)能薄膜工藝會(huì)使用到超高純硅烷SiH4、磷烷PH3，砷烷AsH3、乙硼烷B2H6、六氟化鎢WF6、高純氨NH3等特氣，這些氣體具有易燃、劇毒、強(qiáng)腐蝕等特性，但卻是精密半導(dǎo)體電子元器件、新能源光電產(chǎn)品制造的必不可少的重要原料。生產(chǎn)中若發(fā)生氣體泄漏，將會(huì)造成非常嚴(yán)重的產(chǎn)品質(zhì)量和人身傷亡事故。為確保安全，此類高純特氣的輸送管道采用不銹鋼雙層管道。該管道施工時(shí)，對(duì)作業(yè)環(huán)境潔凈度、管道內(nèi)外管材的潔凈度、焊接和安裝質(zhì)量的要求都非常高。本篇就超高純特氣雙層管道的施工提出幾點(diǎn)建議供同行參考。

    2.工藝原理

    采用水平15°傾斜擺放姿勢(shì)進(jìn)行加工，順管內(nèi)介質(zhì)流向高純氮?dú)猓?9.9999%）進(jìn)行吹掃，不銹鋼彈簧填充雙層管夾層后用專用彎管裝置進(jìn)行彎管加工，雙層管道內(nèi)外充純氬（99.9999%）保護(hù)的全自動(dòng)軌道氬弧焊連接和柔性金屬墊片端面密封連接，結(jié)合氦氣檢漏的工藝原理，保證內(nèi)外層管道潔凈度、密閉性、彎管質(zhì)量以及管道焊接安裝質(zhì)量。

    3加工安裝操作要點(diǎn)

    3.1潔凈區(qū)域管制

    現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置三段預(yù)制加工潔凈區(qū)域，建立臨時(shí)潔凈室，要求凈化等級(jí)不低于9級(jí)，確保管件加工的潔凈度，進(jìn)入潔凈室的人員必須穿戴潔服、潔凈帽、潔凈鞋、潔凈手套。見圖3.1。

    3.2管道加工

    3.2.1管口加工

    管口的加工是本施工技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)之一，管道切割、預(yù)制均在潔凈環(huán)境進(jìn)行，同時(shí)確保管道切割前表面無有害痕跡、破損。管道開封前應(yīng)做好管內(nèi)沖氮的準(zhǔn)備工作。管道在取掉兩層塑料外包裝后，要輕輕的取下兩端的塑料密封套，并立即充氮，防止空氣污染。管道切割時(shí)使用不銹鋼專用切割器緩慢進(jìn)行切割，操作時(shí)保持切面直度(90°±0.5)。管道水平15°橫放固定傾斜擺放姿勢(shì)進(jìn)行切割及端面處理，并順介質(zhì)下流方向沖放高純氮?dú)?，防止切屑進(jìn)入管內(nèi)。切割后采用端面處理器進(jìn)行端面處理，銑去毛刺；處理過程中，確保端面朝下(一直保持端面朝下)，處理后輕輕抖動(dòng)消除切屑；加工后使切面朝下，從上方敲打5次，然后再次順管內(nèi)介質(zhì)流用高純氮?dú)鉀_吹，切割面位于氮?dú)庀铝鞣较?。切割后和端面處理后如管上附有切屑或其他雜質(zhì)，用無塵布沾異丙醇擦試干凈，無塵布使用應(yīng)遵循“一次擦”的原則，不能反復(fù)使用。

    3.2.2彎管加工

    常規(guī)雙層管彎頭需定做，定做成品成本高，而且質(zhì)量不易得到保證。施工中，可通過設(shè)計(jì)使用彎管裝置，現(xiàn)場(chǎng)制作彎頭，解決此加工問題。在雙層管道彎管時(shí)，于內(nèi)外管間套不銹鋼彈簧圈，作為內(nèi)外管傳力物，確保彎管過程中內(nèi)外管的真圓度，使彎管質(zhì)量達(dá)到要求。直管段外層管亦采用彈簧圈支墊，確保雙層管夾層空間距離，起到雙層管保護(hù)作用。彎管時(shí)不可取開管道兩端的封頭，彎頭成型后角度偏差不大于5°。

    3.3.2自動(dòng)焊接施工

    半成品和成品的保護(hù)措施應(yīng)及時(shí)有效，加工完成或焊接完成后及時(shí)將管子兩端密封。焊接管子對(duì)口必須為正方并緊密連接，在對(duì)口位置所允許的圓角和倒為壁厚的十分之一，連接口需在鎢極的中心位置。焊接時(shí)，按要求進(jìn)行內(nèi)充氬保護(hù)，控制氬氣流量大小。焊工施焊時(shí)，要求氬弧焊機(jī)焊接時(shí)電流穩(wěn)定，焊接速度應(yīng)保持均勻一致。焊接完成后，鋼絲刷刷去焊接區(qū)外表面的氧化膜。見圖3.3。

    3.3管道焊接

    3.3.1自動(dòng)焊接試樣制作

    根據(jù)焊接工藝評(píng)定和焊接工藝規(guī)程，嚴(yán)格焊接操作。

    為加強(qiáng)焊接質(zhì)量的管理，每天正式實(shí)施焊接工作前，焊工須對(duì)每臺(tái)焊機(jī)所焊規(guī)格進(jìn)行樣本制作，檢查自動(dòng)焊接機(jī)的工況及作業(yè)人員工藝水平，確保焊接質(zhì)量，樣本通過后方可進(jìn)行正式焊接操作。在每天焊接結(jié)束前亦制作焊接試樣，所有焊接試樣需妥善保存，作為質(zhì)量檢驗(yàn)依據(jù)。

    3.3.2自動(dòng)焊接施工

    半成品和成品的保護(hù)措施應(yīng)及時(shí)有效，加工完成或焊接完成后及時(shí)將管子兩端密封。焊接管子對(duì)口必須為正方并緊密連接，在對(duì)口位置所允許的圓角和倒角為壁厚的十分之一，連接口需在鎢極的中心位置。焊接時(shí)，按要求進(jìn)行內(nèi)充氬保護(hù)，控制氬氣流量大小。焊工施焊時(shí)，要求氬弧焊機(jī)焊接時(shí)電流穩(wěn)定，焊接速度應(yīng)保持均勻一致。焊接完成后，鋼絲刷刷去焊接區(qū)外表面的氧化膜。見圖3.3。

    3.4管道與配件及設(shè)備連接安裝

    對(duì)于輸送易燃、劇毒特殊氣體的雙層管道，其與閥門、氣表及設(shè)備連接采用金屬墊片面密封接頭（VCR）安裝，金屬墊片采用柔性鎳合金墊片，確保密封嚴(yán)密。見圖3.4。

    3.5管道安裝

    雙層管道焊接碰頭最后接口處，采用增加末端滑套的安裝方式（圖

    ）

    在三層管道接頭處實(shí)現(xiàn)管道密封，從而使外層套管形成一個(gè)整體。末端滑套具體施工流程見圖3.5.2。

    在超高純特氣雙層管道的施工中，采用水平15°傾斜擺放姿勢(shì)進(jìn)行加工，順管內(nèi)介質(zhì)流向高純氮?dú)獯祾撸讳P鋼彈簧填充雙層管夾層后用專用彎管裝置進(jìn)行彎管加工，雙層管道內(nèi)外充純氬保護(hù)的全自動(dòng)軌道氬弧焊連接和柔性金屬墊片端面密封連接結(jié)合氦氣檢漏的施工技術(shù)，可確保雙層管道內(nèi)外層管道潔凈度、密閉性、彎管質(zhì)量以及管道焊接安裝質(zhì)量。對(duì)系統(tǒng)建成后運(yùn)行中的人員安全和產(chǎn)品質(zhì)量起到了很好的基礎(chǔ)保障作用。