超純水系統(tǒng)工藝及其施工
                                                                          

 本文根據(jù)建設(shè)制備 18.2MΩ以上的超純水站為實(shí)際案例，介紹超純水制備的基本工藝，特別注重說(shuō)明了水處理不同階段所用管道材質(zhì)，并根據(jù)安裝實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)超純水管道施工作了詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞： 超純水系統(tǒng) 潔凈 CPVC 管 PVDF 管
Abstract: Take example of pure water above 18.2MΩ in FAB to explainthe production process flow and basic technics, especially inchoosing pipeline materials at difference stage. And illuminate theconstruction of pure water pipeline in detail base on practicalexperience.
Key words Ultrapure water system, Clean, CPVC pipe, PVDF pipe.

一、 超純水系統(tǒng)總體介紹
    隨著電子工業(yè)的發(fā)展，在芯片的生產(chǎn)加工過(guò)程中，對(duì)于水質(zhì)的要求也越來(lái)越高。為了保證生產(chǎn)出超大規(guī)模的集成電路，除高純?cè)牧?、高純氣體、高純化學(xué)藥品外，高純水也是其中*關(guān)鍵的因素之一。高純水系統(tǒng)是將一般的市政用水處理成對(duì)不同離子的含量和顆粒度都有很高要求的超純水。超純水系統(tǒng)總體來(lái)說(shuō)一般可分為三個(gè)部分：超純水制造區(qū)（CUB 部分）、超純水拋光循環(huán)區(qū)（ FAB 部分）、超純水輸送管網(wǎng)（ FAB各使用區(qū)）。其中超純水制造區(qū)*為復(fù)雜其又可分為：預(yù)處理、一次純水處理、超純水處理三個(gè)部分。預(yù)處理部分主要包括：沙濾、活性炭塔（有的廠商在沙濾前還增設(shè)反應(yīng)槽、氣浮池）；一次純水部分主要包括：陰陽(yáng)離子交換塔、脫氣塔（DG ）、保安過(guò)濾器、紫外線**器及多級(jí)反滲透；超純水部分主要包括： MDG （脫氧膜組）、 TOC-UV **器、混床（ MB）及終端過(guò)濾器。但是由于考慮到在向工藝線設(shè)備輸送高純水過(guò)程中，輸水管道會(huì)對(duì)水質(zhì)再次造成污染，因而在 FAB內(nèi)一般都設(shè)立拋光循環(huán)系統(tǒng)。拋光循環(huán)系統(tǒng)主要以 MB 為核心，再加上超濾設(shè)備（ UF），以除去在向工藝生產(chǎn)線輸送純水的過(guò)程中，管網(wǎng)溶入水中的雜質(zhì)。

二、 超純水系統(tǒng)中各階段常用管材 (clean PVC ,PP-PURE .PVDF. PVDF-UHP)等

    在超純水系統(tǒng)中管材的選用也非常重要，既要能做到保證水質(zhì)、又應(yīng)該做到經(jīng)濟(jì)合理。超純水系統(tǒng)中常用管材主要包括：clean PVC 、SGP 、 SGP （ RL ）、 SUS304 、 CPVC 、 SUS316 及 PVDF等管材。一般在超純水制造區(qū)預(yù)處理階段多采用 PVC 管或 SUS304 管。設(shè)備面管一般采用內(nèi)襯膠鋼管（ SGP RL），對(duì)于水泵等產(chǎn)生震動(dòng)的動(dòng)力設(shè)備周邊采用 SUS304 管；在一次純水階段主流程采用 CPVC 管或 SUS304管。高壓泵與反滲透（ RO ）之間，由于壓力高所以必須采用 SCH80 的 SUS304 管及耐壓 2.0Mpa 級(jí)的法蘭。由于 RO對(duì)水溫有一定的要求，因而一般在 RO 之前有熱交換器，其周邊也應(yīng)該采用 SUS304 管；在超純水制造階段，主流程一般應(yīng)采用SUS316 管和 CPVC 管；拋光循環(huán)區(qū)主流程一般采用 SUS316 管（焊接連接，并要求雙面成型）和 PVDF管，超純水回收管道采用 CPVC 管。在以上水處理各階段廢水排放管道均采用普通 PVC管；在純水制造過(guò)程中酸堿等加藥管線，應(yīng)采用耐沖擊 PVC 管；純水系統(tǒng)中使用的氮?dú)庀到y(tǒng)采用 SUS304管，超純水拋光系統(tǒng)所用氮?dú)夤艿啦捎?SUS316 管；壓縮空氣系統(tǒng)在純水系統(tǒng)中作為氣動(dòng)閥開(kāi)關(guān)動(dòng)力，一般采用 SUS304 管或 SGP管，當(dāng)采用 SGP 管時(shí)進(jìn)入電氣盤(pán)前需加過(guò)濾器。

三、 超純水系統(tǒng)施工

    超純水系統(tǒng)水站部分施工難度*大，其主要包括三個(gè)部分：設(shè)備的搬入及安裝，共用管架的制作安裝以及管道的安裝。設(shè)備的移入一定要注意編制詳細(xì)的設(shè)備吊裝方案，特別是對(duì)于超重、超大、易損設(shè)備，千萬(wàn)不可以野蠻冒險(xiǎn)施工。共用架臺(tái)的施工要注意兩個(gè)環(huán)節(jié)：一、架臺(tái)與土建結(jié)構(gòu)連接處一定要堅(jiān)固，*好采用預(yù)埋鐵板。若因種種原因不能預(yù)埋，則應(yīng)用化學(xué)鉚栓固定在梁上，不應(yīng)使用一般的簡(jiǎn)易膨脹螺栓。切不可用鐵板和簡(jiǎn)易膨脹螺栓固定在樓板上；二、整段管架一定要保持水平，以免管道與共架接觸部位由于應(yīng)力不均勻引起管道彎曲破損。水站的管道施工除CDA、氮?dú)饧盁峤粨Q器用的蒸汽或冷熱水管道可以按系統(tǒng)進(jìn)行施工外，其他站內(nèi)管道施工可分為兩大部分，即共架管道施工和設(shè)備周邊配管施工。開(kāi)工初期兩部分可以同時(shí)進(jìn)行施工。當(dāng)共架直管段與設(shè)備本體配管完成之后，應(yīng)該從設(shè)備周邊管道向共架管道進(jìn)行連接配置，*終與共架管道相連形成封閉的管路系統(tǒng)。超純水系統(tǒng)管道施工與其他一般動(dòng)力管道施工有很大區(qū)別，它除了要保證管道系統(tǒng)的密閉性外，還有更加重要的一點(diǎn)，就是要在施工過(guò)程中一定要保證管道的潔凈。下面我就來(lái)談?wù)劤兯到y(tǒng)中CPVC （氯化聚氯乙烯）和 PVDF （聚偏二氟乙烯）管道特殊的施工工藝。

四、 超純水系統(tǒng)中 CPVC 、 PVDF 管道施工
      CPVC 和 PVDF管材在金屬離子及有機(jī)碳的析出、無(wú)微細(xì)粒子、無(wú)活菌繁殖等方面，都能滿(mǎn)足超純水系統(tǒng)的要求。管材及附件的加工封裝都是在超潔凈環(huán)境中進(jìn)行的，因而這兩種管道的施工也有一定的特殊性。CPVC 管道粘接應(yīng)采用日本產(chǎn) 85號(hào)塑料管用膠水。管道切割應(yīng)采用電動(dòng)帶鋸式管道切割鋸或旋轉(zhuǎn)式割管器，盡量避免用手鋸（因?yàn)槭咒徢泄芄芏嗣潭嚯y處理）。切口的毛刺一定要**干凈，且要對(duì)管端進(jìn)行2~ 3 毫米的倒角，以免粘接時(shí)膠水被刮入承口內(nèi)，造成因人為施工不當(dāng)減小粘接面使管道粘接部位泄漏。管件和管道粘接面涂膠一定要均勻，涂膠前對(duì)管件的內(nèi)面及管道的外面先用白布去除外表灰塵，再用無(wú)塵布沾丙酮進(jìn)行脫脂清洗。除以上外更重要的一點(diǎn)就是CPVC 管道的潔凈施工，這也是它與其他普通 PVC 管道施工的*大區(qū)別。 CPVC管道粘接施工嚴(yán)格的說(shuō)應(yīng)該在潔凈間內(nèi)進(jìn)行，而后再采用法蘭在現(xiàn)場(chǎng)連接。但由于施工現(xiàn)場(chǎng)的種種特殊情況，管道往往要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行下料粘接安裝。但需注意在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，施工區(qū)域要相對(duì)干凈（不得有很大的灰塵）。粘接施工時(shí)禁止在地面上進(jìn)行，應(yīng)在加工平臺(tái)上進(jìn)行粘接操作。施工時(shí)一定要戴上專(zhuān)用潔凈一次性手套，施工過(guò)程中禁止徒手接觸管道的內(nèi)壁（因?yàn)槭稚系挠椭吃诠軆?nèi)壁很難沖洗干凈）。管道在插入時(shí)使用緊線器，并劃線以確認(rèn)插入的深度是否足夠。法蘭間密封材料應(yīng)用PTFE （聚四氟乙烯）。堆放場(chǎng)所需要墊上彩條布或塑料薄膜對(duì)管道進(jìn)行保護(hù)。
 
     PVDF管道全部采用焊接連接。超純水的PVDF管道焊接通常采用IR紅外焊接和BCF無(wú)縫焊接.在焊接施工過(guò)程中，對(duì)于操作過(guò)程更要注意潔凈，同時(shí)對(duì)于施工環(huán)境的要求更加嚴(yán)格。PVDF管道焊接必須在潔凈小室內(nèi)進(jìn)行，不得在一般的房間內(nèi)進(jìn)行施工。進(jìn)入潔凈加工間必須換上專(zhuān)用鞋，管口及附件在潔凈間外必須封口不得外露。對(duì)于管件的包裝材料必須在施工前才能開(kāi)封，在焊接操作時(shí)必須帶好一次性潔凈PVC手套，焊接前必須用異丙醇、酒精或丙酮對(duì)管端進(jìn)行脫脂、清洗。清洗用布要采用無(wú)塵潔凈布，不干凈的無(wú)塵布要及時(shí)更換。輔助焊接的人員也須帶上潔凈棉手套。對(duì)于每一個(gè)焊口，焊完之后必須及時(shí)進(jìn)行外觀檢查，要求焊口四周的焊露高低均勻,完整，并高于管道外壁。在PVDF 管道焊完之后必須及時(shí)對(duì)管口進(jìn)行封扎，再運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)采用法蘭連接，法蘭間的密封材料應(yīng)該采用 PTFE墊片。管道安裝時(shí)先在現(xiàn)場(chǎng)量取尺寸繪制詳細(xì)的安裝加工圖，再由專(zhuān)人進(jìn)行管道焊接加工。焊接、安裝人員各負(fù)其責(zé)以提高工作效益。

五、 總論
    總之在超純水系統(tǒng)施工過(guò)程中，除了要滿(mǎn)足管道系統(tǒng)的密閉要求外，更重要的就是要注意提高施工人員的潔凈意識(shí)，使他們能自覺(jué)的按照潔凈管道施工要求去做，根據(jù)水處理不同階段的不同要求進(jìn)行施工，以避免因施工不當(dāng)對(duì)管道造成污染，使得處理水質(zhì)達(dá)不到業(yè)主要求，引起質(zhì)量事故的發(fā)生。

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PVDF 參數(shù):

 
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