909 Projesi Çok Büyük Ölçekli Entegre Devre Fabrikası, ülkem elektronik sektörünün Dokuzuncu Beş Yıllık Plan döneminde 0,18 mikron hat genişliğinde ve 200 mm çapında çip üretmeye yönelik büyük bir inşaat projesidir.
Çok büyük ölçekli entegre devrelerin üretim teknolojisi, yalnızca mikro işleme gibi yüksek hassasiyetli teknolojileri içermekle kalmaz, aynı zamanda gaz saflığına da yüksek gereksinimler getirir.
Proje 909'un dökme gaz tedariği, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Praxair Utility Gas Co., Ltd. ile Şanghay'daki ilgili taraflar arasında ortak bir gaz üretim tesisi kurmak üzere kurulan ortak girişim tarafından sağlanmaktadır. Gaz üretim tesisi, 909 proje fabrikasının bitişiğindedir. Yaklaşık 15.000 metrekarelik alanı kaplayan bina. Çeşitli gazların saflığı ve çıktı gereksinimleri
Havanın ayrıştırılmasıyla yüksek saflıkta nitrojen (PN2), nitrojen (N2) ve yüksek saflıkta oksijen (PO2) üretilir. Yüksek saflıkta hidrojen (PH2) elektroliz yoluyla üretilir. Argon (Ar) ve helyum (He) dışarıdan satın alınır. Yarı gaz, Proje 909'da kullanılmak üzere arıtılıp filtrelenmektedir. Özel gaz, şişeler halinde tedarik edilmekte olup, gaz şişe dolabı, entegre devre üretim tesisinin yardımcı atölyesinde bulunmaktadır.
Diğer gazlar arasında ayrıca 4185 m3/saat kullanım hacmine, -70°C basınç çiğlenme noktasına ve kullanım noktasında gazın parçacık boyutu 0,01 um'den fazla olmayan temiz kuru basınçlı hava CDA sistemi yer alır. Solunum basınçlı hava (BA) sistemi, kullanım hacmi 90m3/saat, basınç çiğlenme noktası 2°C, kullanım noktasındaki gazdaki parçacık boyutu 0,3um'dan büyük değildir, proses vakum (PV) sistemi, kullanım hacmi 582m3/saat, kullanım noktasındaki vakum derecesi -79993Pa . Temizleme vakum (HV) sistemi, kullanım hacmi 1440m3/h, kullanım noktasındaki vakum derecesi -59995 Pa. Hava kompresör odası ve vakum pompası odası 909 proje fabrika alanında bulunmaktadır.
Boru malzemeleri ve aksesuarlarının seçimi
VLSI üretiminde kullanılan gazın temizlik gereksinimleri son derece yüksektir.Yüksek saflıkta gaz boru hatlarıgenellikle temiz üretim ortamlarında kullanılır ve temizlik kontrolleri, kullanılan alanın temizlik düzeyiyle tutarlı veya bundan daha yüksek olmalıdır! Ayrıca temiz üretim ortamlarında yüksek saflıkta gaz boru hatları sıklıkla kullanılmaktadır. Saf hidrojen (PH2), yüksek saflıkta oksijen (PO2) ve bazı özel gazlar yanıcı, patlayıcı, yanmayı destekleyici veya zehirli gazlardır. Gaz boru hattı sisteminin yanlış tasarlanması veya malzemelerin yanlış seçilmesi durumunda, hem gaz noktasında kullanılan gazın saflığı azalacak hem de arızalanacaktır. Proses gereksinimlerini karşılar ancak kullanımı güvenli değildir ve temiz fabrikanın güvenliğini ve temizliğini etkileyerek temiz fabrikanın kirlenmesine neden olur.
Kullanım noktasında yüksek saflıkta gaz kalitesinin garantisi yalnızca gaz üretiminin, arıtma ekipmanlarının ve filtrelerin doğruluğuna bağlı değildir, aynı zamanda boru hattı sistemindeki birçok faktörden de büyük ölçüde etkilenir. Gaz üretim ekipmanına, arıtma ekipmanına ve filtrelere güveniyorsak, yanlış gaz boru sistemi tasarımı veya malzeme seçimini telafi etmek için sonsuz derecede yüksek hassasiyet gereklilikleri dayatmak kesinlikle yanlıştır.
909 projesinin tasarım sürecinde “Temiz Tesislerin Tasarım Kodu” GBJ73-84 (mevcut standart (GB50073-2001)), “Basınçlı Hava İstasyonlarının Tasarım Kodu” GBJ29-90, “Kod Oksijen İstasyonlarının Tasarımına İlişkin GB50030-91, “Hidrojen ve Oksijen İstasyonlarının Tasarımına İlişkin Kod” GB50177-93 ve boru hattı malzemeleri ve aksesuarlarının seçimine yönelik ilgili teknik önlemler. “Temiz Tesislerin Tasarımına İlişkin Kod” boru hattı malzemelerinin ve vanalarının seçimini aşağıdaki şekilde şart koşmaktadır:
(1) Gaz saflığı %99,999'a eşit veya daha büyükse ve çiğlenme noktası -76°C'den düşükse, iç duvarı elektro-parlatılmış 00Cr17Ni12Mo2Ti düşük karbonlu paslanmaz çelik boru (316L) veya OCr18Ni9 paslanmaz çelik boru (304) elektro-cilalı iç duvar kullanılmalıdır. Vana diyaframlı vana veya körüklü vana olmalıdır.
(2) Gaz saflığı %99,99'a eşit veya daha büyükse ve çiğlenme noktası -60°C'nin altındaysa, iç duvarı elektro-parlatılmış OCr18Ni9 paslanmaz çelik boru (304) kullanılmalıdır. Yanıcı gaz boru hatlarında kullanılması gereken körüklü vanalar dışında diğer gaz boru hatlarında küresel vana kullanılmalıdır.
(3) Kuru basınçlı havanın çiğlenme noktası -70°C'nin altındaysa iç duvarı cilalanmış OCr18Ni9 paslanmaz çelik boru (304) kullanılmalıdır. Çiy noktası -40°C'nin altındaysa OCr18Ni9 paslanmaz çelik boru (304) veya sıcak daldırma galvanizli dikişsiz çelik boru kullanılmalıdır. Vana körüklü vana veya küresel vana olmalıdır.
(4) Valf malzemesi bağlantı borusu malzemesiyle uyumlu olmalıdır.
Şartnamelerin gerekliliklerine ve ilgili teknik önlemlere göre, boru hattı malzemelerini seçerken esas olarak aşağıdaki hususları dikkate alıyoruz:
(1) Boru malzemelerinin hava geçirgenliği küçük olmalıdır. Farklı malzemelerden borular farklı hava geçirgenliğine sahiptir. Hava geçirgenliği fazla olan borular seçilirse kirlilik giderilemez. Paslanmaz çelik borular ve bakır borular, oksijenin atmosfere nüfuz etmesini ve korozyonunu önlemede daha iyidir. Ancak paslanmaz çelik borular bakır borulara göre daha az aktif olduğundan bakır borular atmosferdeki nemin iç yüzeylerine nüfuz etmesine izin verme konusunda daha aktiftir. Bu nedenle yüksek saflıkta gaz boru hatları için boru seçerken ilk tercih paslanmaz çelik borular olmalıdır.
(2) Boru malzemesinin iç yüzeyi adsorbe edilir ve gazın analizi üzerinde küçük bir etkiye sahiptir. Paslanmaz çelik boru işlendikten sonra metal kafesinde belirli bir miktar gaz kalacaktır. Yüksek saflıkta gaz geçtiğinde gazın bu kısmı hava akışına girecek ve kirliliğe neden olacaktır. Aynı zamanda adsorpsiyon ve analiz nedeniyle borunun iç yüzeyindeki metal de belirli miktarda toz üreterek yüksek saflıkta gazın kirlenmesine neden olacaktır. Saflığı %99,999 veya ppb seviyesinin üzerinde olan boru sistemleri için 00Cr17Ni12Mo2Ti düşük karbonlu paslanmaz çelik boru (316L) kullanılmalıdır.
(3) Paslanmaz çelik boruların aşınma direnci bakır borulardan daha iyidir ve hava akışı erozyonu nedeniyle oluşan metal tozu nispeten daha azdır. Temizlik konusunda daha yüksek gereksinimleri olan üretim atölyeleri 00Cr17Ni12Mo2Ti düşük karbonlu paslanmaz çelik borular (316L) veya OCr18Ni9 paslanmaz çelik borular (304) kullanabilir, bakır borular kullanılmamalıdır.
(4) Gaz saflığı %99,999 veya ppb veya ppt seviyelerinin üzerinde olan boru sistemleri için veya "Temiz Fabrika Tasarım Kodu"nda belirtilen hava temizlik seviyeleri N1-N6 olan temiz odalarda, ultra temiz borular veyaEP ultra temiz borularkullanılmalıdır. “Ultra pürüzsüz iç yüzeye sahip temiz boruyu” temizleyin.
(5) Üretim sürecinde kullanılan özel gaz boru hattı sistemlerinden bazıları oldukça aşındırıcı gazlardır. Bu boru hattı sistemlerindeki borularda boru olarak korozyona dayanıklı paslanmaz çelik borular kullanılmalıdır. Aksi takdirde borular korozyondan dolayı zarar görecektir. Yüzeyde korozyon lekeleri oluşması durumunda sıradan dikişsiz çelik borular veya galvaniz kaynaklı çelik borular kullanılmamalıdır.
(6) Prensip olarak tüm gaz boru hattı bağlantıları kaynaklı olmalıdır. Galvanizli çelik boruların kaynaklanması galvanizli tabakayı tahrip edeceğinden temiz oda borularında galvanizli çelik borular kullanılmamaktadır.
Yukarıdaki faktörler dikkate alınarak &7& projesinde seçilen gaz boru hattı boruları ve vanaları aşağıdaki gibidir:
Yüksek saflıkta nitrojen (PN2) sistem boruları, iç duvarları elektropolisajlı 00Cr17Ni12Mo2Ti düşük karbonlu paslanmaz çelik borulardan (316L), vanalar ise aynı malzemeden paslanmaz çelik körüklü vanalardan yapılmıştır.
Azot (N2) sistem boruları iç duvarları elektropolisajlı 00Cr17Ni12Mo2Ti düşük karbonlu paslanmaz çelik borulardan (316L), vanalar ise aynı malzemeden paslanmaz çelik körüklü vanalardan yapılmıştır.
Yüksek saflıkta hidrojen (PH2) sistem boruları, iç duvarları elektropolisajlı 00Cr17Ni12Mo2Ti düşük karbonlu paslanmaz çelik borulardan (316L) ve vanalar ise aynı malzemeden paslanmaz çelik körüklü vanalardan yapılmıştır.
Yüksek saflıkta oksijen (PO2) sistem boruları, iç duvarları elektro-parlatılmış 00Cr17Ni12Mo2Ti düşük karbonlu paslanmaz çelik borulardan (316L), vanalar ise aynı malzemeden paslanmaz çelik körüklü vanalardan yapılmıştır.
Argon (Ar) sistem boruları, iç cidarları elektropolisajlı 00Cr17Ni12Mo2Ti düşük karbonlu paslanmaz çelik borulardan (316L) üretilmekte olup, aynı malzemeden paslanmaz çelik körüklü vanalar kullanılmaktadır.
Helyum (He) sistem boruları iç duvarları elektropolisajlı 00Cr17Ni12Mo2Ti düşük karbonlu paslanmaz çelik borulardan (316L), vanalar ise aynı malzemeden paslanmaz çelik körüklü vanalardan yapılmıştır.
Temiz kuru basınçlı hava (CDA) sistemi boruları iç duvarları cilalı OCr18Ni9 paslanmaz çelik borulardan (304), vanalar ise aynı malzemeden paslanmaz çelik körüklü vanalardan yapılmıştır.
Solunum basınçlı hava (BA) sistemi boruları iç duvarları cilalı OCr18Ni9 paslanmaz çelik borulardan (304), vanalar ise aynı malzemeden paslanmaz çelik küresel vanalardan yapılmıştır.
Proses vakum (PV) sistem boruları UPVC borulardan, vanalar ise aynı malzemeden yapılmış vakum kelebek vanalardan yapılmaktadır.
Temizleme vakum (HV) sistemi boruları UPVC borulardan, vanalar ise aynı malzemeden vakum kelebek vanalardan yapılmaktadır.
Özel gaz sisteminin boruları tamamı elektropolisajlı iç cidarlı 00Cr17Ni12Mo2Ti düşük karbonlu paslanmaz çelik borulardan (316L), vanalar ise aynı malzemeden paslanmaz çelik körüklü vanalardan yapılmıştır.
3 Boru hatlarının inşaatı ve montajı
3.1 “Temiz Fabrika Binası Tasarım Kodu” Bölüm 8.3, boru hattı bağlantıları için aşağıdaki hükümleri öngörmektedir:
(1) Boru bağlantıları kaynaklı olmalı, ancak sıcak daldırma galvanizli çelik borular dişli olmalıdır. Dişli bağlantıların sızdırmazlık malzemesi bu şartnamenin 8.3.3 maddesindeki şartlara uygun olacaktır.
(2) Paslanmaz çelik borular argon arkı kaynağı ve alın kaynağı veya soket kaynağı ile bağlanmalı, ancak yüksek saflıkta gaz boru hatları iç duvarda iz bırakmadan alın kaynağı ile bağlanmalıdır.
(3) Boru hatları ile ekipman arasındaki bağlantı, ekipmanın bağlantı gereksinimlerine uygun olmalıdır. Hortum bağlantıları kullanıldığında metal hortumlar kullanılmalıdır.
(4) Boru hatları ile vanalar arasındaki bağlantı aşağıdaki düzenlemelere uygun olmalıdır.
① Yüksek saflıkta gaz boru hatlarını ve vanaları bağlayan sızdırmazlık malzemesi, üretim sürecinin gereksinimlerine ve gaz özelliklerine göre metal contalar veya çift halkalar kullanmalıdır.
②Dişli veya flanş bağlantısındaki sızdırmazlık malzemesi politetrafloroetilen olmalıdır.
3.2 Şartnamelerin gerekliliklerine ve ilgili teknik önlemlere göre, yüksek saflıkta gaz boru hatlarının bağlantısı mümkün olduğunca kaynak yapılmalıdır. Kaynak sırasında doğrudan alın kaynağından kaçınılmalıdır. Boru manşonları veya bitmiş bağlantılar kullanılmalıdır. Boru manşonları borularla aynı malzemeden ve iç yüzey düzgünlüğünden yapılmalıdır. Kaynak sırasında kaynak parçasının oksidasyonunu önlemek için kaynak borusuna saf koruyucu gaz verilmelidir. Paslanmaz çelik borular için argon ark kaynağı kullanılmalı ve aynı saflıkta argon gazı borunun içine verilmelidir. Dişli bağlantı veya dişli bağlantı kullanılmalıdır. Flanşları bağlarken dişli bağlantılar için yüksükler kullanılmalıdır. Metal conta kullanılması gereken oksijen boruları ve hidrojen boruları dışında diğer borularda politetrafloroetilen conta kullanılmalıdır. Contalara az miktarda silikon kauçuk sürmeniz de etkili olacaktır. Sızdırmazlık etkisini geliştirin. Flanş bağlantıları yapılırken de benzer önlemler alınmalıdır.
Montaj çalışmalarına başlamadan önce boruların detaylı görsel muayenesi yapılır,bağlantı parçaları, vana vb. işlemler yapılmalıdır. Sıradan paslanmaz çelik boruların iç duvarı kurulumdan önce temizlenmelidir. Oksijen boru hatlarının boruları, bağlantı parçaları, vanaları vb. kesinlikle yağdan arındırılmalı ve kurulumdan önce ilgili gereksinimlere göre kesinlikle yağdan arındırılmalıdır.
Sistem kurulmadan ve kullanıma sunulmadan önce iletim ve dağıtım boru hattı sistemi, teslim edilen yüksek saflıkta gazla tamamen temizlenmelidir. Bu sadece kurulum işlemi sırasında kazara sisteme düşen toz parçacıklarını uzaklaştırmakla kalmaz, aynı zamanda boru duvarı sisteminde ve hatta boru malzemesi tarafından emilen nem içeren gazın bir kısmını ortadan kaldırarak boru hattı sisteminde kurutucu bir rol oynar.
4. Boru hattı basınç testi ve kabulü
(1) Sistem kurulduktan sonra özel gaz boru hatlarında yüksek derecede zehirli sıvı taşıyan boruların %100 radyografik muayenesi yapılacak ve kaliteleri Seviye II'den düşük olmayacaktır. Diğer borular numune alma radyografik muayenesine tabi olacak ve numune alma muayene oranı %5'ten az olmayacak, kalite III. dereceden düşük olmayacaktır.
(2) Tahribatsız muayeneyi geçtikten sonra bir basınç testi yapılmalıdır. Boru sisteminin kuruluğunu ve temizliğini sağlamak için hidrolik basınç testi yapılmamalı, pnömatik basınç testi kullanılmalıdır. Hava basıncı testi, temiz odanın temizlik seviyesine uygun nitrojen veya basınçlı hava kullanılarak yapılmalıdır. Boru hattının test basıncı tasarım basıncının 1,15 katı olmalı ve vakum boru hattının test basıncı 0,2 MPa olmalıdır. Test sırasında basınç kademeli olarak ve yavaş yavaş artırılmalıdır. Basınç, test basıncının %50'sine yükseldiğinde, herhangi bir anormallik veya sızıntı bulunmazsa, basıncı test basıncının %10'u kadar adım adım artırmaya devam edin ve basıncı, test basıncına ulaşıncaya kadar her seviyede 3 dakika boyunca sabitleyin. . Basıncı 10 dakika boyunca sabitleyin, ardından basıncı tasarım basıncına düşürün. Basınç durdurma süresi, sızıntı tespitinin ihtiyaçlarına göre belirlenmelidir. Sızıntı yoksa köpürtücü madde niteliklidir.
(3) Vakum sistemi basınç testini geçtikten sonra tasarım belgelerine göre 24 saatlik vakum derecesi testi de yapılmalı ve basınçlandırma oranı %5'ten büyük olmamalıdır.
(4) Sızıntı testi. Pbb ve ppt dereceli boru hattı sistemleri için ilgili spesifikasyonlara göre herhangi bir sızıntının nitelikli olduğu düşünülmemelidir ancak tasarım sırasında sızıntı miktarı testi kullanılır, yani hava sızdırmazlık testi sonrasında sızıntı miktarı testi yapılır. Basınç çalışma basıncıdır ve basınç 24 saat süreyle durdurulur. Ortalama saatlik sızıntı, nitelikli olarak 50 ppm'den az veya ona eşittir. Sızıntının hesaplanması aşağıdaki gibidir:
A=(1-P2T1/P1T2)*100/T
Formülde:
Bir saatlik sızıntı (%)
P1-Test başlangıcındaki mutlak basınç (Pa)
P2-Test sonunda mutlak basınç (Pa)
T1-testin başlangıcındaki mutlak sıcaklık (K)
T2-test sonunda mutlak sıcaklık (K)
Gönderim zamanı: 12 Aralık 2023