输送特种气体的管路材质和尺寸如何选择？-上海申中气体有限公司

在特气系统中，所输送的气体均是高纯度、高洁净的气体，需通过管路输送到用气点管材的选取应恪守箱行业准则，（pou），为了达到气体的纯度要求，在气体出口指标一定的情况下，我们则更需要重视系统中配管的材料需用和施工质量。因此，管材的选取应恪守箱行业准则，并注明管路材质及尺寸。

管路9个关键问题

管路材料有哪些特性？

对特气管路而言，影响气体质量的管路材料的主要特性是：气体渗透性、出气速率、吸附性、表面粗糙度和耐磨性、抗腐蚀性。

气体渗透性主要表现在哪些方面？

先讲讲什么是气体的渗透性，气体从压力（或分压力）高的一侧透过材料向压力（分压力）低的一侧流入的现象称为气体渗透。

因为空气中氧气和氮气分压力最大、气体分子相对较小，管道材料对气体的渗透性主要表现氧气和氮气的渗透，一般对氧气的渗透测试比较多。对于输送PPM级及更高纯度要求的气体，从气体渗透角度必须选用不锈钢管或者钢管，如果不恰当地选用了不符合要求的管道材料，那么，无论我们采取什么净化手段，都将是无济于事。

出气速率

材料冶炼过程形成的管道材料晶间或者晶格内部存在着某些杂质，如氮、碳氢化合物等，在高纯气体输送过程中，这些杂质会缓慢地释放出来，污染高纯气体，尤其是杂质要求在ppb以上级的高纯气体。通常低碳不锈钢管的出气速率极低。

吸附性

由于水分等杂质是极性分子，吸附性很强。橡胶、塑料或一些表面粗糙的材料极易吸附水分等杂质，铜材对水吸附性极强，使用这些材料输送高纯气体易被污染，除了输送ppm级以下的氧气会使用紫铜管外，高纯气体都不采用铜管和塑料管，气体会接触到的垫片、填料也不得采用橡胶、塑料材料(包括聚四氟乙烯)。

表面粗糙度和耐磨性

为了确保输送的气体纯净度，要求管道材料内表面有一个极高的光洁度，这样可以防止污染粒子及湿气在管壁滞留，可以在吹扫时比较容易吹净。管材比较光洁而且耐磨，可以在气流高速冲刷下，产生的金属粒子就少，不锈钢比铜管产生粒子要少，所以不锈钢管耐磨性优于钢管。

抗腐蚀性

微电子生产中，经常使用一些腐蚀性很强的气体，这时在管路材质选择上必须采用耐腐蚀的管材，否则管道会被腐蚀，轻则表面产生锈斑，重则管道大面积剥落、穿孔，不但污染气体，还会发生安全事故。

内表面处理

为了进一步改善管道材料特性，对管道内表面进行处理，一般有三种方法：酸洗钝化(AP)、光亮退火(BA)和电解抛光(EP)处理。试验资料和实践都证明，通过表面处理后，管道材料的粗糙度减小，气速率降低，表面吸附性减弱。

管道材料及连接

纯度在99．99％以内的气体管道，采用10#或20#无缝钢管(内表面镀锌或纯化处理)、铜管。镀锌管道采用螺纹连接。总杂质含量≤10—100ppm的气体管道，采用304不锈钢光亮退火管(304BA)、304不锈钢管纯化处理(304AP)、紫铜管。管道采用焊接连接，可以采用对接焊、承插焊或套管焊接。总杂质含量≤1-1oppm的气体管道，采用316L不锈钢光亮退火管(316LBA)、316L不锈钢电抛光管(304EP)。

管道连接采用焊接，内壁无瘢痕的对接焊，高纯氩气保护焊。总杂质含量≤lppm的高纯气体管道，必须采用316L不锈钢电抛光管(3l6LEP)。管道连接采用焊接，内壁无瘢痕的对接焊，高纯氩气保护焊，在专用的洁净室内进行。

管道尺寸

参照国际SEMI标准，结合国标GB50646得出管道内气体流速设定：

· 普通惰性大宗气体流速＜12m/s；

· 超高纯惰性大宗气体流速＜12m/s；

· 特种气体流速＜8m/s；

· 剧毒和自燃气体流速＜8m/s；

· 氢气气体流速＜25m/s（参考GB50177）。