超纯水HP-PVDF＆Clean-PVC管道施工方法简介

超纯水HP-PVDF＆Clean-PVC管道施工方法简介在超纯水设备领域，特别是EDI或混床工艺以后的输送管道往往对TOC、SiO2以及金属离子等有痕量级析出要求，此时即使是化工级塑料U-PVC/ABS或316L不锈钢等材质都无法满足其严苛要求。随着需求的不断发展，HP-PVDF（简称PVDF）逐渐成为半导体级超纯水管道材质的“最优”选择，而某岛国一如既往推出了可以能在非严苛要求下满足普通电子级超纯水使用的“廉价版”管道材质Clean-PVC（简称CL-PVC,注意区分Clear-PVC）。今天我们主要来讲讲这两种高等级材质管道的施工方法/工艺。HP-PVDF和Clean-PVC材质析出物对比表一、PVDF超纯水管道施工工法——作者：中电二建-邓顺志/熊墨臣/谢军才随着集成电路产业的迅猛发展及更新升级换代，对其生产中用作清洗用水及配制各种溶液用水的超纯水提出了更高的要求。微电子行业有约80%的工序需要用高纯水和超纯水做清洗之用，水质的好坏与集成电路产品的质量及生产成品率的高低有着很大的关系。集成电路产业发展到超大规模集成电路阶段时，水质更成为提高集成度的主要因素，而水质的好坏起决于制水工艺外，还与输送用水的管材有关，管材在输送用水过程的渗透或洁净度、粗糙度差，对输送介质会产生二次污染，成而影响产品的质量。为避免输送过程中的污染，保证水质及产品质量，集成电路产业终端用高纯水和超纯水的输送管路材质均采用PVDF（聚偏氟乙烯）管材，由于PVDF管材具有良好的化学稳定性、洁净度、光滑度等性能，故在微电子行业得到了广泛应用，取得了良好的社会效益及经济效益。1.工法特点1)采用与管材配套的热熔焊机加热需连接的端口，熔融后对接管道、管件；2)PVDF管的加热焊接必须在预制洁净室内（洁净度≥100000级）进行；3)PVDF整个施工（保管、运输、安装等）过程必须遵守洁净施工要求；2.适用范围适用于集成电路行业输送高纯水及超纯水的PVDF（聚偏氟乙烯）管，采用红外加热焊接（热粘接）的配管施工。3.工艺原理PVDF管材为高分子集合物-聚偏氟乙烯集合塑料材料，当其被加热至500℃及以上时，即熔化，在外力作用下对接后粘接成一体，经冷却成型后即延续管材本身具有的超强抗拉、致断延伸等性能。PVDF管施工即是根据PVDF材料本身的优良性能，利用上述加热焊接（热粘接）的原理加工成段，再连接成系统，以满足生产工艺的要求。4.施工工艺流程及操作要点4.1施工工艺流程4.2操作要点4.2.1材料验收、保管、运输1、材料到货验收材料到现场后，为确保能满足设计及工艺要求，需要对到场的材料进行清点、检查、验收。目前PVDF材料均为国外进口（瑞士GEORGEFISCHER（乔治费歇尔）公司+GF+和奥地利的Agru（艾格鲁）两种），出厂前已经清洗净化处理并有双层薄膜包装密封。备注：是奥地利Agru（中文名：艾格鲁，太仓有全资子公司），不是Argu——很多地方都看到，奇怪。1）检查项目2）检查的环境要求外包装完好情况下，检查可在非洁净室内进行；拆封检查应在预制洁净室内进行，以避免二次污染；检查完成后应采用洁净的聚乙烯薄膜包装好并妥善保管。3）不合格品的处置检查结果若不能满足设计要求时，应由订货方退回商家或留作降级代用；外包装已破损影响了材料的洁净度时，应做清洁处理或弃用。2、材料的保管1）洁净的材料应在密封状态下，在干燥、温差不大、温度在10-35℃的房间内保管，紧急情况要在室外作短暂保管时，为避免雨水和阳光直射，应加盖挡雨遮光板进行可靠的保护；2）管材应按不同规格分别放置在货架上，放置时应避免过度挤压，以免管材弯曲变形；3）材料应在验收后按原样用聚乙烯薄膜袋密封好保管后。3、施工运输1）人力短途运输管材时，要在密封包装状况下二人抬杠，禁止扔抛、滚运、硬拉，以免损坏管材；2）利用机械运输材料时，应在包装状况下进行，同时需有防止材料变形、摩擦损坏外包装的措施；4.2.2PVDF管热熔焊接1、环境要求1）PVDF管的加热焊接必须在预制洁净室内（洁净度≥100000级）进行，洁净室内温度应控制在10-35℃之间；2）加热焊接作业人员必须穿戴洁净服、洁净手套；2、热熔焊接预制1）绘制管道系统分解图PVDF管道施工，原则上均在预制场地下料、焊接完成，搬至现场即可装配成完整的系统，因此要根据已经审定的施工图和工程测定记录，绘制系统分解图即预制加工图，在加工图上要明确标注管径、管段节点间的长度，并将焊口逐个编号。2）管道切割长度L计算L=M―Z1―Z2＋2BZ＋2XV式中：L―管段下料长度；M―两管间中心距；Z1、Z2―管件的Z尺寸；BZ―端面切削长度；XV-―热粘重叠余量。3）管材切割按计算好的管段下料长度，用PVDF专用割刀切割，并用焊机附带的刀盘切削焊口，切削后达到焊口平整，无伤痕，无毛刺，再用吸尘器吸除碎屑，用专用洁净剂和洁净布擦净焊口。4）热熔焊接（热粘接）热熔焊接所使用的PVDF焊机，应根据管材品牌选择与之配套品牌的焊机，焊接流程如下（+GF+焊机与Agru焊机焊接流程有所不同，以下以Agru品牌焊机为例）：首先根据需焊接材料的管径选择焊机型号：管径范围OD20-OD110（DN15-DN100）选择SP110型，管径范围OD75-OD250（DN65-DN200）选择SP250型，管径范围OD75-OD280（DN65-DN250）选择SP280型；根据管径选择好PVDF焊机后，按下流程进行操作：语言设置至设置参数确认为焊接过程中的基本设置阶段，夹管至焊接检查、贴牌为焊接步骤。4.2.3PVDF管现场安装1、焊接预制好的管段经检验合格后应封好口搬运至现场，现场安装前应确认有无破损及污染，不合格品应重新洁净处理或弃用；2、安装环境应不易起尘，安装人员安装时应穿戴洁净手套；3、PVDF材料为柔性材料，为保证强度，其支吊架设置形式、位置应符合设计要求，间距应符合下表要求（间距单位CM）：4、PVDF管路与支吊架间应垫入橡胶类绝缘材料。4.2.4压力测试1、测试压力：强度试验压力为设计工作压力的1.5倍,严密性试验压力为工作压力的1.15倍；2、测试介质：应为与工作介质同纯度的纯水或是高纯氮气、氩气（纯度为99.999%）；3、强度试验时间为3.0h,不泄漏不降压为合格；严密性试验时间为4.0小时，无泄漏压力降≤3%为合格。5．材料与设备本工法无需特别说明的材料，采用的机具设备表如下：6．质量控制6.1工程质量控制标准6.1.1焊口组对允许偏差按表7.1.1执行。表7.1.1焊口组对允许偏差表6.1.2焊缝检查1、外观检查焊缝用眼看内外全园周均呈双重焊道。2、测定外侧双重焊道间谷底至管表面的距离K，K值应大于06.2质量保证措施6.2.1根据PVDF管路施工特点，建立完善的质量保证体系和岗位责任制，就每道关键工序设置专人负责，明确职责，落实到人；6.2.2材料进场检验、保管、运输必须严格把关，设置专人、专库管理，必须有明确的记录，确保材料的质量、洁净；6.2.3PVDF管段加工预制环境及安装环境必须符合要求,预制及安装前必须安排专人核查；6.2.4对PVDF管路施工人员进行岗前专业培训，特别是焊接人员，在进行实际工程焊接前，必须进行上机实物培训，做样品，考试合格后才能上岗；6.2.5PVDF管路施工关键工序----焊接,设置专人检验,对每道焊口贴牌：标注焊口序号、焊工姓名、焊接时间、检查人、焊口质量评定，同时做好书面记录，确保合格品进入下道工序；二、Clean-PVC超纯水管道施工工艺纯水系统选用管材为CL-PVC，连接形式为粘接，保温/保冷部位及材料为室外明露采用橡塑海棉保温管壳或板并外包0.6mm铝板。备注：跟HP-PVDF厂家一样，市场上主要的CL-PVC供应商也只有ASAHIAV（旭有机材）和SEKISUICHEMICAL（积水化学）两家。1.施工准备进入施工现场前，应认真阅读图纸及国家规范有关要求，了解工程概况，提出相应的材料计划，合理安排施工人员，核定工人上岗资格，整理好各种机具，技术人员对施工班组进行技术交底，准备进入现场施工。2.材料的采购和检验采购及业主提供的产品在入库前，应由采购员填写相应表格记录，交检验员进行规范的检验和试验。验证内容：产品合格证、质量保证书、数量、规格型号、外观质量、产品标牌等。3.入库前的检验CL-PVC管材及附件均应采用塑料薄膜包装，且管口端部应盖上聚四氟乙烯塑料盖，因此，入库前应检查塑料薄膜包装有无破损，管材及附件表面是否光洁、是否变形，若有，应立即向相关主管部门报告，并采取相应的补救措施或找厂家退换货物，否则，材料不合格的不可以入库及使用。4.CL-PVC管道的内表面脱脂处理CL-PVC管道焊接以前进行脱脂处理。脱脂处理的目的是为了去除管道内壁由于加工工艺过程残留在管道内的油脂。通常电子工艺用水中的CL-PVC管道采用的脱脂剂为丙酮。脱脂先用白布去除外表灰尘，再用无尘布蘸丙酮进行脱脂清洗。记录：见《管道系统吹洗（脱脂）记录》5.使用前的检验由于电子级水用洁净型CL-PVC管自身的洁净要求较高，因此，CL-PVC管的施工必须在相对洁净的环境下进行（这也是它与其他普通PVC管道施工的最大区别），不可以在露天环境下直接打开包装及封盖，对此，在CL-PVC管施工前，必须在厂房附件区域建造一个面积不小于20平方米的施工预制洁净间，这样才能尽量满足CL-PVC管自身的洁净要求和工程上的洁净要求。进入预制洁净间后，方可去掉塑料薄膜包装及封盖，施工人员应戴专业洁净一次性手套操作，禁止徒手直接触摸管口端部及内壁（因为手上的油脂粘在管内壁很难冲洗干净）。打开管口端盖后，用微型手电筒照管内壁，检查管内壁是否有划痕，是否有颗粒杂质，如有划痕，该部位的管子应切除，不能使用；若发现内壁上颗粒及杂质较多（超出质保书范围）那么该管子必须进行清洗，然后再用高纯氩气或氮气吹干，盖上封端，流入下道工序。6.预制、安装、粘接6.1预制加工管道切割应采用电动带锯式管道切割锯或旋转式割管器，尽量避免用手锯（因为手锯切割管管端毛刺多难处理）。切口的毛刺一定要清除干净，且要对管端进行2～3mm的倒角，以免粘接时胶水被刮入承口内，造成因人为施工不当减小粘接面使管道粘接部位泄露。6.2管道的敷设CL-PVC管道的安装应尽量采用预制，减少现场直接安装工程量。要注意以下几点：管道内不允许有杂物，若有，应清除干净后方可安装；装配预制的管道及部件要考虑便于粘接，尽量减少粘接；记录：见《工艺管道安装记录》《管道安装分项质量评定表》6.3粘接因为管道施工的特殊性，CL-PVC管道粘接应采用专用塑料管用胶水。管件和管道粘接面涂胶一定要均匀。粘接施工时禁止在地面上进行，应在加工平台上进行粘接操作。管道在插入时使用紧线器，并划线以确认插入的深度是否足够。法兰间密封材料应用PTFE（聚四氟乙烯）。堆放场所需要垫上彩条布或塑料薄膜对管道进行保护。

7.管路试运行整个管道安装完毕后，按图纸要求及各用水点要求进行试运行。8.纯水系统组成管道：“U”管弯、异径管、三通、弯头、卡箍、接头等阀门：CL-PVC球阀材质：CL-PVC9.质量要求9.1整个工艺过程中需要的材料必须符