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气体输送管道质量的评价

来源:气体分析圈 更新:2019-03-13 19:26:14 作者: 浏览:45次

高纯工业气体有多种供应方式,根据生产规模和用气要求有现场制气,管道输送供气,槽车输送供气或钢瓶组输送供气等方法,系统的正确选材与安装,对确保输送气体的质量是至关重要的。除对管道系统进行必要的宏观检查外,最重要的是对管道系统进行纯度、水分、洁净度的检测。

对纯度、水分、洁净度的检测,是对高纯、超纯管道系统验收的三项基本内容。通常的做法是通过测定试验用本底气体在管道系统始末端三项指标的变化来反应管道接口与焊接的严密性、管道材料的防渗透性和管壁受气流的冲刷影响。纯度检测,主要是对高纯试验气体通过管道系统后,气体本身纯度的变化,即对氧、氮、二氧化碳等微量杂质的渗透情况进行检测,基本方法有原电池法、气相色谱法等。水分检测,即对管道气体中的水分杂质进行测定,目前多采用露点法、电容法、电解法等。洁净度检测,是通过对气体输配系统中污染物粒子的测定来判断管路内壁是否洁净,主要采用光散射法、膜过虑法进行检测。

一.纯度检测

随着现代工业和半导体技术的飞速发展,各行各业对气体纯度的要求越来越高。一般把气体分为大宗气体(Bulk Gas)和特种气体(SpecialGas)两种。大宗气体一般是指集中供应且用量较大的气体,如O2、Ar、H2、He、N2;特种气体则是指那些在特定领域中应用的,对气体有特殊要求的纯气,高纯气或由高纯单质气体配制的二元或多元混合气等,如NF3、SF6、AsH3等。针对不同气体,对其杂质种类和含量有不同要求,如下表所示:

于气体纯度的检测,一般采用配备各种检测器(TCD、FID、DID、FPD、ECD、MSD)的气相色谱仪对气体中的各类杂质进行分析,各杂质所用检测器类型与检出限如表二所示。

二.水分检测

水基本上是所有高纯气体中的有害杂质,一般要求在ppm级的管路系统中,要求管道系统末端不应超过始端含水量的1.1倍。而在ppb级的管路系统,末端含水量变化不得大于10ppb。一般常用的检测仪器有美国Teledyne Analytical Instruments公司的电容式水分分析仪(用于ppm级的管路系统检测)和美国Tiger Optics公司采用光腔衰荡光谱法的痕量水分分析仪(用于ppb级的管路系统检测),部分水分分析仪器信息如表三与图一所示。

 

.洁净度检测

对管道洁净度的检测是一项困难的工作。根据目前半导体企业的实际生产情况和检测要求,可将气体中的固体杂质分为两类,一类为金属固体杂质,一类为非金属固体杂质。在不需要精确计量的情况下,可以用颗粒度测试来对气体系统的洁净度进行评价。

颗粒度检测常用的仪器有美国LIGHTHOUSE公司的尘埃粒子计数器和美国PARTICLE MEASURING SYSTEMS公司的高压激光粒子计数器和美国TSI公司生产的粉尘检测仪等。针对金属杂质的测试则需要对气体样品进行前处理,然后用电感耦合等离子质谱仪对金属杂质进行定量。洁净度检测部分相关仪器信息如表四与图二所示。

 

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