半导体高纯内衬

 

一、 钢件制造要求
1.1. 钢件设计制造标准

 

 

1.3. 防腐生产施工标准

1.4. 半导体高纯内衬工艺对钢件的要求

二、 防腐材料选型
2.1 PTFE防腐材料性能说明
中文名：聚四氟乙烯； 英文名: PTFE； 俗称：F4、四氟、聚四氟乙烯；所选用PTFE内衬材料反面采用专业的荼钠处理或玻纤复合技术，保证了板材和胶水粘合度更强；PTFE板材是一种高纯、防腐、自洁净材料，对于小分子渗透和强酸强碱拥有更佳的耐受性和稳定性；拥有更高的纯度，在使用过程中杂质和金属粒子析出几少量；因采用特殊工艺成型，板材表面无任何刮伤和加工痕迹，所以在使用中不会有任务微生物可以附着在其表面。在电子化学品和半导体行业已成功应用多年。 
2.2  PFA防腐材料性能说明
长期使用-190℃至260℃，四氟乙烯-全氟烷乙烯基醚共聚物，英文名:polyfluoroalkoxy,比重：2.13-2.167克/立方米，成型收缩率：3,。1-7.7%，成型温度：350-400℃干燥条件。PFA有卓越耐化学侵蚀性，对一切化学品都耐侵蚀，摩擦系数的塑料中最低，还有很好的电机能，其电绝缘性不受温度影响，有“可溶性塑料王”之称。
PFA塑料有着很强的耐化学药品性，其耐化学药品性与聚四氟乙烯类似。
PFA塑料有很强的耐侵蚀性，适于制作耐侵蚀件，减磨耐磨件、密封件、绝缘件和医疗器械零件。
其抗蠕变性他压缩强均比聚四氟乙烯好，拉伸强度高，伸长率100%-300%,介电性好，耐辐射性能优异，阻燃性能非常好。
无毒害：具有生理惰性，可以植入人体内。
为保证工艺的可靠性，选型必须满足其化学成份、机械性能、物理性能、供货状态以及表面质量应符合GB/T 26501-2011《氟塑料衬里压力容器通用技术条件》规定的有关要求。
2.3 ECTFE防腐材料性能说明
ECTFE板:是乙烯和三氟氯乙烯1:1的交替共聚物,熔点为464F,密度为1.68g/cc(克/立方厘米)。 
特性:从低温到 330T的性能良好,其强度、耐磨性、抗蠕变性大大高于PTEE、FEP和PFA。它在室温和高温下耐大多数腐蚀性化学品和有机溶剂。它的介电常数(2.6)低,在很宽的温度和频率范围内性能稳定。ECTFE不着火,可防止火焰扩散,当暴露在火焰中时,将分解成硬质的碳。
应用领域:可制成用于模塑和挤塑的粒料及用于旋转模塑、流化床涂饰、静电涂饰的粉状产品。可在传统挤塑设备用化学发泡法加工成泡沫状产品,待别适用于计算机用电线的领域。半成品有膜、板、管和单纤维;注塑产品有塔填料、问和泵零件、接插件、电线接线柱、过滤机壳。ECTFE管的应用有光导纤维的套管、非支撑管、钢管和增强塑料管的内衬。 
2.4 半导体高纯设备防腐选型推荐表

三、 半导体高纯内衬工艺流程
3.1 内衬工艺流程简图

3.2 工艺详细说明
3.2.1铁件喷砂处理
罐箱制作完成后，针对需要衬里部位进行喷砂处理，增加其表面粗糙度，可以提高四氟板材与罐箱内壁的贴合强度。
3.2.2.贴合
贴合四氟板前先予罐箱内进行布线处理，配合罐箱制作时预留的排气孔进行抽气，可有效增加四氟板材与罐箱内壁的贴合度（图1、图2）。
 

 
3.2.3.PFA圆焊条熔接
贴板完成后，将两片板片重叠处进行修边处理，之后将修边完成的接缝进行开V型槽，增加两片四氟板片的熔接面积，最后用PFA圆焊条进行熔接，并将PFA圆焊条溢出四氟板材的部分铲平。对熔接部位实施20KV电火花检测和目视检查，确认熔接部位无针孔缺陷和无黑点、气泡、假性焊接等缺陷。如图3，图4
 

3.2.4.PFA扁焊条熔接
PFA扁焊条熔接完成后，采用等温、等速、等压操作的自动熔接机进行PFA扁焊条熔接。此法一是可以增加两片四氟板材的接合强度，二是PFA扁焊条外观平整、光滑、不易沾附脏污，更符合半导体、超纯水、高纯度药品等洁净度的要求（图5、图6）。
 

3.2.5.支管熔接
对于罐箱底部的管口，支管自内往外插入，利用扩口翻遍工艺进行制作。此法通过增加溶解面积增加熔接强度，及减少罐箱使用时积液、积污等问题，有效的延长设备的使用及操作的合理性（图8）。常规焊接为角焊焊接工艺，采用圆焊条绕焊6圈（图7）。

 

3.2.6.针孔检查
衬里作业完成后，全面性的对罐箱施以20KV的电火花检测，确保完成的衬里罐箱在焊缝、板面皆无针孔缺陷。
3.2.7.蒸汽洗净
为满足客户化学品洁净度需求，卖方配有十万级洁净车间（图9），并设立一间万级洁净室，供里衬熔接和清洁之需求，并结合相应的配套设施，如：超纯水系统、蒸汽发生器等，确保出厂的罐箱洁净度符合客户使用需求。
(1) 罐箱通入超纯水蒸汽清洗30min，去除板面施工残留的大部分油脂。
(2) 用高压超纯水冲洗罐箱内表面，去除罐箱表面残留的灰尘，然后用无尘布擦拭至干燥。
(3) 罐箱移入洁净厂房内，作业人员用专用清洁剂整体擦拭板面，去除残余的油脂，然后用无尘布擦拭至干燥（图10）。
(4) 用超纯水整体擦拭板面至干燥。
(5) 用超高纯IPA整体擦拭板面至干燥。
(6) 用超纯水整体擦拭板面至干燥。
(7) 洗净作业完成后，用紫光灯全面检查罐箱板面，无荧光反射残留异物后即判定洗净作业完成，并用洗净的衬氟盲板密封。

四、 检验检测
4.1.钢件与防腐检验项目一览表

 

4.2.钢件厂家检验工序与方法
 

4.3.钢件入库检验
为保证钢罐体制作符合内衬需求，对每个罐箱铁件至少进行两次铁件检查，分为钢罐体厂家检查和罐箱进厂检查，并对检查结果进行记录，并拍照留档。
配套铁件厂商均为专业的内衬罐体制作厂商，具有多年内衬钢罐体铁件的制作经验。
4.3.1罐箱进厂检查
(1) 外观检查
各部位不可有突出、伤痕、毛边、凹凸、焊接熔渣、敲打痕迹等缺失。
(2) 焊缝外观检查
a. 熔接部要充分熔入，且无裂缝、凹割、搭迭、焊口烧痕、熔渣等缺点。
b. 焊道形状要平整，不可显著高低不平、塌陷等缺点。
c. 加强焊缝要光滑的隆起来。
d. 熔接各部位不可有厚度不足的缺点。
e. 桶体与桶体&桶体与封头焊接后之内部焊道须平滑磨除。
f. 厚度不同之钢板焊接时，桶体内部不可有段差。
(3) 衬里加工面喷砂处理
a. 喷砂后的表面粗糙度为 25~100µm。
b. 所有里衬加工面位置不得有喷砂遗漏的情形。
c. 喷砂后不得有生锈、油污、漆、水垢等附着在 TANK 内部，喷砂后之砂粒必须清理干净。
(4) 尺寸检查
参照图纸，使用检验量器具对罐箱各部位尺寸进行测量检查，要求符合图纸公差及企业内部检验标准。
(5) 入库必须附产品质量证明书及金属材质证明。
 
4.4.里衬板材入库检验
(1) 外观检查
板材表面不应有裂纹、气泡，折叠、夹杂，结疤、黑点、白斑。
(2) 尺寸检查
使用检验量器具对板材尺寸进行测量检查。
(3) 资料检查
板材入库必须附产品产品质量证明书，要求型号、名称、数量、生产日期或批号、交货状态等应与质量证明书一致。
            
4.5.配件入库检查
配件包括里衬管阀件、PFA管等配件。
(1) 外观检查
里衬配件表面不应有裂纹、黑点、伤痕等缺陷。
(2) 尺寸检查
使用检验量器具对板材尺寸进行测量检查。
(3) 电火花检查
使用电火花测试仪对里衬配件进行针孔检查。
(4) 资料检查
板材入库必须附产品产品质量证明书，要求型号、名称、数量、生产日期或批号，交货状态等应与质量证明书一致。
 
4.6.主要内衬检验工序与方法
(1)焊缝外观检查
采用手电对板面焊缝进行目视检查，PFA圆焊条和PFA圆焊条焊缝均不得有气泡、黑点、亮线、假性焊接等缺陷。

(2)焊缝针孔检查
采用AC20KV电压针孔测试仪和电火花检测仪进行针孔检查，PFA圆焊条和PFA圆焊条焊缝均不得有针孔。

(3)水压试验和绝缘电阻测试
采用设计压力1.25倍（除图纸另有要求）水压对衬里钢罐体进行耐压性及绝缘性测试。测试要求压力持续4h没有压降后进行绝缘电阻检测≥1000MΩ。

(4)贴合度检查
贴合度检查采用四氟锤对里衬面进行敲击，板面不得有空鼓现象。

衬里钢罐体装配好后应进行气密性测试，气密性试验所用气体，应为干燥、清洁的氮气，试验压力应为设计压力的1.1倍（除图纸另有要求），对钢罐体的所有焊缝和连接部位涂刷检漏液进行泄露检查，以无泄漏为合格。
液位计及管阀件（如有）装配好后进行气密测试（如图样要求），测试要求同钢罐体检测要求。
 

4.7.主要检验设备