10 氣體供應(yīng)
10．1 一般規(guī)定
10．1．1 潔凈廠房使用的氣體有常用氣體、干燥壓縮空氣及特種氣體三大類，根據(jù)各種電子產(chǎn)品品種及其生產(chǎn)工藝的不同，使用氣體的品種、純度及雜質(zhì)含量是不相同的。表22是幾類電子產(chǎn)品所需氣體品種。
10．1．3 潔凈廠房所使用氣體的制備、純化、儲(chǔ)存及分配系統(tǒng)，除應(yīng)遵守本規(guī)范外，還應(yīng)遵守相關(guān)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，其中主要有；《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016、《壓縮空氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50029、《氫氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50177、《氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50030、《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50316等。
10．1．4～10．1．6 目前，各類電子工業(yè)潔凈廠房中，常用氣體管道的一次配管，均敷設(shè)在與用氣設(shè)備相關(guān)潔凈室(區(qū))毗鄰的技術(shù)夾層或技術(shù)夾道內(nèi)。除壓縮空氣管道外，其他各類氣體管道不得穿過(guò)與其無(wú)關(guān)的房間或不使用這些氣體的房間，有時(shí)為布置的方便或可減少大量的管材，必須穿越時(shí)應(yīng)設(shè)套管或雙層管，以免運(yùn)行中這些氣體泄漏。由于此類無(wú)關(guān)房間未采取通風(fēng)、報(bào)警措施，易引起事故。特種氣體管道由于管徑較小，一般均采用相對(duì)集中敷設(shè)。潔凈室(區(qū))內(nèi)的惰性及無(wú)危害性氣體管道及其管架宜暗敷或設(shè)置在便于檢查、維護(hù)的裝飾面板內(nèi)，可燃、有毒或有害氣體管道應(yīng)外露敷設(shè)。
可燃?xì)怏w、有毒氣體穿過(guò)潔凈室(區(qū))墻或樓板處管道應(yīng)設(shè)套管，該套管內(nèi)的氣體管道不得有焊縫，以避免因焊縫質(zhì)量問(wèn)題，泄漏氣體后無(wú)法檢查，形成逐漸積聚，成為安全事故的隱患。
10．1．7 電子工業(yè)潔凈廠房中，由于高純氣體管道內(nèi)輸送的氣體中雜質(zhì)含量都極低，一般氧含量都在10-6～10-10，水含量在10-5～10-9，而潔凈室生產(chǎn)環(huán)境中的氧濃度、水汽含量均在10-1以上，即高純氣體輸送管內(nèi)外的氧氣、水分的分壓差達(dá)105～1010，分壓差極大。根據(jù)國(guó)內(nèi)外許多研究試驗(yàn)和實(shí)際運(yùn)行都表明：高純氣體輸送過(guò)程中存在著被生產(chǎn)環(huán)境中的氣體或水分所污染的巨大潛在危險(xiǎn)，為此，防滲漏污染是高純氣體管路設(shè)計(jì)中必須認(rèn)真解決的技術(shù)措施。另外，在高純氣體管道施工安裝或檢修后或因故停氣恢復(fù)時(shí)，管內(nèi)存在的各種雜質(zhì)氣體的吹掃或因停氣后不可避免地因管內(nèi)外分壓差而被污染，也需進(jìn)行吹掃置換達(dá)到所要求純度和雜質(zhì)容許含量。為了減少吹掃、置換時(shí)間，也要求高純氣體管路設(shè)計(jì)時(shí)，必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施。本條規(guī)定的3款規(guī)定正是這些技術(shù)措施的具體要求，它們是國(guó)內(nèi)外從事高純氣體設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行的科技人員多年經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。其中第2、3款作為強(qiáng)制性條文，是有關(guān)設(shè)計(jì)者必須遵守的規(guī)定。
10．1．8 本條為電子工業(yè)潔凈廠房?jī)?nèi)設(shè)有可燃?xì)怏w管道時(shí)，應(yīng)采取的安全技術(shù)措施。制定這些規(guī)定的理由是：
1 在使用可燃?xì)怏w的潔凈室廠房?jī)?nèi)，為避免可燃?xì)怏w的泄漏引發(fā)燃燒、爆炸事故，一般是將管路上的閥門(mén)設(shè)置在閥門(mén)箱內(nèi)，此類閥門(mén)箱均設(shè)有氣體泄漏報(bào)警和事故排風(fēng)裝置。
2 目前，在電子工業(yè)潔凈廠房中的氫氣或含氫可燃?xì)怏w等接至用氣設(shè)備(無(wú)明火)的支管和放散管，為防火回火引發(fā)事故，均設(shè)有阻火器，但除此之外的可燃?xì)怏w管道大部分沒(méi)有設(shè)阻火器，所以本條規(guī)定“宜設(shè)置阻火設(shè)施”。
10．2 常用氣體系統(tǒng)
10．2．1 常用氣體主要包括氫氣、氮?dú)狻⒀鯕?、氬氣和氦氣，在電子工廠中它們的供氣方式主要有三種：第一種是在電子工廠內(nèi)或鄰近處設(shè)制氣裝置，采用管道輸送至用氣廠房、車間或設(shè)備；第二種，外購(gòu)液態(tài)氣體，在電子廠房?jī)?nèi)設(shè)液態(tài)氣體儲(chǔ)罐、氣化器及氣體過(guò)濾、調(diào)壓、輸配裝置，由管道送至用氣廠房、車間或設(shè)備；第三種，外購(gòu)瓶裝壓縮氣體，瓶裝壓縮氣體有單個(gè)鋼瓶或鋼瓶集裝格或長(zhǎng)管氣瓶拖車等形式，在電子工廠內(nèi)設(shè)壓縮氣體鋼瓶?jī)?chǔ)存、氣體分配裝置或匯流排，再由管道輸送至用氣廠房、車間或設(shè)備。表23是三種方式的比較。
10．2．3～10．2．5 這3條是對(duì)電子工業(yè)潔凈廠房中的氣體純化裝置的設(shè)置、氣體入口室的設(shè)置和氣體純化間、氣體入口室內(nèi)設(shè)有氫氣等可燃?xì)怏w純化裝置或管道時(shí)，為了安全、穩(wěn)定運(yùn)行作的規(guī)定或要求。
1 根據(jù)電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求和氣源的品質(zhì)，電子工業(yè)潔凈廠房?jī)?nèi)常常設(shè)有不同類型的氣體純化裝置，如電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求氣體中雜質(zhì)含量達(dá)到10-9時(shí)，即使管道供應(yīng)或外購(gòu)氣瓶的氣體純度達(dá)99. 99％或99．999％，尚需設(shè)置金屬吸氣劑法、低溫吸附法和鈀膜擴(kuò)散法等類氣體純化裝置對(duì)氣體進(jìn)行提純。
2 根據(jù)國(guó)內(nèi)已建各類電子工業(yè)潔凈廠房的狀況，對(duì)于用氣設(shè)備較多的廠房，為方便管理和安全運(yùn)行，各種氣體純化裝置大多設(shè)在氣體純化間(站)內(nèi)，并且常常將多種氣體純化裝置集中設(shè)置在一氣體純化間(站)內(nèi)。一般氧氣純化裝置由于不需要用氫氣進(jìn)行活化再生，配置非防爆電氣裝置時(shí)，可將氧氣純化裝置與配置有防爆電氣裝置的氣體純化裝置分開(kāi)設(shè)置。
3 為了對(duì)進(jìn)入電子工業(yè)潔凈廠房的各種氣體管道進(jìn)行集中管理，目前國(guó)內(nèi)各工廠大多設(shè)有氣體入口室，也有的工廠為管理方便將部分氣體純化裝置或全部氣體純化裝置也設(shè)置在氣體入口室內(nèi)或?qū)怏w進(jìn)入潔凈廠房的相關(guān)控制閥門(mén)設(shè)在氣體純化間內(nèi)。
4 由于氣體終端純化裝置是確保用氣設(shè)備處的氣體品質(zhì)，并且這類設(shè)備對(duì)氣體品質(zhì)要求均十分嚴(yán)格，為了減少高純氣體輸送過(guò)程被污染和減少管路投資以及管理方便，宜將氣體終端純化設(shè)備設(shè)在鄰近用氣點(diǎn)處。
5 對(duì)于甲類火災(zāi)危險(xiǎn)生產(chǎn)的氣體純化間(站)或氣體入口室，根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016的要求，應(yīng)靠外墻設(shè)置。
6 氫氣等可燃?xì)怏w引入管道上，應(yīng)設(shè)自動(dòng)切斷閥，對(duì)潔凈室(區(qū))的安全可靠運(yùn)行十分有利，一旦出現(xiàn)異常時(shí)，切斷可燃?xì)怏w氣源，防止事故擴(kuò)大。美國(guó)消防協(xié)會(huì)頒布的NFPA 318《潔凈室消防標(biāo)準(zhǔn)》第6．6．3條規(guī)定：“……可燃和有毒氣體探測(cè)器必須啟動(dòng)報(bào)警器和切斷氣體供給”。
7 設(shè)有氫氣等可燃?xì)怏w的氣體純化間或氣體入口室，應(yīng)設(shè)有良好的自然通風(fēng)設(shè)施，以確保一旦氫氣等泄漏時(shí)及時(shí)排放，避免在室內(nèi)積累；當(dāng)房間內(nèi)泄漏氣體達(dá)到規(guī)定濃度時(shí)，氣體泄漏報(bào)警裝置報(bào)警并啟動(dòng)事故排風(fēng)裝置。工程實(shí)踐證明，自然通風(fēng)、事故排風(fēng)均為可靠的、行之有效的安全技術(shù)措施。
10．2．6 鑒于氧氣的特性，氧氣與油脂接觸后，如碰上著火源，極易引起燃燒事故，所以氧氣管道、閥門(mén)及附件均應(yīng)忌油，都必須進(jìn)行嚴(yán)格的脫脂處理；氧氣是典型的氧化性氣體，只要在氧氣管道內(nèi)因各種原因存在機(jī)械雜質(zhì)、鐵銹等可燃物時(shí)，一旦有著火源都極易引發(fā)著火燃燒事故，因此氧氣管道等均應(yīng)設(shè)有導(dǎo)除靜電的接地設(shè)施，以及時(shí)消除管道內(nèi)氣流摩擦等因素產(chǎn)生的靜電聚集；當(dāng)潔凈廠房因各種原因出現(xiàn)火情或重大事故時(shí)，為了避免引發(fā)氧氣管道產(chǎn)生次生災(zāi)害，減少損失，應(yīng)及時(shí)切斷氧氣供氣氣源。為此制定本條規(guī)定，并為強(qiáng)制性條文。
10．2．9 由于潔凈室(區(qū))內(nèi)密閉性好，為避免各類氣體泄漏后不易排出，積聚在潔凈室(區(qū))內(nèi)或技術(shù)夾層、技術(shù)夾道內(nèi)，根據(jù)電子工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)、建造的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，氣體管道的連接應(yīng)采用焊接。當(dāng)氣體管道的材質(zhì)采用不銹鋼管時(shí)，應(yīng)采用氬弧焊，并宜采用等離子熔融對(duì)接焊。氣體管道與設(shè)備或閥門(mén)的連接宜采用表面密封接頭(VCR)或雙卡套，高純氣體管道應(yīng)采用表面密封接頭(VCR)，采用雙卡套接頭時(shí)，其密封材料宜采用金屬或聚四氟乙烯墊。
10．3 干燥壓縮空氣系統(tǒng)
10．3．1 干燥壓縮空氣系統(tǒng)是電子工廠中的一種重要?jiǎng)恿υ?，它用于許多電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝設(shè)備氣動(dòng)設(shè)備或儀器儀表的動(dòng)力氣源，一旦供氣量不足或供氣品質(zhì)下降，都將影響產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的正常進(jìn)行，嚴(yán)重時(shí)還將停產(chǎn)，故本條對(duì)電子工業(yè)潔凈廠房中的干燥壓縮空氣系統(tǒng)作了相關(guān)的規(guī)定。
1 應(yīng)按生產(chǎn)工藝、公用動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)于燥壓縮空氣品質(zhì)、消耗量確定設(shè)計(jì)規(guī)模。為確保生產(chǎn)工藝供氣的安全、可靠、穩(wěn)定性要求，應(yīng)留有合理的富余量。當(dāng)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程要求不能中斷供氣或中斷供氣將會(huì)引起安全事故時(shí)，應(yīng)設(shè)置一定的備用供氣裝置等。
2 電子產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程對(duì)干燥壓縮空氣的含水量(或露點(diǎn))、含油量、微粒粒徑及其濃度的要求較為嚴(yán)格，表24是一些電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝對(duì)干燥壓縮空氣品質(zhì)的主要要求。
3 電子工廠所需干燥壓縮空氣大多要求嚴(yán)格控制含油量或無(wú)油；即使少數(shù)產(chǎn)品因生產(chǎn)工藝對(duì)干燥壓縮空氣無(wú)含油量要求，但為了確保干燥裝置的安全可靠運(yùn)行，應(yīng)采用無(wú)油潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)或采取多級(jí)過(guò)濾器除油，所以本條推薦“宜選用無(wú)油潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)”。
10．4 特種氣體系統(tǒng)
10．4．1 由于電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝所使用的特種氣體是品種多、單一品種數(shù)量少，所以均為外購(gòu)供應(yīng)，一般采用鋼瓶包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存或少量采用槽車運(yùn)輸。在鋼瓶(儲(chǔ)罐)內(nèi)的狀態(tài)有氣體及液體。根據(jù)生產(chǎn)工藝所使用的特種氣體物化性質(zhì)、耗量、品質(zhì)要求，在電子工廠內(nèi)應(yīng)合理設(shè)置儲(chǔ)存、分配系統(tǒng)。
10．4．2 本條規(guī)定的特種氣體儲(chǔ)存分配間是指電子工業(yè)潔凈廠房中設(shè)置特氣柜的專用房間，該特氣柜間屬于潔凈廠房中的生產(chǎn)輔助房間，通常設(shè)在靠外墻的邊跨中，有時(shí)為了平面布局的需要也可設(shè)在其他場(chǎng)所。該特氣間生產(chǎn)危險(xiǎn)性類別的劃分應(yīng)根據(jù)放置的特氣種類確定，而電子工業(yè)潔凈廠房中的特氣間常常設(shè)有可燃性、毒性、氧化性特種氣體，所以應(yīng)按甲、乙類生產(chǎn)類別進(jìn)行設(shè)計(jì)。參照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016—2006中的相關(guān)規(guī)定，在甲、乙、丙類廠房?jī)?nèi)，布置有不同類別火災(zāi)危險(xiǎn)性的房間的隔墻應(yīng)采用耐火極限不低于2．0h的不燃燒體，隔墻上的門(mén)窗應(yīng)為甲級(jí)防火門(mén)窗。并根據(jù)多年的工程實(shí)踐，制定本條規(guī)定，并為強(qiáng)制性條文。
10．4．3 可燃或有毒的特種氣體具有對(duì)安全生產(chǎn)、人員健康極大的危害，因此本條的第1～3款對(duì)其分配系統(tǒng)的設(shè)置作了強(qiáng)制性規(guī)定：
1 特種氣體鋼瓶及其分配系統(tǒng)應(yīng)設(shè)在具有連續(xù)機(jī)械排風(fēng)的特氣柜中，該特氣柜應(yīng)配有氣體泄漏檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、手動(dòng)或自動(dòng)切換系統(tǒng)、自動(dòng)切斷輸送氣體及自動(dòng)吹掃的設(shè)施。氣體泄漏檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)與事故機(jī)械排風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖。該特氣柜設(shè)排風(fēng)裝置，并應(yīng)排入相應(yīng)的生產(chǎn)廢氣處理系統(tǒng)，經(jīng)集中處理達(dá)標(biāo)后，方能排放至大氣。對(duì)儲(chǔ)存高危害性特種氣體的鋼瓶柜應(yīng)配置就地廢氣處理裝置，經(jīng)集中處理達(dá)標(biāo)后，才能排入上述相應(yīng)的生產(chǎn)廢氣處理系統(tǒng)。
2 為確保連續(xù)不中斷運(yùn)行，分配系統(tǒng)所設(shè)置的自控系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)及與之所聯(lián)鎖的事故排風(fēng)機(jī)的電源，均應(yīng)設(shè)應(yīng)急電源。
3 特種氣體系統(tǒng)的閥門(mén)、附件及連接件都應(yīng)設(shè)在多路閥門(mén)箱(盤(pán))(VMB或VMP)內(nèi)，該閥門(mén)箱／盤(pán)均設(shè)機(jī)械排風(fēng)裝置、氣體泄漏檢測(cè)及聲光報(bào)警系統(tǒng)，并能在事故發(fā)生時(shí)及時(shí)切斷氣體供應(yīng)和啟動(dòng)所聯(lián)鎖的事故排風(fēng)機(jī)，排入相應(yīng)的生產(chǎn)廢氣處理系統(tǒng)。
10．4．4 特種氣體分配系統(tǒng)中，具有危害性的特種氣體鋼瓶氣源應(yīng)配備吹掃盤(pán)，為此本條作了相應(yīng)規(guī)定。
1 現(xiàn)將美國(guó)消防協(xié)會(huì)發(fā)布的NFPA 318《潔凈室消防標(biāo)準(zhǔn)》第6．3節(jié)有關(guān)特種氣體吹掃盤(pán)的相關(guān)規(guī)定摘要如下：
1)所有危險(xiǎn)的壓縮工藝氣體鋼瓶在使用時(shí)，應(yīng)設(shè)置吹掃盤(pán)；
2)選用的吹掃盤(pán)所使用的管道、配件的材料與所輸送的氣體應(yīng)具有相容性；
3)應(yīng)設(shè)置過(guò)流量控制，并設(shè)緊急切斷閥；
4)只有用于相容氣體的吹掃盤(pán)，才容許共用吹掃氣瓶；
5)設(shè)手動(dòng)切斷閥，以便將吹掃盤(pán)整體取下進(jìn)行修理。
2 吹掃盤(pán)的吹掃氣源一般采用以下兩種方式．
1)采用常用氣體輸配系統(tǒng)作為吹掃氣源，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置防回流措施，以防止吹掃氣體與其他工藝特氣的交叉污染；
2)采用專用吹掃氣體鋼瓶或鋼瓶組作為吹掃氣源，對(duì)物化性質(zhì)不相容的兩個(gè)或兩個(gè)以上特氣鋼瓶氣源所配置的吹掃盤(pán)，不允許合用一氣體鋼瓶或鋼瓶組吹掃氣源。
10．4．5 本條規(guī)定硅烷或硅烷混合物氣瓶應(yīng)存放在電子工業(yè)潔凈廠房建筑外的儲(chǔ)存區(qū)內(nèi)，并規(guī)定了這類儲(chǔ)存區(qū)設(shè)置的相關(guān)規(guī)定。這些規(guī)定，主要是參考了美國(guó)消防協(xié)會(huì)發(fā)布的NFPA 318((潔凈室消防標(biāo)準(zhǔn)》第6．4節(jié)的有關(guān)規(guī)定：
1 儲(chǔ)存區(qū)必須是三面敞開(kāi)的，氣瓶用鋼制框架保護(hù)。
2 氣瓶與周圍構(gòu)筑物及圍欄最小間距應(yīng)大于等于95英尺(約2．7m)。
3 當(dāng)儲(chǔ)存區(qū)設(shè)有雨篷時(shí)，其凈高應(yīng)為12英尺(約3．7m)。
