潔凈廠房中的氣體管道是指氣體壓力≤0.8Mpa的氫氣、氧氣、氮氣、壓縮空氣、燃氣等一般氣體和高純氣體管道及真空管道。其具體的安裝要求可參考JGJ71-1990《潔凈室施工及驗收規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。
為了保證將高純度、高潔凈的氣體送至用氣點，不僅取決于制氣和凈化設(shè)備的精度，在很大程度上還受到管路系統(tǒng)諸多因素的影響，因此，管材的選擇應(yīng)恪守下列原則，并應(yīng)在設(shè)計圖上注明管材材質(zhì)。
1．滲透性小
又稱為透氣性。氣體從高壓一側(cè)透過材料向低壓一側(cè)流動的現(xiàn)象稱為滲透。氣體的滲透量與材料兩側(cè)的壓差和材料的截面積成正比。高純氣體中的水分是以ppm、ppb、ppt來計量的，由于選材不當，會使管外的水分、氧等雜質(zhì)滲入管內(nèi)，污染高純度的氣體。表1是不同材料的滲透性的一組實測數(shù)據(jù)。
表1 不同材料對氧的滲透
材料 | 透氣性能大氣中氧的滲透ppm | 材料 | 透氣性能大氣中氧的滲透ppm |
不銹鋼管 | 0 | 聚乙烯 | 11 |
銅管 | 0 | 聚四氟乙烯 | 13 |
有20μm孔的金屬管 | 20 | 聚乙烯化合物 | 27 |
聚氯乙烯 | 0.6 | 天然橡膠 | 40 |
氯丁橡膠 | 7 |
2．出氣率低
在材料晶格內(nèi)部或晶格間存在著某些氣體雜質(zhì)，如氮、碳氫化合物等。在高純氣體的輸送過程中，這些雜質(zhì)氣體會緩慢地釋放出來，污染高純氣體，尤其是要求雜質(zhì)含量達ppb級的高純氣體更易被污染。所以選材時要選用出氣率低的材料，如低碳不銹鋼管，且內(nèi)表面應(yīng)經(jīng)進一步的處理，進一步降低出氣率。
3．吸附性能差
水分等雜質(zhì)是極性分子，吸附性很強，橡膠、塑料或一些粗糙的表面均極易吸附水分等雜質(zhì)。所以使用吸附性能好的材料輸送高純氣體會污染高純氣體。表2列出不同管道材料的吸附性和滲透性?？梢姡彩桥c高純氣體接觸的部分均不得使用橡膠、塑料制品。
表2 不同管道材料滲透性、吸附性比較
管道材料 | 滲透性 | 吸附性 | 管道材料 | 滲透性 | 吸附性 |
不銹鋼 | 無 | 弱 | 真空橡膠 | 較小 | 強 |
紫銅 | 無 | 對水吸附性強 | 乳膠 | 大 | 強 |
聚四氟乙烯 | 很小 | 弱 |
4．內(nèi)表面光滑、耐磨損
管材的這一特性對輸送高純氣體至為重要。管材內(nèi)表面的光滑度高，可以防止污染粒子和水汽在管內(nèi)滯留和吸附，耐磨性好可以減少管材本身在高速氣流的沖刷（擊）下產(chǎn)生的金屬粉末，避免高純氣體的污染。表3對銅管和不銹鋼管在高速氣流沖刷下的產(chǎn)塵量作了比較。可見，不銹鋼管的耐磨性優(yōu)于銅管。
表3 管材含塵量比較
管材 | 氮氣 | 氧氣 | ||
粒徑（μm） | 粒/英尺3 | 粒徑（μm） | 粒/英尺3 | |
銅管 | 0.12～0.8 | 29700 | 0.12～0.8 | 25650 |
不銹鋼管（316L） | 0.12～0.8 | 12500 | 0.12～0.8 | 18500 |
5．耐腐蝕
在生產(chǎn)工藝中，使用腐蝕性強的氣體時必須選用耐腐蝕的不銹鋼管，不得使用普通無縫鋼管或鍍鋅鋼管，不然會污染高純氣體。
6．管材的性能穩(wěn)定，在焊接處理時管材組織不發(fā)生變化
在輸送大流量的高純氣體時，管道的連接，原則上全部采用焊接。這就要考慮管材在焊接時，受高溫熱影響的部位不能發(fā)生組織變化，含碳量過高的鋼管在高溫下會析出碳，產(chǎn)生局部腐蝕應(yīng)力，增加了焊接部位的滲透性（透氣性），破壞了輸送氣體的純度、干燥度和潔凈度，使得先前的一切努力付諸東流。所以選用低碳鋼管如316L不銹鋼管就合適多了。另外，鍍鋅鋼管的焊接會破壞鍍鋅層，如在焊后將管內(nèi)外實施補鍍鋅，其實際操作恰是極不容易，補鍍?nèi)绮煌昝?，反而加速該處的腐蝕速度。因此高純度氣體管道不得使用鍍鋅鋼管。
