浅谈化学品管道施工工艺

芯片zhi'zao 芯片智造2023-02-03 13:42:44

在半导体、集成电路芯片和液晶显示器生产的行业中,生产工艺需用的各种无机化学品药液（主要包括各类酸、碱、盐 等） 需要通过管道输送到工艺设备 ，这些化学品药液中具有强腐蚀性、易燃性、易爆性和剧毒性等危害 ，为防止化学品管 道的输送过程对人、设备造成伤害以及对环境造成的污染 ，保证电子工业厂房化学品管道安全有效输送 ，要求此类管采用 双套管的施工方法,而传统的双套管施工工艺是透明PVC管内穿PP管或PVDF管的硬管施工方法。

工艺采用了透明PVC管内穿PFA软管的施工方法 ， 即管道系统包括内外管两层管道, 内管采用四氟乙烯与全氟烃基乙烯 醚的共聚物的软质管道(分PFA/PVDF/ECTFE等系列), 内管为输送化学品的管道 ，外管采用透明PVC管道 ，为保护管道。

输送管道规格一般为DN10、20、25、50 (1/4” 、3/4” 、1” 、2”)的焊接型PFA管材及其管件 ，管道、附件均通过专用 PFA焊接机进行焊接 ，与设备连接通常为法兰连接。

系统组成：

系统一般由设于化学品间外墙的接收装置、化学品间内的化学品接收储罐、供给装置、化学品供给管路组成 ， 。

a ．化学品接收装置 ，设置在化学品间内 ，于外墙设有接收窗 ，直接将室外化学品槽车的化学品接收 ，并注入药品储 罐内；

b ．标准化学品接收储罐 ，置于化学品间地下基础之上 ，储存化学品；

c ．化学品供给装置 ，置于化学品间内 ， 向使用设备供应化学品；

d ．化学品供给管路 ， 自接收装置至化学品储罐 ，再由化学品储罐至化学品供给装置 。 由外套管及内管组成 ，外管均 为透明PVC管 ， 内管由焊接型PFA管及PFA弯头组成 。这类管道一般用于接收装置至化学品接收储罐至供给装置的管路。

1、方法特点：

1.1内穿软管的管道系统由两层组成： 内层为四氟乙烯与全氟烃基乙烯醚的共聚物的PFA软质管道（以下简称PFA软 管） ，外层为透明PVC的管道 。 内穿PFA软管为输送无机化学品的流通的管道,外层透明PVC管道为保护管路 ，对防止化学 品自内穿软管泄漏起到屏障作用。

1.2外层透明PVC的管道安装完毕 ，并进行试压合格后 ，再进行内管PFA软管的穿管施工。

1.3 外层透明PVC管的透明效果增强可视性； PFA软管为整卷（通常有100米和200米的长度规格） ，通常中间无接 头 ，直接在透明PVC管内穿管。

1.4 本工法将管路内、外管的施工工序有机的组合 ，确保施工高效、有序 ，也能保证施工质量 ， 降低了施工成本同时 保障了管道系统的安全。

2、适用范围：

适用于电子工业厂房的集成电路制造、液晶显示板制造等行业 ，生产工艺中使用无机化学品输送且内管为PFA软 管的管路系统的施工3、工艺原理：

3.1 外层透明PVC管道直接采用专用PVC胶水粘接。

3.2 管道系统无三通分支 ，管道系统的阀门均设置在设备箱体或专用阀门箱内 。透明PVC管道弯头采用热风煨弯制

作 ，直线段透明PVC管道的连接采用管箍连接 ，管箍的承口与PVC管道插口采用专用胶水粘接 ，从而使外层保护管形成一 个成型的整体。

3.3 透明PVC管道安装完毕并试压合格后 ， 即可进行PFA软管的穿管施工。

通过上述两道主要工序 ，使整个管路形成外管套内管的双重管形式—-PVC管道内穿PFA软管的组合管道 ， 内管为输送 无机化学品的PFA软质管道,外管为透明PVC保护管道 ， 防止化学品自内管泄漏时产生危害 。外管采用透明PVC管套于PFA 软内管外部 ，具有良好的可视性 ，一旦内管发生泄露 ，外套管即可起保护作用 ，又方便透过外套管及时观测到内管发生了 泄露 ，及时进行维修 ，减少伤害。

4、施工工艺流程及操作要点：

4.1施工工艺流程

接收装置、接收贮罐、供给装置就位—一支架制作安装—一内管焊接、外套管粘接 ，双人双吹风淋室—一内管弯头焊 接——+外套管弯头焊接—一内管试压——外套管试压—一清洗--试运行--设备安装

设备安装就位必须符合设计要求及有关标准规范的规定 ，设备就位验收后 ，方可进行配管工作。

内管焊接时 ，外套管几乎同步安装 ， 内管直管连接完毕 ，外套管也随即套于内管外部完成 。仅在弯头处预留暂不安

装 。外套管的直管连接为直二通粘接 ，具体要求同前所述 。外套管的弯头为成品承插弯头R： 1.5D ，待内管弯头焊接完毕 后 ，将外套管承接弯头对称剖成两半 ，然后扣子内管弯头外 ，并与外套管两端粘接 ，对剖缝用热风焊枪及PVC焊条焊接复 原 ，作法同普通PVC塑料热风焊 。 内管直管及弯头、法兰焊接前 ，先将待焊的两个端口相对固定在焊接设备夹具内 ，两个 端面之间的间隙内设一块双面加热板 ，该加热板加热时不与管道端面接触 ，通过热辐射使两端面达到熔化温度 ，这项操作 是靠作业员目视掌握 ，判断端面是否已经熔化 ， 当熔化程度合适时 ，立即撤去加热板 。迅速使两个端面接触并施加一定压 力 ，使管端熔化物流动 ，它能形成混合与熔接 ， 当冷却后 ，原始接触面消失了 ， 同时 ，两个端面结合在一起了 ，焊缝始终 不发生变化。

焊接注意要点如下:

a ．焊接操作场所应干净、干燥 ，并且具有良好的通风设备（因加热时会产生有害气体）。

b． 不得将加热板任何一面 ， 因加热时接触管端而发生污损 ，应避免触及管端。

c． 管子的切割应采用带棘轮的专用切割刀切割管子。

d ．焊接过程中 ，接口不得错位。

e ．始终保持PFA管清洁。

管道与设备连接 ，一般采用法兰连接 ，法兰与管子采用焊接连接 ，要求如前所述 ，管法兰与设备接口法兰的连接方法 与普通法兰连接方法相同。

内外管道的试压要求均如前所述。

4.2 操作要点

4.2.1管道走向标高的测量

根据设计图纸 ，对管道系统进行优化设计 ，管道的走向和标高上应尽量避开下方的设备、配电盘等 ，保持与热水管

道、蒸汽管道等足够的安全距离 ， 以防止透明PVC管道产生软化 。通过走向与标高的测量 ，确定了支吊架位置与数量 ，并 确定管线长度与预先热煨PVC弯头的数量。

4.2.2透明PVC管道支架制作安装

透明PVC管道作为外保护管 ，通常口径有DN32和DN40两种规格 ，支吊架横担通常采用镀锌或不锈钢C型钢 （40*40）制作 ，端头应倒角 ，并采用专用塑料套封堵 ，支吊架间距不得大于1.5米。

4.2.3 透明PVC弯头热风煨制

当透明PVC管被80℃的热风加热2分钟即可变软 ，透明PVC弯头热煨：在热风加热时 ，煨弯要同步进行以保证PVC管 道在弯头处截面的圆度 ， 当PVC管道加热到管体变得柔韧时即可进行煨弯了 。同时在煨好的部位及时用沾有冷水的洁净布 冷却管道 ， 以便及时成型 。弯头的弯曲半径宜大于0.5米 ， 以减小PFA软管穿管的阻力。

采用电热风枪热煨时 ， 电热风枪要不停地转动和摆动 ，不得将管道加热得发黄或烤焦 ，管道受热要均匀。

当然 ，透明PVC管道也可以采用开水加热或烘箱加热等。

4.2.4透明PVC管道安装

透明PVC管道与管箍工作温度为-20℃-100℃之间 ， 内外壁光滑 ，耐强酸强碱、耐紫外线照射 。质量轻 ，采用专 用冷胶粘接法 ，施工简便 ，接口不宜漏 。管壁厚耐压能力强等优点而在电子工业厂房的无机化学品管道系统中广泛采用， 透明PVC管道安装流程包括

（1）采用专用PVC割刀下料；

（2）采用PVC专用倒角器将管口倒角；

（3）管口采用洁净布沾上专用清洁剂清洗以保证胶水与管道的粘合 ，待清洗剂挥发完毕即可涂胶 ，涂胶时管道承口 和管箍插口均均布涂胶 ，等待约30秒即可承插连接 ，承插长度以承口深度为准 ，事前务必测量承口深度 ，并在插口端做好 标记 ， 以保证尽可能大的粘接面；

（4）将透明PVC管道采用管卡固定于支吊架上。

4.2.5 透明PVC管道压力测试

将管道两端密封 ，采用自动压力圆盘记录仪进行压力试验 ，试验压力为0.4MPa,试验介质宜采用高纯氮气 ， 以24小时 内 ，测压记录仪记录的圆周无波动为合格。

4.2.6 透明PVC管道与设备连接

透明PVC管道试压合格后 ， 即可将两端与设备的腔体外壳连接起来 ， 同样采用冷胶粘接 。这样就可以保证PFA软 管（内管）在一个连同设备腔体和PVC管道的密闭的空间内了。

4.2.7 PFA软管穿管安装

PFA软管是四氟乙烯与全氟烃基乙烯醚的共聚物 ，该材料具有优良的可塑性、能耐强酸强碱、机械强度好、管壁光 滑、摩擦力小 ，适用温度范围-200℃至+260℃ , 其常用口径规格通常为3/4＂ 、1/2＂ 、3/8＂和1/4＂ 四种规格 ，其定尺长 度有100m和200m。

PFA管的穿管施工是从设备箱体或阀门箱体的一端开始,采用手工送管的方法 。因PFA软管具有一定的挠度和强 度 ，通常不会在透明PVC管内受太大的阻力 。穿管施工重点注意事项：（1）PFA管穿管前 ， 需将端头用洁净薄膜封堵， 防止管道内部进入灰尘颗粒或油污 。（2）在弯曲半径过小时 ， PFA软管容易变折或变瘪 ，在穿管时务必小心 ，严禁将变 折或变瘪PFA软管继续使用 。（3）严禁金属锐器划伤PFA软管。

4.2.8 PFA软管的压力测试：

将PFA软管一端密封 ，另一端连接自动压力圆盘记录仪 ，在自动压力圆盘记录仪连接的临时PFA软管段设置三通 和阀门 ， 以便充入高纯氮气进行压力试验 ，试验压力为0.4MPa ， 以24小时内 ，记录仪记录的圆周曲线平滑、无波动为合 格。

4.2.9 PFA软管与设备端或阀门箱内阀门的连接

PFA软管与设备连接方法：将PFA软管用端头加热 ，采用专用扩口

PFA软管用端头加热 PFA软管扩口器扩口 ，待自然冷却后 ，取下扩口器 ，扩口成型、然后形成化学品管道。

PFA管道转换接头和弯头的螺帽内的部分均是光滑的中空的球形柱状接触面 ， PFA管扩口后 ，可插入球形柱状接 头上 ，然后利用螺帽将扩口后的PFA软管紧紧地锁在接头上（不需要垫片）。

注意： PFA接头的螺帽需要事先拆下 ，在PFA软管前扩口时套在PFA软管上 。在管道和接头安装时 ，也是需要先将

PFA软管用端头加热 PFA软管扩口器扩口 ，待自然冷却后 ，取下扩口器 ，扩口成型 ，再紧紧地套在接头连接处 ，再利用螺 帽将扩口后的PFA软管紧紧的锁在接头上。

4.2.10 管线检查:

a.管线检查前管道标签、化学品设备标示需完成；

b.根据系统流程、系统布置图、材料规格表进行管线检查；

c.施工小组自检完成后交于质量负责人进行检查；

d.管线检查以系统为基础；检查后记录存档；

4.2.11 管线吹扫

1.管道吹扫方案（化学品种类 ，顺序 ，方法 ，安全措施） 由质量负责人制定；

2.吹扫使用液体不得污染管道系统纯度；

3.吹扫方法基本原则为阶段性持续吹扫 ，确保管线内残留液体最少

4.管线吹扫以系统为基础；执行后记录存档；

4.2.12 管线冲洗:

1.管道冲洗方案（化学品种类 ，顺序 ，方法 ，安全措施） 由质量负责人制定；

2.冲洗管线使用的介质纯度确保不会影响管路的测试规格；

3.冲洗方法基本原则为纯水、化学品交替冲洗；

4.管线冲洗以系统为基础；执行后记录存档；

4.2.13 验收移交

系统所有管道连接完毕、支吊架确认、压力试验检查合格、相关移交表格准备完成后即可进行验收、移交工作。

5、材料与设备

5.1施工特别说明的材料见表5-1。

表5-1 材料表

序号 名称 规格型号 数量 备 注

1、透明PVC管 DN32、DN40 由施工图确定数量

2、透明PVC管箍、 DN32、DN40

3、PVC胶水、清洁剂

4、PFA软管 3/4＂ 、1/2＂ 、3/8＂ 、1/4 "

5、PFA管接头 3/4＂ 、1/2＂ 、3/8＂ 、1/4 "

6、镀锌C型钢（支架制作） 40*40

5.2采用的机具设备见表5-2。

表5-2 机具设备表

序号 名称 规格型号 数量 备 注

1. 电热风枪 1000W 由工程量确定数量

2.PVC割刀 1/2″~2″

3. 电动带锯 2″~8″ 用于支架制作

4.倒角器 1/2″~2″

5. 自动压力圆盘记录仪ZY-1500 日产

6.PFA管扩口器 1/4″~3/4″

7. 角尺 200~300mm

8. 卷尺 5M/7.5M

9.钢瓶装高纯氮气 999995%

6．质量控制

6.1 工程质量控制要求

6.1.1材料应该储存在干燥清洁的环境下 ，在拆除包装之后应避免灰尘 ，如不立即使用应重新包装密封。

6.1.2所使用的胶水必须耐酸防腐蚀并且不能影响管线连接牢固 ，美观。

6.1.3管在加热弯管时 ，应注意加热时间以免管线扭曲变形。

6.1.4施工过程中 ，透明PVC管道配管应保持横水平竖垂。

6.1.5在管与管之间连接时应把胶水涂抹均匀并稍微旋转。

6.1.6管道的穿墙孔在施工完毕后必须以防火材料填塞封堵。

6.1.7在拆除包装取量使用后应立即将管口密封并恢复整体包装。

6.1.8 应避免挤压和用力 ， 以免折断变形 。在施工使用时应检查有无损坏 ， 以免酸液泄漏造成人身伤害。

6.1.9管线切割时要使用专业工具 ，用力均匀并旋转切割防止管口变形 ，管线端口不能出现毛刺并必须保证水平。

6.1.10安装PFA管线要求在洁净的环境下 ，接触PFA管道的时候必须戴无尘手套。

6.1.11在穿管时随时注意PFA管线有无损坏 ， 穿插完成后目测检查PFA管线有无折损或变瘪。

6.1.12在PFA管安装完成后如不能及时连接设备需将管子两端密封 ，等条件允许时再进行连接。

6.1.13透明PVC管道的施工质量执行《给水排水管道工程施工及验收规范》 。

6.2 质量保证措施：

6.2.1建立完善的质量保证体系和岗位责任制 ，就每道工序设置专人负责 ， 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 ，确保材料的质量；

6.2.3所有工序检验必须做好书面记录 ，确保合格品进入下道工序。

采用透明PVC管内穿PFA软管的施工工艺 ，较之于传统的透明PVC管内穿硬管（PP管或PVDF管）而言 ， PFA软管为 成品卷材 ， 穿管过程中无接头 ，大大提高了管路运行的安全性.

该种管路做法适用于无机化学品有硫酸、氢氟酸、氢氧化氨、硝酸、氢氧化钠、硫酸铜等 ，厂房内无机化学品输送系 统均可采用透明PVC管内穿PFA软管的施工技术 ，可为生产提高良好的品质保障 。某公司HF化学品供应流程图：