气体管路系统工程/气体管路系统/气体管路工程/气体管路工程设计/气体管路安装

       独立钢瓶分散供气模式已经难以满足仪器设备增加的需求，同时分散供气带来的实验室布局混乱，钢瓶的频繁更换也对实验室的管理和维护造成了困难。为保证实验室分析测试所用气体的正常供应和安全使用，有必要设计并铺设专门的气体管道，集中进行供气。

     实验室供气系统主要有气源切换系统、管道系统、调压系统、用气点监控及报警系统组成。对于一些易燃易爆气体，可能在设计和施工过程中稍有差异，必须加入气体回火防止器等安全控制装置。一些特殊使用环境，还要求有管道吹扫系统和排空系统。

     气体管件在安装时，施工原则是应尽可能地以连续式且无接口的方式进行，这样可以减少使用接头的数量，降低潜在的气体泄漏风险。管件与管件间的连接最好以轨道式自动焊接法（Orbital Welding）来接合，对于不锈钢的焊接要采用氩弧焊，并向施焊管内通入同等纯度的氩气，这样可以确保连接的品质，并防止管件内壁因不当的焊接而沉积碳，从而造成气体管件的污染。管件与各种配件之间的连接要以金属面对金属面密封（Metal to metal face seal）的方式进行。

     特殊气体，比较常用的气体管路连接的接头方式有VCR 和Swagelok两种，具体选用形式应根据生产工艺对高纯度气体的用气要求和气体本身特性进行选择。一般情况下，VCR式的接头主要用在制程气体以及危险气体的传输上，管路连接后接头里面的垫圈（Gasket）将会适度变形以确保管路每秒低于10 -9cc的氦气泄漏率（Leakage Rate）。不过在接合时要避免因拴得太紧而导致不锈钢垫圈过度变形造成接合不良或气体外泄。Swagelok 接头通常用在惰性气体、氮气以及CDA等气体的传输上，因为这些气体可以容许一定的外泄率，所以不常用成本较高且须焊接的VCR式接头。总的来说，管件的安装原则是应尽可能减少管件的长度、接头和阀件的数量，因为大多数的危险气体的泄漏都发生在施工不当的接头和阀件接合处。

（1）易燃性气体：把自燃、易燃、可燃气体等都定义为这类气体。如常温下的SiH4气体只要与空气接触就会燃烧，当环境温度达到一定时，PH3与B2 H6等气体也会产生自燃。可燃易燃气体都有一定的着火燃烧爆炸范围，即上限、下限值。此范围越大的气体起爆炸燃烧危险性就越高，如B 2H6的爆炸上限为98%，爆炸下限为0.9%。属于易燃气体有H 2,NH3,PH3,DCS,ClF3 。

（2）毒性气体（Toxic Gas）：半导体制造行业中使用的气体很多都是对人体有害、有毒的。其中又以AsH3, B 2H6,PH3等气体的毒性最大，它们的阈限值TLV（Threshold Limited Valve）分别只有50×10-9,100×10 -9,300×10-9。这些气体在工作环境中的允许浓度极微，因此在贮存、输送以及使用的过程中都要求特别的小心。一般都应该采取特定的技术措施来控制使用这些气体。NO, C4F6,C5F8 ,NF3,CH 3F等都属于毒性气体。

（3）腐蚀性气体（Corrosive Gas）：这些腐蚀性气体通常同时也兼有较强的毒性。腐蚀性气体在干燥状态下一般不易侵蚀金属，但在遇到水的环境下就显示出很强的腐蚀性，如HCl, HF, PCl3, SiF4,ClF3，WF6等。

（4）惰性气体(Inert Gas)： 惰性气体本身一般不会直接对人体产生伤害，在气体传输过程中，相对于安全上的要求不如以上其他气体严格。但惰性气体具有窒息特性，在密闭空间若发生泄漏会使人窒息而造成工伤事故。属于这类的气体有C2 F6,CF4,SF6,CHF 3等。

（5）氧化性气体（Oxide Gas）：这类气体有较强的氧化性，一般同时具有其他特性，如毒性或腐蚀性等。属于这类的气体有ClF3 ,Cl2,NF3等。