超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例

防止儲罐等容器出現(xiàn)過壓或負(fù)壓的方法是在容器頂部設(shè)置開口;此種情況下，再向容器內(nèi)注入產(chǎn)品時(shí)，任何的多余空氣或氣體可自由離開容器；相反當(dāng)產(chǎn)品排出時(shí)，空氣可流入容器內(nèi)。但是進(jìn)入儲罐內(nèi)的空氣可能會污染產(chǎn)品，尤其是當(dāng)儲罐中存儲的是有機(jī)溶液與碳?xì)湮飼r(shí)，爆炸性氣體（或空氣）會在產(chǎn)品上方形成；此外，還有可能發(fā)生不良?xì)怏w與蒸氣的釋放。
     避免以上情況的發(fā)生，需要將儲罐密封；然而，儲罐中物料存放在常壓條件下，需要避免在對其灌裝或溫度升高時(shí)出現(xiàn)過壓，也需要避免在排放產(chǎn)品時(shí)出現(xiàn)真空，因此氣封系統(tǒng)的安裝顯的尤為必要。氮封系統(tǒng)是基于壓力的氣封工藝，可確保儲罐頂部空間處于惰性氣體保護(hù)與微正壓控制之下。在電子工業(yè)中，集成電路特征尺寸不斷縮小，使得生產(chǎn)過程中超純水的水質(zhì)要求也愈來愈高。電子工廠潔凈廠房設(shè)計(jì)中純水供應(yīng)是重要內(nèi)容之一，各種電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝對純水水質(zhì)、水量要求均不相同。IC制造應(yīng)關(guān)注超純水水質(zhì)電子產(chǎn)品生產(chǎn)中純水系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)和產(chǎn)品生產(chǎn)工藝對水質(zhì)的要求，結(jié)合系統(tǒng)規(guī)模、材料及設(shè)備供應(yīng)等情況，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來選擇。

超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例超純水之定義
DI＝Deionized，DI Water＝Deionized Water，為去離子之意，亦即通稱之純水（PUREWATER），近來由于半導(dǎo)體制程對設(shè)計(jì)規(guī)則之需求朝更精密更細(xì)小的趨勢發(fā)展，因而對純水水質(zhì)的要求也越趨嚴(yán)格，在此嚴(yán)格水質(zhì)要求下所制造出來稱之超純水（Ultra－pure water）。
其狹義之意：為去離子之水，將水中之離子（如Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Al3＋、C1－、F－、SO42－、NO3－、etc．）予以去除，降低其離子濃度，提高水之電阻值（Ω·cm）。
其廣義之意：為除了除去水中離子之外，亦將水中之SiO2，顆粒物，細(xì)菌，有機(jī)物，微生物一并給予有限度的去除，使水達(dá)到純凈的程度，而用于電子工業(yè)之上。

超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例18MΩ·cm超純水制備工藝
自來水進(jìn)入原水箱，通過原水泵增壓，經(jīng)砂濾器、炭濾器、阻垢劑加藥、保安過濾器，到達(dá)反滲透單元，經(jīng)兩級反滲透過濾進(jìn)入EDI單元，達(dá)到電阻率15MΩ·cm（25℃）進(jìn)入純水水箱。純水供水設(shè)計(jì)為循環(huán)方式，經(jīng)純水供水泵增壓，通過紫外線消毒器、拋光混床TulsimerMB106UP、0.22微米過濾器接入純水供水管，到達(dá)使用點(diǎn)。在純水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，后續(xù)增加一道混床或EDI裝置，來繼續(xù)凈化水質(zhì)，進(jìn)一步使水中雜質(zhì)降低，水質(zhì)更純。
　　當(dāng)混床離子交換器在正常運(yùn)行操作的時(shí)候，陰、陽離子交換樹脂和進(jìn)水中的離子（包括硅離子等）進(jìn)行置換，置換出來的氫根與氫氧根結(jié)合生成脫鹽水。
　　當(dāng)陽、陰離子交換樹脂的交換能力耗盡后，便不能再將離子從水中置換出來，因而出水電阻率便會下降，這時(shí)混床樹脂需要再生。

2．1超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例預(yù)處理單元
采用石英砂過濾、活性炭過濾、保安過濾作為兩級反滲透的預(yù)處理。
2．2反滲透模塊單元
反滲透膜是以壓力差為驅(qū)動力的液相膜分離方法，可以看作是滲透的一種反向作用。在壓力推動下，溶液中的水分子透過膜，而其它分子、離子、細(xì)菌、病毒等被截留，從而實(shí)現(xiàn)脫鹽效果，達(dá)到純化目的。
整個(gè)反滲透系統(tǒng)由高壓泵、反滲透膜、壓力容器以及相應(yīng)的儀器、儀表、閥門、機(jī)架、管道及管件等組成；此外還有獨(dú)立的化學(xué)清洗裝置。氮封系統(tǒng)由氮封閥、呼吸閥（含阻火器）、泄氮閥、緊急泄放裝置（泄壓閥、泄壓人孔）組成。
當(dāng)儲罐進(jìn)液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時(shí)，液面上升，氣相空間減小，罐內(nèi)壓力升高，當(dāng)罐內(nèi)壓力高于泄氮閥壓力設(shè)定值時(shí)，泄氮閥打開,向外界釋放氮?dú)猓?dāng)罐內(nèi)壓力下降到泄氮閥壓力設(shè)定值時(shí)，泄氮閥自動關(guān)閉。
當(dāng)儲罐出液閥開啟輸出物料時(shí)，罐內(nèi)液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)氣相壓力降低，此時(shí)氮封閥開啟，向儲罐注入氮?dú)?，?dāng)罐內(nèi)壓力上升至氮封閥壓力設(shè)定值時(shí)，氮封閥自動關(guān)閉。當(dāng)?shù)忾y和泄氮閥失靈時(shí)，此時(shí)呼吸閥替代氮封閥和泄氮閥起保護(hù)作用。

緊急泄放裝置是當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)向罐外呼出，避免儲罐因超壓而損壞。ZZYVP型指揮器操作自力式壓力調(diào)節(jié)閥是由指揮器、調(diào)節(jié)閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥后接管四部分組成。（見圖一）

超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例工作原理：

介質(zhì)以所示箭頭方向進(jìn)入閥體，一路經(jīng)過濾減壓器減壓后的壓力被引入指揮器；另一路通過閥芯、閥座，節(jié)流后的壓力流向閥后，并通過導(dǎo)壓管引入指揮器執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)閥后壓力高于設(shè)定壓力時(shí)，其壓力作用在指揮器薄膜有效面上產(chǎn)生一個(gè)推力帶動指揮器閥芯關(guān)閉，切斷引入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜室中的壓力，使主閥閥芯關(guān)閉，閥后壓力隨之降低。當(dāng)閥后壓力低于設(shè)定值時(shí)，由于指揮器主彈簧的反作用力打開指揮器閥芯，閥前壓力又被引入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜室產(chǎn)生推力，使主閥閥芯打開，閥后壓力隨之升高。如此往復(fù)，保持閥后壓力為設(shè)定值。

三、超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例主要參數(shù)、性能指標(biāo)與材料

1、主要參數(shù)及主要性能指標(biāo)見表一                                        表一

2、壓力調(diào)節(jié)范圍見表二                                                   表二

3、超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例主要零件材料見表三                                                   表三

  4、超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例外形尺寸見表四、圖二                                    表四   單位：mm

注： 1）標(biāo)準(zhǔn)法蘭連接形式PN16為凸面，連接尺寸鑄鐵法蘭按GB4216.5-84，鑄鋼法蘭按GB9113-2000、JB/T-94，閥體法蘭及法蘭端面距也可按用戶標(biāo)準(zhǔn)制造，如：ANSI，JIS，DIN等標(biāo)準(zhǔn)。

    2）接管根據(jù)用戶需要配置

5、產(chǎn)品重量見表五                                           表五   單位：Kg

四、超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例安裝、維護(hù)與調(diào)試

1、安裝（見圖三）

（1） 檢查整機(jī)零件是否缺損與松動，對使用有害人體健康的介質(zhì)，必須進(jìn)行強(qiáng)度、密封、泄漏與精度測試。

（2） 在安裝前，對管道進(jìn)行清洗（否則由于焊渣等管道垃圾，損壞閥芯密封面，導(dǎo)致閥門不能正常工作），閥門入口處要有足夠的直管段，并配有過濾器。閥體與管道的法蘭連接，要注意同軸度。

（3） 安裝場地應(yīng)考慮到人員與設(shè)備的安全，即便于操作，又有利于拆裝與維修。

（4） 閥門應(yīng)正立垂直安裝在水平管道上，導(dǎo)壓管必須安裝在距離閥出口至少六倍于公稱通徑的閥后管道上。閥自重較大與有振動的場合，要用支撐架，盡量避免水平安裝。

（5） 介質(zhì)流動方向應(yīng)與閥體上的箭頭指向一致。因微壓閥屬于精密儀表，其中指揮器膜片直接承受介質(zhì)壓力，若閥門反裝或管道有反沖壓力，則指揮器膜片由于受壓過高導(dǎo)致膜片損壞，閥門不能工作。閥門應(yīng)在環(huán)境溫度-25～+55℃場所使用。

（6） 為使自控系統(tǒng)失靈或檢修閥門時(shí)，仍能連續(xù)生產(chǎn)，應(yīng)設(shè)置旁路閥（見圖三）。

1、 超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例維護(hù)：

（1） 清洗閥門：對清洗一般介質(zhì)，只要用水洗凈就可以。但對清洗有害健康的介質(zhì)，首先要了解其性質(zhì)，在選用相應(yīng)的清洗辦法。

（2） 閥門的拆卸：將外露表面生銹的零件先除銹，但在除銹前，要保護(hù)好閥座、閥芯、閥桿與推桿等精密零件的加工表面。拆裝閥座時(shí)應(yīng)使用專用工具。

（3） 閥芯、閥座：二密封面有較小的銹斑與磨損，可用機(jī)械加工的方法進(jìn)行修理，如損壞嚴(yán)重必須換新。但不管修理或更換后的硬密封面，都必須進(jìn)行研磨。

（4） 閥桿：表面損壞，必須換新。

（5） 壓縮彈簧：如有裂紋等影響強(qiáng)度的缺陷，必須換新。

（6） 易損零件：填料、密封墊片與O型圈，每次檢修時(shí)，全部換新。膜片必須檢查是否有預(yù)示將來可能發(fā)生裂紋、老化與腐蝕等痕跡，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，決定是否更換，但膜片使用期一般最多2～3年。

（7） 閥門組裝要注意對中，螺栓要在對角線上擰緊，滑動部分要加潤滑油。組裝后應(yīng)按產(chǎn)品出廠測試項(xiàng)目與方法調(diào)試，并在這期間，可更準(zhǔn)確地調(diào)整填料壓緊力與閥芯關(guān)閉位置。

2、 超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例調(diào)試

所需要壓力值是通過對指揮器頂部的調(diào)節(jié)螺母的操作而得到調(diào)整，打開頂部的防塵蓋，用扳手調(diào)整調(diào)節(jié)螺母。順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)使壓力增大，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)則壓力減小。安裝在壓力調(diào)節(jié)閥后的壓力表，可使工作人員借以觀察調(diào)整后的壓力給定值。

超純水氮封閥系統(tǒng)應(yīng)用案例氮封系統(tǒng)壓力設(shè)定原則
相比傳統(tǒng)氮封系統(tǒng)裝置，金子產(chǎn)業(yè)利用自己的產(chǎn)品（恒壓呼吸閥），將呼吸閥和氣封裝置集成到一起的一體式產(chǎn)品，同時(shí)滿足氮封與呼吸的功能，體現(xiàn)出的優(yōu)勢：
1）由于不需要二次配管及控制配管，配管的空間較寬廣。
2）只要有呼吸閥儲罐上有空即可設(shè)置。
3）由于不需要二次配管及控制配管工程，可節(jié)省配管成本。
4）在現(xiàn)有的儲罐上設(shè)置時(shí)，不需要增設(shè)二次配管及控制配管的連接口。
5）因使用潔凈管件，結(jié)構(gòu)上很簡單，便于進(jìn)行拆解、點(diǎn)檢。
      當(dāng)儲罐出液閥開啟，用戶放料時(shí)，液面下降，氣相部分容積增大，罐內(nèi)氮?dú)鈮毫档?，供氮閥開啟，向儲罐注入氮?dú)?，罐?nèi)氮?dú)鈮毫ι仙?，?dāng)罐內(nèi)壓力上升至供氮閥壓力設(shè)定值時(shí)，供氮閥自動關(guān)閉。當(dāng)儲罐進(jìn)液閥開啟，向罐內(nèi)添加物料時(shí)，液面上升，氣相部分容積減小，壓力升高，當(dāng)高于泄氮閥壓力設(shè)定值時(shí)，泄氮閥打開，向外界釋放氮?dú)?，罐?nèi)氮?dú)鈮毫ο陆担抵列沟y壓力設(shè)定值時(shí)，泄氮閥自動關(guān)閉。
      呼吸閥在供氮閥和泄氮閥正常工作時(shí)不起作用，當(dāng)特殊情況下起保護(hù)作用；呼吸閥安裝在頂部，具有正向超壓或真空超壓保護(hù)功能，使罐內(nèi)的液體進(jìn)出沒有受到阻礙，當(dāng)物料輸入罐內(nèi)時(shí)有大量的氣體往外呼（稱正壓）。如罐內(nèi)物料往外輸出時(shí)罐內(nèi)必須從外空氣吸進(jìn)罐內(nèi)（稱負(fù)壓）。如停止工作時(shí)呼吸閥自動關(guān)閉不會把罐內(nèi)液氣往外泄漏，使罐內(nèi)的液體質(zhì)量得到了有利的保障。