Требования к газораспределительным системам при производстве современной оптоволоконной продукции
СТАТЬИ | CКАЧАТЬ | ВЫСТАВКИ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
09.03.2021
Требования к газораспределительным системам при производстве современной оптоволоконной продукцииСовременное оптоволоконное производство предъявляет высокие требования к системам инженерного обеспечения изготовления оптоволокна. В первую очередь это относится к газовым системам, обеспечивающим подачу химических реагентов в технологическое оборудование, и к чистоте производственных помещений (класс чистоты 1000-100).В работе представлен концептуальный подход к решению задачи создания современных систем подачи ОСЧ газов и химических реагентов. К газораспределительным системам относится комплекс оборудования, включающий в себя газогенераторы, газовые баллоны, устройства подачи газов и жидких реагентов, трубопроводы, осушители, фильтры, запорная и регулирующая арматура. Производство оптоволокна можно условно разделить на этапы: 1. Производство опорных труб (для MCVD процессов) и стержней (для OVD процессов). 2. Производство заготовок. 3. Вытягивание оптоволокна и нанесение защитногопокрытия. Наиболее критичными, с точки зрения качества изготавливаемого волокна, являются процессы получения заготовок (оптических сердечников). Это MCVD и OVD процессы, которые включают в себя операции по нанесению светоотражающих и светопроводящих слоев. Оптические параметры кварцевых световодов определяются уровнем чистоты химических реагентов и технологических газов. Требования к чистоте химических реагентов: РОСl3 - хлорокись фосфора - 99,9999% SiCl4 - тетрахлорид кремния - 99,9999% GeCl4 - тетрахлорид германия - 99,9999% BBr3 - тетрабромид бора - 99,9999% Массовый процент содержания таких примесей, как Fe, Cu, Ni, Cr, Со, Na, Mn, не должен превышать 1·10-7. Требования к чистоте технологических газов
К основным источникам загрязнений следует отнести следующие: - загрязнения внутренней поверхности трубопроводов и арматуры; - загрязнения из сварных швов; - загрязнения вследствие выработки и деградации движущихся частей регулирующих элементов; - загрязнения в результате нарушения регламентов по профилактике и замене элементов, в частности, фильтров; - загрязнения вследствие несоблюдения мер защиты трубопроводов при смене баллонов и ремонтных работах. Трубопроводы для подачи реагентов в установки MCVD должны изготавливаться из коррозионностойкой стали марки 316L с внутренней электрополированной поверхностью с шероховатостью Ra<0,2. Основным источником загрязнений из трубопроводов является влага из воздуха, занесенная при монтаже. Установлено, что при содержании влаги более 1ppm газовая система начинает выделять при работе с хлористым водородом более 10шт/фут3 микрочастиц после 2,3 лет эксплуатации [1]. Сварка технологических трубопроводов должна проводиться только на установках орбитальной сварки с внутренней и внешней защитой сварного шва в среде особочистого аргона. Все подготовительные операции: отрезка труб, торцевание, обезжиривание - должны вестись на специализированном оборудовании при строгом выполнении технологических инструкций. Соединительная арматура, элементы системы газораспределения поставляются на сборку в двойной полиэтиленовой герметичной упаковке. Наружная упаковка вскрывается в «серой» зоне, а внутренняя непосредственно перед встраиванием в трубопровод. Разъемные соединения осуществляются разъемами типа VCR (через никелевое уплотнительное кольцо). Особенно внимательно следует подойти к выбору материала запорных элементов в кранах, вентилях и регуляторах расхода и давления. Так для BBr3 - это PFА, для SiCl4 ,GeCl4 - PFА или PTFE. Плохая совместимость уплотнительного материала с агрессивной средой ведет к его быстрой деградации. Регуляторы расхода газа (РРГ) являются наиболее прецизионным и ответственным элементом, непосредственно влияющим на качество изготовления оптоволокна [2]. Одним из способов защиты РРГ в традиционных газовых системах является установка перед РРГ фильтра тонкой очистки. Качество системы газораспределения оценивается чистотой подводимого от источника до оборудования газа, количеством микрочастиц, вносимых в процессе транспортировки газа, и уровнем утечек. Сверхчистой считают такую газовую систему, в которой концентрация атмосферных микропримесей в газе в точке поступления составляет< 0,2 ррb, а в точке использования< 1 ppb [3]. Уровень утечек не должен превышать 1,3·10-9 Па·м3/с. К основным требованиям к системам газоснабжения оптоволоконных производств относятся следующие: . 1. Минимизация «мертвых» участков в трубопроводах, продувка которых затруднена; 2. Правильный выбор трубопроводной арматуры и элементов с учетом их коррозионной стойкости и минимальной привносимой дефектности; 3. Проведение сборки и монтажа в чистых помещениях, в спецодежде, с применением специальных инструментов и приспособлений; 4. Расчет газораспределительной системы исходя из чистоты исходных реагентов с последующей установкой в системе очистителей, осушителей и фильтров тонкой очистки; 5. Продувка газораспределительной системы после монтажа нагретым ОСЧ азотом; 6. Аттестация газовой системы по следующим параметрам: - Герметичность.Проверка производится с помощью течеискателя путем откачки системы и обдувки гелием мест сварки и . соединений элементов с последующей подачей в систему гелия под избыточным давлением и контролем этих зон щупом. - Опрессовка системы. Осуществляется путем подачи в систему ОСЧ азота под давлением, в 1,4 раза превышающим номинальное. Падение давления за 48 часов не должно превышать 2,5%. - Дефектность сварки. Контроль качества сварных швов осуществляется рентгеновским или ультразвуковым дефектоскопом. - Количество микрочастиц на входе в оборудование. Определяется счетчиком частиц. 7. Наличие технической документации по эксплуатации и обслуживанию газораспределительной системы. Литература1. Н Wang, G. Doddi, S. Chesters. // Journal of the IES. 1994. July/August.- Р. 28-31 2. Сажнев С.В., Миркурбанов ХА., Тимофеев В.Н Прецизионный термоконвективный регулятор расхода газа для технологического оборудования» // Оборонный комплекс - научно-техническому ·прогрессу России. - М: ФГУП ВИМИ. 2003. № 2. - С 25-27.
3. Гладких П.А. Правильный выбор конструкционных материалов - первый шаг к созданию сверхчистой газораспределительной системы.//Чистые помещения и технологические среды. - М: 2004. №2.- С 20-28. |
КАТАЛОГИ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ЛИСТКИ Регулятор давления электронный РДЭ-22 Клапан электромагнитный регулирующий КЭР-1 Скруббер газовый жидкостный СГЖ-1 Аттестация систем технологического газоснабжения (СТО 72803006.1-2013) Станция контейнерная газобаллонная СГБ Контроллер КГС-3 для систем газосмешения чистых и особочистых газов РРГ-К: Компактный контроллер с сенсорным дисплеем для управления РРГ-12 Блок управления, индикации и питания БУИП-1М для аналоговых РРГШтуцерные соединения О компании краткая справка ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Программа управления РРГ-12 Программа управления РРГ-20 Система управления до 9 РРГ Программа управления до 4-х РРГ-20 Программа управления до 8-и РРГ-20 |
VacuumTechExpo 2023 15-я Международная выставка вакуумного и криогенного оборудования г. Москва, 11 – 13 апреля 2023 https://www.vacuumtechexpo.com/ru-RU Москва, ВДНХ, павильон 57 |