8 工業管道

8.1 一般規定
8.2 管道材料和閥門
8.3 管道連接
8.4 安全技術

8.1 一般規定

8.1.1 潔凈室（區）工業管道的敷設應符合下列規定：
    1 潔凈室（區）內工業管道不應穿越無關的房間。
    2 干管應敷設在上、下技術夾層或技術夾道內。
    3 易燃、易爆、有毒物質管道應明敷。
    4 當易燃、易爆、有毒物質管道敷設在技術夾層或技術夾道內時，必須采取可靠的濃度檢測報警、通風措施。
8.1.2 潔凈室（區）工業管道的設計應符合現行國家標準《工業金屬管道設計規范》GB 50316的有關規定。
8.1.3 工業管道設計應符合下列規定：
    1 應按輸送介質的物化性質，合理確定管內物料流速和管徑。
    2 在滿足生產工藝的條件下，管道系統應盡量短。
    3 應避免出現不易吹除的盲管、死角和不易清掃的部位。
    4 管道系統應設必需的吹除口、放凈口和取樣口。
8.1.4 工業管道穿過潔凈室墻壁或樓板處的管段不應有焊縫。管道與墻壁或樓板之間應采取可靠的密封措施。
8.1.5 可燃氣體管道、氧氣管道的末端或最高點均應設置放散管。放散管引至室外應高出屋脊1m，并應有防雨、防雜物侵入的措施。
8.1.6 氣體凈化裝置的選擇和配置應符合氣源和生產工藝對氣體純度的要求。氣體終端凈化裝置宜設在鄰近用氣點處。
8.1.7 氣體過濾器的選擇和配置應符合生產工藝對氣體潔凈度的要求。高純氣體終端過濾器應設在靠近用氣點處。
8.1.8 潔凈廠房內、生產類別為現行國家標準《建筑設計防火規范》GB 50016規定的甲、乙類氣體、液體入口室或分配室的設置應符合下列規定：
    1 當毗連布置時，應設在單層廠房靠外墻或多層廠房的最上一層靠外墻處，并應與相鄰房間采用耐火極限大于3.0h的隔墻分隔。
    2 應有良好的通風。
    3 泄壓設施和電氣防爆應按現行國家標準《建筑設計防火規范》GB 50016、《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》GB 50058的有關規定執行。

條文說明

8.1 一般規定

8.1.1、8.1.2 本次修訂的理由是：
    (1) 由于現有潔凈廠房內，除給排水管道外的工業管道還包括各類氣體輸送、液體輸送和真空管道等，所以將本章擴大更名為“工業管道”。據了解，目前潔凈廠房內的工業管道干管、支干管均基本敷設在上、下技術夾層、技術夾道或特殊的管廊內，這種方式既可滿足潔凈室（區）生產工藝的需要，符合潔凈室（區）布置和潔凈、美觀的要求，又有利于各類管道的安裝、維護。
    (2) 據調查了解，目前在潔凈室（區）內的易燃、易爆、有毒物質的輸送管道大多采取明敷的方式，即包括這類物質輸送管道的干管、支干管和接至產品生產設備的支管均采取明敷的方式，以便容易發現這類物質在輸送過程中可能發生的泄漏，有利于即時采取搶救措施。但是由于各種原因，并不是所有的潔凈室都采用明敷，也有的工程在采取必要的安全保護措施后，將這類物質的輸送干管、支干管敷設在技術夾層或技術夾道內，此時在技術夾層、技術夾道內應設置可靠的氣體泄漏報警和機械排風措施，一旦此類管道發生易燃、易爆、有毒物質泄漏至技術夾層、技術夾道后，當超過規定的濃度限值時，氣體報警裝置發出聲光信號，并自動連鎖開啟事故排風機，避免事故的發生，為此作了第3、4款的規定，第4款為強制性條文。
    (3) 原規范規定的“管道及管架宜設裝飾面板”，由于“裝飾面板”式樣不明確，在實施中形式多樣，且不統一，有的采用裝飾不銹鋼套管，易于清潔、整齊光滑，有的僅為“象征性”措施，不能達到潔凈、美觀的目的，甚至不易清潔、維護，為此本次修訂取消了此規定。
8.1.3 工業管道的管徑通常應按輸送物質的物化性質和具體工程中所輸送物質的流量、溫度、壓力和流速確定。其中流量、壓力、溫度是依據產品生產工藝確定，但管內物料流速應按其物化性質、狀態合理確定。
    各種物料在輸送過程中應盡量減少污染，使停止使用時的物料殘留盡量少，并使管道系統易于吹除，因此各類工業管道系統應盡量短，避免“盲管”等不易吹除的死角。
    由于各類工業管道在投入使用前或檢修前、后均應進行吹除、排放達到預期潔凈度或純度要求，為此各工業管道系統應設必需的吹除口、放凈口，以確保各系統的安全、穩定運行。為進行物料的化驗、分析或吹除效果的取樣，相應的管道系統還應設置取樣口。
    鑒于各類工業管道輸送的物料品種較多、純度不同，不能做統一的強制性規定，為此將本條改為推薦性條文。
8.1.4 本條規定工業管道穿過潔凈室墻壁或樓板處的管段不應有焊縫，是便于檢查焊縫的焊接質量。為保持潔凈室的空氣潔凈度和室內正壓規定，管道與墻壁或樓板之間應采取可靠的密封措施，密封材料常用硅橡膠等填堵。
8.1.5 可燃氣體（包括城鎮燃氣、天然氣、氫氣等）和氧氣管道系統發生事故或氣體純度不符合要求時，需吹除置換，這些氣體吹除置換時不能排入室內，所以在管道末端或最高點應設放散管，以便將氣體排入大氣。放散管的排放口應高出屋脊1m，以防止由于風向的影響使排放的氣體倒灌回室內。本條涉及可燃氣體等管道系統的運行安全，為此作為強制性條文規定。
8.1.6 對氣體純度要求嚴格的生產工藝，如電子工業中電真空器件、半導體器件、特種半導體器件、集成電路等生產工藝，從材料制備到器件制造、封裝、性能測試等工藝過程中各種高純氣中的雜質含量將直接影響產品的合格率，如氫氣用于硅外延時，在高溫下氫中的微量氧和水汽易與硅作用生成二氧化硅而影響完整結晶生長，致使外延片的堆垛層錯密度高，甚至變成多晶。
    氮氣在擴散過程中作為運載氣時，如果含有氧和水汽易使硅片表面氧化。故對凈化裝置的設置應根據氣源和生產工藝對氣體純度的要求，選擇相應的氣體凈化裝置。
    為保證使用點氣體純度符合要求，規定氣體終端凈化裝置宜設在鄰近用氣點處以縮短高純氣體管道的長度，避免污染，氣體終端凈化裝置應該是距離用氣點越近越好，但往往受各種條件限制，難以實現，為此條文規定采用“宜”。
8.1.7 在各種生產工藝過程中不僅對各種氣體純度要求十分嚴格，而且對氣體中含塵量也有相應嚴格的要求，有關專家指出，高純氣體中含塵量比其純度在一定意義上顯得更為重要，因此規定了根據不同的生產工藝要求設置相應精度的氣體終端過濾器，并規定應設在靠近用氣點。
    在潔凈廠房內一般設置預過濾器和高精度終端氣體過濾器。預過濾器是設在潔凈廠房氣體入口室的干管上，作為預過濾，以減輕終端過濾器的負擔，并延長其使用壽命。
    預過濾器的濾材通常采用多孔陶瓷管、多孔鋼玉管、微孔玻璃制品、微孔泡沫塑料、粉末冶金管、聚丙腈纖維等。
    高精度終端氣體過濾器是設在靠近用氣設備的支管上。其濾材采用超細玻璃棉高效濾紙、醋酸纖維素濾膜、粉末金屬材料等。
8.1.8 進入潔凈廠房的氣體、液體管道種類根據生產工藝的不同確定，一般各種管道上均設有總控制閥門，壓力表、流量計、過濾器、調壓裝置、在線分析儀等，為安全可靠運行和方便管理，應將這些控制裝置、附件集中設置在氣體、液體入口室或分配室內。
    對于甲、乙類火災危險生產用氣體、液體入口室或分配室內，可能有可燃氣體、液體管道如氫氣、燃氣等時，在與潔凈廠房毗連布置時，應按本條第1款的規定實施，據調查，現有的這類潔凈廠房大多均按此類要求進行布置，設在潔凈廠房邊跨靠外墻的房間內，并應以耐火極限大于3.0h的隔墻與相鄰房間分隔；還應設置良好的通風措施，及時排除可能泄漏的可燃氣體等，并應按現行國家標準《建筑設計防火規范》GB 50016的規定，設置必要的泄壓面積；電氣防爆應按現行國家標準《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》GB 50058的規定進行爆炸危險環境的設防。本條規定均涉及潔凈廠房的安全穩定運行，所以規定為強制性條文。

8.2 管道材料和閥門

8.2.1 工業管道材料和閥門應根據所輸送物料的物化性質和使用工況選用，并應滿足生產工藝的要求和使用特點，經技術經濟比較后確定。
8.2.2 高純氣體管道和閥門的選用應符合生產工藝的要求，并應符合下列規定：
    1 當氣體純度大于或等于99.999％，露點低于－76℃時，應采用內壁電拋光的低碳不銹鋼管或內壁光亮拋光的不銹鋼管。閥門宜采用隔膜閥或波紋管閥。
    2 當氣體純度大于或等于99.99％，露點低于－60℃時，應采用內壁光亮拋光的不銹鋼管。除可燃氣體管道宜采用波紋管閥外，其他氣體管道宜采用球閥。
8.2.3 當干燥壓縮空氣露點低于－70℃時，應采用內壁光亮拋光的不銹鋼管；當露點低于－40℃時，宜采用不銹鋼管或熱鍍鋅無縫鋼管。閥門宜采用波紋管閥或球閥。
8.2.4 閥門材質宜與相連接的管道材質相適應。

條文說明

8.2 管道材料和閥門

8.2.1 工業管道的材料和閥門的選用，由于所輸送的物料品種多樣，它們的物化性質不同，具體工程中各種物料的使用工況（壓力、溫度、濃度等）也是不同的，所以本條規定工業管道的材料和閥門應根據所輸送物料的物化性質和使用工況，在滿足不同的生產工藝要求的前提下，經技術經濟比較選擇合適的材質。如集成電路生產中所需的高純氣體、特種氣體等都有特殊的和嚴格的要求，如對氣體中的雜質和露點要求極為嚴格，需要達到10-9、10-12級，塵埃粒徑要求控制小于0.1μm，甚至0.05μm的粒子，因此需要相應高質量的輸送管道和閥門，但不同材質或同一材質管道內壁處理方法不同，價格相差甚遠，如某工程擬引進316L材質的不銹鋼管，內壁電拋光處理要比未經處理的價格高出1.6倍～2.1倍。因此管道材料、內壁處理和閥門形式的選用要根據具體的生產工藝區別對待，這樣才能做到既滿足生產工藝要求，又經濟合理。
8.2.2 根據對國內潔凈廠房使用情況的調查，大多數工廠高純氣體管道是采用不銹鋼管，因為它具有化學穩定性好，滲透性小，吸附性差等特性，輸送的氣體質量能滿足生產工藝的要求。
    閥門的嚴密性好壞是影響氣體純度的重要因素之一。國內多數潔凈廠房和某些引進或合資項目的高純氣體管道閥門基本上都是采用不銹鋼材質，閥門類型有隔膜閥、波紋管閥和球閥。波紋管閥比球閥嚴密性好，隔膜閥除嚴密性好外，還具有閥體死體積小、易吹除的特點，因此適用于氣體純度要求極高，生產工藝嚴格或危險性大的氣體。
    如上海某集成電路廠前工序(0.35μm)技術，芯片直徑8"，要求高純氣體中雜質含量均要小于10×10-9，氮、氫、氧、氬氣體管道采用進口SS316L內壁電拋光處理（通稱EP管）。316L是低碳不銹鋼管，其使用原因是防止鋼材中碳組分的析出及吸附或釋放雜質氣體，影響氣體純度并導致產品成品率下降。閥門是隔膜閥Cajon VCR密封連接形式。又如深圳某公司集成電路后工序，氣體純度要求99.999％、露點－70℃，氮氣、氮氫混合氣、氧氣管道均采用SS304不銹鋼管，國內合資企業進行內壁光亮拋光處理，閥門為進口球閥，雙卡套連接。
    為此，本條規定按生產工藝和對氣體純度的要求選用合適的不銹鋼管材和閥門。
8.2.3 本條規定干燥壓縮空氣露點低于－70℃時，應采用不銹鋼管內壁經拋光處理，并非規定要進行電拋光。而是可以采用機械拋光?；瘜W拋光俗稱光亮拋光，因為表面光亮水分不易被吸附、滯留在管道表面，而且極易被吹除干燥，對輸送低露點的氣體是十分必要的。SS304鋼相當于國內鋼牌號為0Cr18Ni9。如上海某工程集成電路廠干燥壓縮空氣露點要求－73℃，采用管材為SS304鋼，內壁光亮拋光（通稱BA管），閥門采用波紋管閥雙卡套連接；深圳某公司集成電路后工序干燥壓縮空氣露點要求－70℃，采用國內合資企業進行電拋光處理，閥門為進口球閥，雙卡套連接。
    對于干燥壓縮空氣露點低于－40℃，可以采用0Cr18Ni9不銹鋼管(304)或熱鍍鋅無縫鋼管，這在國內已有多年運行經驗，證明是可以滿足此類壓縮空氣的輸送要求的。

8.3 管道連接

8.3.1 工業管道的連接應符合下列規定：
    1 管道連接應采用焊接，熱鍍鋅鋼管應采用螺紋連接。
    2 不銹鋼管應采用氬弧焊，以對接焊或承接焊連接；高純氣體管道宜采用內壁無斑痕的對接焊。
8.3.2 管道與設備的連接應符合設備的連接要求。當采用軟管連接時宜采用金屬軟管。
8.3.3 管道與管道、管道與閥門連接的密封材料應符合下列規定：
    1 螺紋或法蘭連接處的密封材料應根據輸送物料性質、設計工況選擇，宜采用聚四氟乙烯等。
    2 高純氣體管道與閥門連接的密封材料應按生產工藝和氣體特性的要求確定，宜采用金屬墊或雙卡套。
8.3.4 潔凈室（區）內的工業管道應根據管子表面溫度和環境溫度、濕度確定保溫形式和構造。冷管道保溫后的外表面溫度不應低于環境的露點溫度。保溫層外表面應采用不產生塵粒、微生物的材料，并應平整、光潔，宜采用金屬外殼保護。

條文說明

8.3 管道連接

8.3.1 工業管道的連接目前基本均采用焊接，主要是能確保管道連接的嚴密性。鍍鋅鋼管一般是螺紋連接，由于施工較麻煩且嚴密性比焊接要難以保證，有少數單位采用焊接，它帶來的問題是破壞了管道原有的鍍鋅層，容易生銹，焊接時出現有刺激性的異味對人體有害，而且管道內壁有脫落的鍍層給吹掃帶來困難并污染氣體，為此本條規定鍍鋅鋼管采用螺紋連接。
    不銹鋼管承插焊連接的好處是便于管道對中，方便焊接，缺點是由于管道與承插件之間有間隙，產生死角，吹掃時不易吹除干凈。對高純氣體要求高和嚴格的生產工藝會影響其產品質量，為此規定采用對接焊并要求內壁無焊縫，它是氬弧焊接時不施加不銹鋼焊絲，利用焊件本身溶化填滿焊縫。
8.3.2 以往有些單位采用非金屬軟管兩端加卡箍固定，優點是軟管連接管道柔軟，長度隨意，連接方便，但由于非金屬管道對氣體和水的滲透性和吸附性都比金屬管道差，而且易老化變形，極易造成氣體滲漏影響氣體質量?，F在金屬軟管品種多、規格全、連接方式多樣、使用壽命長，尤其對高純氣體不造成污染，雖價格較貴，但綜合比較是合適的，為此本次修訂時推薦宜采用金屬軟管。
    不同材料的管道對氣體和水的滲透、吸附能力見表10。

表10 不同管道材料滲透性、吸附性比較

8.3.3 本條規定高純氣體管道與閥門連接的密封材料采用金屬墊或雙卡套，具體選擇要隨產品生產工藝對高純氣體質量的要求和本身特性決定。金屬墊這種密封形式（國外稱Cajon VCR形式）嚴密性好、氣體不滲漏和污染，通常用于高純氫氣或氦氫混合氣系統以及要求氣體雜質十分嚴格的生產工藝，如集成電路亞微米技術的前工序的各種氣體管道，而干燥壓縮空氣管道則是采用雙卡套形式。
    工業管道與閥門的法蘭或螺紋連接處的密封材料，一般應根據管內流過的物料性質、設計工況（壓力、溫度等）進行選用，由于四氟乙烯材質具有較廣泛的適應性，密封性能較好，為避免在潔凈室（區）內因物料泄漏影響潔凈生產環境，所以推薦使用。
8.3.4 由于潔凈廠房中的工業管道可能有熱管道或冷管道，為避免散熱和結露應對此類管道進行絕熱保溫，故增加本條對保溫材料及外表面進行規定。

8.4 安全技術

8.4.1 下列部位應設可燃氣體報警裝置和事故排風裝置，報警裝置應與相應的事故排風機連鎖：
    1 生產類別為甲類的氣體、液體入口室或分配室。
    2 管廊，上、下技術夾層，技術夾道內有可燃氣體的易積聚處。
    3 潔凈室內使用可燃氣體處。
8.4.2 可燃氣體管道應采取下列安全技術措施：
    1 接至用氣設備的支管宜設置阻火器。
    2 引至室外的放散管應設置阻火器，并應設置防雷保護設施。
    3 應設導除靜電的接地設施。
8.4.3 氧氣管道應采取下列安全技術措施：
    1 管道及其閥門、附件應經嚴格脫脂處理。
    2 應設導除靜電的接地設施。
8.4.4 工業管道應按不同介質設明顯的標識。
8.4.5 各種氣瓶庫應集中設置在潔凈廠房外。當日用氣量不超過1瓶時，氣瓶可設置在潔凈室內，應采取不積塵和易于清潔的措施。

條文說明

8.4 安全技術

8.4.1 可燃氣體和可燃氣體蒸氣（指甲類液體揮發產生的蒸氣）易燃、易爆，危險性大，可能發生燃燒爆炸事故，而且發生事故時波及面廣，危害性大，造成的損失嚴重，為此本條規定，在屬于甲類火災危險生產的氣體、液體入口室或分配室和潔凈廠房內的管廊，上、下技術夾層或技術夾道內有可燃氣體（蒸氣）的易積聚處或使用可燃氣體的部位應設置氣體報警探頭。在上述場所一旦出現可燃氣體泄漏達到報警濃度時，應及時發出報警信號并自動開啟事故排風系統，及時將可燃氣體排除，降低其濃度不會達到爆炸極限，防止燃燒爆炸事故的發生，避免國家財產損失和人員傷亡。為此，本條為強制性條文。
8.4.2 為了防止可燃氣體管道系統與明火直接接觸以及管道系統中壓力突然降低，造成倒流形成回火，所以在引至室外的可燃氣體放散管上應設置阻火器，只有在接至有明火源的可燃氣體用氣設備的支管上也設置阻火器，才能阻止火焰蔓延至管道系統，確保安全運行；由于一些使用可燃氣體的生產設備的特性要求，在接至用氣設備的支管上未設阻火器，為此對本條第1、2款作了修改，并規定第2、3款為強制性條款，第1款改為推薦性條款。
8.4.3 氧氣是助燃性氣體，在氧氣中任何可燃物質的引燃溫度均要大大降低，極易發生燃燒事故，為此規定了氧氣管道設導除靜電接地的措施，以防止由于靜電產生的火花而發生燃燒事故。本條規定為強制性條文。
8.4.4 由于工業管道的種類較多，按不同介質設明顯的標識的目的，既是從安全角度考慮，又有便于對輸送介質進行識別的需要；同時可以避免誤操作引發事故，還有利于維護管理，所以本條修訂改為推薦性條文。
8.4.5 潔凈廠房氣密性好.造價高，人員集中，精密設備和儀器多，為了確保安全，氣瓶應集中設置在潔凈廠房外。但有些潔凈室內用氣量很少，為便于管理，故規定日用氣量不超過一瓶(水容量40L)時，可將氣瓶設置在潔凈室內，為保持潔凈室內的潔凈度，設在潔凈室內的鋼瓶應采取不積塵和易于清潔的措施。本條實施中，一些單位認為量化指標（日用氣量不超過一瓶）未明確規定是一種氣體還是各種氣體，并不宜規定如此嚴格。據了解，因特殊需要，在現有的一些潔凈室如實驗室內超過一個鋼瓶，且為數量很少的幾種氣體的小容量鋼瓶，已使用多年，只要采取必要的安全措施和做到不積塵、易于清潔，并加強管理，也是可行的，為此本次修訂改為推薦性條文。