MEMS工艺用特气安全讲座.ppt

1、1,特种气体输送系统,Project: MEMS Date: 05/22/2006 Addresser : Maobo Fang,讲 座 目 的,该讲座的目的是能够让参与者: 了解气体常识 了解特气的危险性 了解如何正确的操作和储藏气体 了解本项目特气输送系统的特气和操作 正确操作和使用本项目的特气设备和系统 正确适当处理有关特气的紧急状况,物质存在形态,压 缩 气 体,DOT (Department of Transportation, 美国交通运输部) 将压缩气体定义为 任何在容器内绝对压力达到 40 PSI at 70 oF (21o C)的气体 或 压强达到 104 PSIA at 1

2、30 oF(54 o C) 或 蒸汽压力达到 40 PSIA at 100 oF(37.7 o C)的可燃性液体 压缩气体是一种能量储存方式，因此具有潜在的释放危险。,气 体,两大类气体 永久性气体 或 低温气体 N2, He, and Ar 液态压缩气体 CO2, HCl，NH3,特殊气体,极稀有气体 Xenon 不存在于空气中 人工合成 - Tungsten Hexafluoride(WF6) 极高纯度- Mega Class(99.9999%。）,7,D. O. T. 危险分类,危 险 分 类,不可燃 Good Examples: N2 Ar He Bad Examples: HCl N

3、F3 Cl2,不可燃气体危险性,窒息性 取代肺中的氧气. 压强 单位面积所承受的压力 能量 气体在状态转变过程中产生的能量,10,氧 气 缺 乏,氧气被其他气提所取代: 21% 大气中的氧气浓度 19.5% 人类正常生活所需要的最低氧气浓度极限 (OSHA) 15-19.5%工作能力下降，冠状动脉，肺部和循环系统出现先期症状 12-14% 呼吸，脉搏加快，无任何先兆的失去知觉，并失去自我救护 的能力.,11,氧 气 缺 乏,10-12% 呼吸，脉搏进一步加快，丧失判断能力，嘴唇发紫 8-10% 无意识，呕吐 6-8% 8 分钟死亡率100%，6分钟死亡率50%，4-5分钟尚可恢复 4% 40秒

4、钟内昏迷，抽搐，停止呼吸，直至死亡,12,“我可以尽量摒住呼吸，冲进缺氧区域，把伤员救出来 错误:不可以 ! 50%这样做的人因此而丧命. 绝对不要不带呼吸器(SCBA)就冲进缺氧区域.,氧气缺乏的急救措施,13,过高含氧量,含氧量等于或高于23.5% 燃烧特性发生改变 可燃范围增大 自燃温度下降 通常不会燃烧的物质在高氧环境会燃烧 通常会燃烧的物质在高氧环境会极易燃烧，且燃烧速度极快 含氧过高的衣服是极为危险的 与引燃点隔离 用新鲜空气吹扫30分钟 更换衣服,14,过高含氧量,15,过高含氧量,16,过高含氧量用压缩空气或者氮气吹扫30分钟,危险防护,氧化性危险防护 提供排风系统 正确操作气

5、瓶 使用相容的原料 避免引燃点 确认系统经过适当的清洗,18,压 力,危 险 防 护,不可燃气体的危险防护 保证空气的流动，配备排风 正确的钢瓶操作流程 监测氧气浓度 配备 SCBA 不可以人单独工作,危 险 分 类,可燃性 例如 H2 SiH4 DCS NH3,21,与不可燃气体相同的危险性 压力 窒息 可燃性 爆炸可能性 例如 H2,SiH4,可 燃 气 体,22,燃烧过后的不锈钢气瓶,危 险 防 护,可燃性气体的危险防护 保证空气的流动，配备排风 正确的钢瓶操作流程 使用防爆设备 避免任何火化产生的可能,危 险 分 类,氧化性 例如: O2 NOx(如N2O),危险性,氧化危险性 助燃

6、高反应性 过高含氧量,氧 化 物,普通燃料 木头 碳 燃气 燃油,氧化物燃料 铝 不锈钢 碳钢,氧 化 物,引燃点 冲击 静电 高速冲撞 其他引燃物,28,燃烧三角形,氧化,引燃物,燃料,氧 化 性,用于氧化物系统的材料必须: 材料兼容 为氧化物作特殊清洁（Cleaned for oxidizer service）,碳氢化和污染,1/2” 316 SS tubing 未作针对氧化物的特殊清洗,碳氢化合物污染,危 险 分 类,有毒气体 例如 COCl2(光气,俗称芥子气,可能出现在本项目中设备尾气中),33,有毒气体,毒性：对身体有害 中毒途径 吸入 通常途径 吸收 通过皮肤 吞食 不常见 注射

7、 通过伤口 专业术语,有毒气体,到底有多毒? PEL - Permissible Exposure Limit TLV - Threshold Limit Value,35,pptpres7 46,毒理学定义,Toxicity - harm to the body Time Weighted Average (TWA) 工人每天8小时，每周40小时，无任何防护措施的情况下允许的最高接触浓度. Threshold Limit Value (TLV)- ACGIH 建议的最高接触浓度 Permissible Exposure Limit (PEL) OSHA 建议的最高接触浓度,36,pptpre

8、s7 47,毒理学定义,Short Term Exposure Limit (STEL) 15分钟的最高接触浓度 Immediately Dangerous to Life and Health (IDLH) 30分钟最高接触浓度 Lethal Concentration 50% (LC50) 1小时内有50%可能性死亡的浓度 Ceiling 工作中绝对不可以达到的最高浓度,危险防护,有毒气体危险防护 提供排风系统 正确操作气瓶 毒气监测系统 适当的个人装备 培训,危 险 分 类,腐蚀性 低腐蚀性 HF NH3 高腐蚀性 HCl DCS(SiH2CL2),39,腐蚀性,摧毁人的生理组织(DCS

9、) 腐蚀设备(DCS HCL NH3),腐蚀性气体,被腐蚀的瓶口阀,危险防护,腐蚀性危险的防护 提供排风系统 正确操作气瓶 采用相容的原材料 降低含水量 适当的个人防护设备,个人防护设备,操作腐蚀性气体所应配备的个人防护设备 橡胶防护服 橡胶手套 面具(防毒) SCBA(自呼吸面罩),43,低温气体介绍,低温气体,低温液体 在常压下沸点低于-240oF(-151oC) 例如 液氧(-297 oF) 液氩(-302 oF) 液氮 (-320 oF) 液氢(-423 oF) 液氦(-452 oF),低温液体,低温液体危险性 低温 蒸气扩散 低温液体能引起冻伤(不可逆转的组织坏死),46,低温气体的

10、其他危险,低温可能会引起周围物品的损伤危险 危险包括 过冷 过大的体积膨胀 雾,低温引起的破裂,低温引起的破裂,危 险 防 护,低温危险防护 提供排风系统 正确操作气瓶 正确的系统设计 适当的个人防护设备,气瓶操作,气瓶操作设备,单瓶运输车,气瓶操作设备,双瓶运输车,气瓶操作设备,多瓶运输车,不正确的操作方式,绝对不要通过旋转来移动气瓶,气瓶的操作,气瓶操作原则 不要机械撞击气瓶 不要用气瓶作为滚轮 不要通过气瓶盖吊升气瓶 不要用磁铁或吊索吊升气瓶 不要通过旋转来移动气瓶 固定住气瓶,气瓶操作,高温会引起瓶内压力上升 低温会引起瓶体易碎和瓶口阀实效,气瓶操作,气瓶归还 确保瓶口阀已经正确关闭

11、封住出口端 装配气瓶帽 若有任何问题，通知气体供应商,气 瓶 存 放,正确的气体存放可以避免该事故,被波及的气瓶存储库,被燃烧的SiH4气柜波及的气瓶,61,pptpres7 46,本项目使用气体,本项目使用的气体分类 -易燃易爆气体 SiH4(自燃性）, DCS -毒性气体 HCL NH3 -腐蚀性气体 NH3(碱性腐蚀) HCL(酸性腐蚀) -氧化性气体 N2O O2 -惰性气体 N2，CF4, etc.,62,pptpres7 46,高纯特种气体输送气瓶柜,-易燃易爆毒性气体使用气瓶柜装置进行减压和钢瓶储存更换 如：SiH4，DCS, NH3，HCL etc. -使用气柜的目的在于安全操

12、作和保证气体使用的纯度 -气瓶柜的操作人员需专业培训，使用时应配备专业的安全保护装备,63,pptpres7 46,高纯特种气体输送气瓶柜,气瓶柜Gas Cabinets -防爆柜体 -工艺面板（提供气体吹扫，抽真空，减压，置换等功能） -PLC控制系统（高压，高流量，气源监测，毒气报警，温度监测，中央控制等） -安全储存和输送特种气体 -必须专人按照特定步骤进行操作和维护,65,高纯特种气体输送气瓶架,-一般性气体可使用气瓶架(即面板)装置进行减压和更换操作 如：N2,CF4,SF6,Ar,etc. -使用气瓶架目的在于方便气体的更换和置换,66,高纯特种气体输送VMB,-危险性气体阀门和控

13、制装置均应安装在密闭单独抽风的装置内 -VMB(Valve Manifold Boxes)含义是气体阀门分配箱 -VMB需要单独的抽风系统,67,高纯特种气体输送管道系统,-输送系统所有管道管件阀门等部件均应采用高纯度SS316L EP 电抛光系统 -管道系统非常洁净，易于清洗和吹扫，不会对气体造成二次污染 -管道的连接采用自动轨道氩氛焊接，并经过专业的检测和测试（如氦检漏可达10-9 atmcc/sec.) -洁净的施工程序和质量保证,68,高纯特种气体输送管道系统,-气体介质输送前必须使用高纯氮气(99.9995%)(最好用是高纯度氦气99.9999%)吹扫置换 -危险性气体系统在通入工艺气体前管道系统最好抽真空置换 -设备停机或系统停用时务必切断气源并充氮气保护 -气体管道中部件的修改、更换或增加需专业人员来完成,72,高纯特种气体输送报警系统,-每种气体都有相对应的气体探测器 -报警系统和气瓶柜联动控制，当有状况时会自动切断气源 -报警系统必须保证稳定准确的运行 -气体报警系统需定期校验标定 -有时会发生误报警 -报警系统的维护需专业人员，排除报警状况时切记携带可靠的专业安全装备,特气探头以及数据采集