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一、概要

超純水設(shè)備在設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中，核心工藝/設(shè)備（除鹽系統(tǒng)）的選擇是關(guān)鍵，輔助工藝/設(shè)備（有機(jī)物去除，脫氣系統(tǒng)）的運(yùn)用也越來越定式化。隨著大規(guī)模集成電路（IC芯片）行業(yè)的快速發(fā)展，超純水設(shè)備的終端管道設(shè)計(jì)和材質(zhì)選擇，乃至整個(gè)系統(tǒng)的管道設(shè)計(jì)和材質(zhì)選擇越發(fā)受到重視且要求日益嚴(yán)格。

中國(guó)電子行業(yè)超純水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

二、超純水設(shè)備管道材質(zhì)

超純水系統(tǒng)管道材質(zhì)選擇，要考慮內(nèi)部和外部的問題，內(nèi)部就是水質(zhì)對(duì)管路的腐蝕和管道材質(zhì)微量元素析出，外部就是運(yùn)行環(huán)境。目前超純水系統(tǒng)中最常用的管道材質(zhì)有如PVC、不銹鋼、ABS及PVDF等。

（一）PVC管

PVC管是純水系統(tǒng)中最主要也是最常見的管道，它具有良好的耐腐蝕性能，可以承受高純度的水流，確保水質(zhì)不受污染。PVC(聚氯乙烯）是氯乙烯單體（VCM）在過氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑或在光、熱作用下按自由基聚合反應(yīng)機(jī)理聚合而成的聚合物。

1.UPVC（硬質(zhì)聚氯乙烯）管

UPVC以PVC原料加入一定量的固體添加劑（無增塑劑）組成的混合物，稱之為硬質(zhì)聚氯乙烯（簡(jiǎn)稱UPVC）。我們通常講的PVC管道，一般指的就是UPVC管道。

2.CPVC（氯化聚氯乙烯）管

CPVC是由聚氯乙烯（PVC）再次氯化改性而成的高分子材料，PVC樹脂經(jīng)過氯化后，氯含量由56.7%提高到63-69%，使化學(xué)穩(wěn)定性增加，純水設(shè)備從而提高了材料的耐熱性、耐酸、堿、鹽、氧化劑等的腐蝕；其熱變形溫度和機(jī)械性能均高于UPVC許多。

兩者在水處理工程中都是常見的管道材質(zhì)，相對(duì)于UPVC而言，CPVC的耐高溫耐腐蝕能力更強(qiáng)，但是價(jià)格也略高。UPVC（管道）的管壁相對(duì)光滑，排水阻力較小，在一般情況下性價(jià)比更高，常用于純水設(shè)備的預(yù)處理及反滲透階段。

3.clean-PVC（高潔凈PVC）管

Clean-PVC也叫HP-PVC(高潔凈PVC)，原料為PVC的改性，也叫脫油聚氯乙烯，顏色為深黑色，專門用于電阻率15-18M超純水的輸送。

超純水在制備超純水后，要求輸送管道不能有析出物對(duì)超純水形成二次污染，否則將導(dǎo)致被清洗的芯片或電子設(shè)備受到污染而報(bào)廢。金屬管道不可避免有金屬離子析出，只有塑料管道較少（塑料材質(zhì)管道需要控制TOC析出）。此類管道大多是安裝在純水車間的純水設(shè)備及純水車間到各用水車間上，連接方式也是粘接，需要clean-PVC專用膠水。

備注：CPVC（PVC-C表述更精準(zhǔn)），clean-PVC，clear-PVC（PVC透明管），三者都可以簡(jiǎn)稱為CPVC很容易混淆。所以在超純水系統(tǒng)中，一般終端管道說的CPVC指的是clean-PVC，但是為了防止糾紛，盡量注釋清楚。

（二）不銹鋼管

不銹鋼管也是純水設(shè)備最常見的管道之一。

不銹鋼在純水設(shè)備系統(tǒng)中具有抗腐蝕性好，衛(wèi)生性能高，耐高溫性等特點(diǎn)，所以不管是在應(yīng)對(duì)內(nèi)部水質(zhì)還是外部運(yùn)行環(huán)境方面都比較有優(yōu)勢(shì)。但是，受限于不銹鋼材質(zhì)本身，考慮到金屬析出，一般不選擇不銹鋼材質(zhì)作為超過15M以上超純水產(chǎn)水輸送管道。

常見的不銹鋼管道材質(zhì)為304不銹鋼和316（316L和316LN）不銹鋼。304跟316L不銹鋼的主要區(qū)別為：

①在牌號(hào)方面。304不銹鋼牌號(hào)為0Cr18Ni9，而316L不銹鋼的牌號(hào)為022Cr17Ni12Mo2。

②在成分方面。與304不銹鋼相比，316L不銹鋼所含有的元素更豐富一些。316L不銹鋼降低了鉻(Cr)、碳(C)的成分而增加鎳(Ni)、鉬(Mo)的成分，使得其抗腐蝕性及耐高溫性得到增強(qiáng)。

③在性能方面。304不銹鋼具有優(yōu)良的耐腐蝕及耐高溫性能；加工性能較好，韌性佳，在使用溫度-196℃～800℃條件下不會(huì)產(chǎn)生熱處理硬化現(xiàn)象；具有良好的加工性能和可焊性；與304不銹鋼相比，316L不銹鋼防銹性能更優(yōu)秀，尤其可在苛刻條件下使用比如海水或化工環(huán)境。

④在成本方面。316L不銹鋼比304不銹鋼的成本較高。

304不銹鋼跟316L不銹鋼材質(zhì)對(duì)照表

在純化水設(shè)備中，一般二級(jí)RO產(chǎn)水前的裝置采用304不銹鋼材質(zhì)，二級(jí)RO產(chǎn)水后的裝置可采用304或316L不銹鋼材質(zhì)。而注射用水設(shè)備在高溫系統(tǒng)中管道內(nèi)容易產(chǎn)生紅銹，為提高系統(tǒng)抗腐蝕能力，設(shè)備一般采用316L材質(zhì)而不是304材質(zhì)。

（三）ABS管

ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）管，具有耐熱性良好，能抗腐蝕等特性，而且無毒無味，衛(wèi)生干凈，但傳熱性能差，不適合有陽(yáng)光暴曬的地方。在純水設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)景中和UPVC管道高度重合，價(jià)格略高于UPVC管道。

（四）PTFE和PVDF管

PVDF和PTFE都是熱塑性材料，它們的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)不同，因此具有不同的用途和優(yōu)缺點(diǎn)。

PVDF是聚偏二氟乙烯的縮寫，與聚四氟乙烯(PTFE)非常相似。PVDF比PTFE更堅(jiān)韌，更抗沖擊其強(qiáng)度更高。PVDF的耐化學(xué)性很好，可以在許多化學(xué)品中使用，易于成型和加工，適合用于制造容器、管道和閥門等工業(yè)設(shè)備。此外，它還具有良好的耐熱性，可承受高溫高壓環(huán)境，適用于超純水輸送、高性能電線電纜、氣體儲(chǔ)存等場(chǎng)合。

PVDF

PTFE是四氟乙烯聚合而成的聚合物，非常著名。它是一種唯一能與氟化氫共存的聚合物，也是唯一能夠在氧化氫中溶解的熱固性塑料。PTFE有很好的耐腐蝕性和抗粘性能，可以承受極低溫度，同時(shí)具有極高的絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性。因此PTFE廣泛用于周轉(zhuǎn)容器、化學(xué)流量計(jì)、膜過濾器和密封件等使用材料高要求的領(lǐng)域。

總之，PVDF和PTFE在不同的領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，具有各自獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。選擇材料應(yīng)該根據(jù)具體的工程需求和物理狀況進(jìn)行評(píng)估，以選擇最合適的材料。PTFE比PVDF價(jià)格更高，雖然后者相對(duì)于clean-PVC已經(jīng)貴了2-5倍。

三、Clean-PVC 和PVDF的到底怎么選？

通過上述信息匯總，我們對(duì)超純水設(shè)備的管道材質(zhì)選擇有了一個(gè)簡(jiǎn)單的概念，基本匯總?cè)缦拢?/span>

預(yù)處理階段：UPVC/ABS/304不銹鋼管

反滲透階段：UPVC/ABS/304/316L不銹鋼管

純化水：316L不銹鋼/clean-PVC/PVDF管

超純水：clean-PVC/PVDF/PTFE管

當(dāng)下國(guó)內(nèi)客戶在15M以上超純水輸送階段選材大多選用clean-PVC或者PVDF材質(zhì)管道。高手之間比的就是內(nèi)功，我們來看一下超純水階段最關(guān)鍵的管道析出物對(duì)比，客戶根據(jù)自身需求選擇合適自己的管道。

PVDF和clean-PVC析出物對(duì)比表

備注：雖然超純水設(shè)備客戶大多都財(cái)大氣粗，但是考慮到很多應(yīng)用場(chǎng)景都會(huì)涉及到循環(huán)管道，管道的使用量動(dòng)輒好幾百米甚至幾千米，成本因素也是參考標(biāo)準(zhǔn)之一。

參考價(jià)格：

Clean-PVC管道：日本XX，管道35-50/米，含配件施工約80-100/米左右。

國(guó)產(chǎn)PVDF管道：昆山XX，管道50左右/米，含配件施工約100/米左右。

進(jìn)口PVDF管道：奧地利XX，管道120左右/米，含配件施工約200/米左右。

進(jìn)口HP-PVDF管道：奧地利XX，管道180-250/米，含配件施工約400/米左右。