VIGOUR>>VS001B Photovoltaik-Prozessspezifikation
Umfang
Dieses Dokument legt Richtlinien fest, die von der Firma VIGOR für die Herstellung von Edelstahlprodukten für Photovoltaik-Anwendungen (PV) verwendet werden. Für vollständige Produktinformationen muss dieses Dokument in Verbindung mit Produktkatalogen, technischen Bulletins und Berichten verwendet werden. Die Anwendung dieses Dokuments ist auf medienberührte Systemkomponenten beschränkt.
Design
Die Produkte werden unter Berücksichtigung spezifischer funktionaler Industriestandards entwickelt. Sofern in der Literatur spezifische Testergebnisse vorliegen, gelten die folgenden Standards:
■ Feuchtigkeitsanalyse gemäß ASTM F1397, „Standard Test Method for Determination of Moisture Contribution by Gas Distribution System Components“
■ Kohlenwasserstoffanalyse gemäß ASTM F1398, „Standard Test Method for Determination of Total Hydrocarbon Contribution by Gas Distribution System Components“
■ Ionische Sauberkeit gemäß ASTM F1374, „Standard Test Method for the Determination of Ionic/Organic Extractables of Internal Surfaces-IC/GC/FTIR for Gas Distribution Systems Components.“
Materialrichtlinien
Aufgrund der inhärenten Eigenschaften der Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit ist Edelstahl das branchenweit bevorzugte Material für UHP-Produkte, die in Gassystemen verwendet werden. Edelstahl vom Typ AISI 316L (UNS S31603) mit niedrigem Kohlenstoffgehalt wird in der Industrie am häufigsten verwendet, da er nach dem Schweißen oder Spannungsarmglühen beständig gegen interkristalline Korrosion ist.
Stangenmaterial aus rostfreiem Stahl entspricht den folgenden Standards:
■ ASTM A479, „Edelstahl- und hitzebeständige Stäbe und Formen zur Verwendung in Kesseln und anderen Druckbehältern“
■ ASTM A484, „Spezifikation für allgemeine Anforderungen an rostfreie und hitzebeständige Stäbe, Knüppel und Schmiedeteile“
■ ASTM A276, „Edelstahl- und hitzebeständige Stäbe und Formen“
■ SEMI F20-0305, „Spezifikation für Stangen, Schmiedeteile, extrudierte Formen, Platten und Rohre aus 316L-Edelstahl für Komponenten, die in allgemeinen, hochreinen und ultrahochreinen Halbleiterfertigungsanwendungen verwendet werden.“
■ Die primäre Stahlverarbeitung erfolgt entweder durch Argon-Sauerstoff-Entkohlung (AOD) oder durch Vakuum-Induktionsschmelzen (VIM). Für zusätzliche Sauberkeit der benetzten Komponenten kann ein sekundärer Umschmelzvorgang wie das Vakuum-Lichtbogen-Umschmelzen (VAR) eingesetzt werden.
■ Die wichtigsten Anforderungen an bestimmte Elemente in der chemischen Zusammensetzung wurden von VIGOR verschärft, um eine einheitlichere chemische Zusammensetzung zu gewährleisten. siehe Tabelle 1.
Tabelle 1: VIGOR-Spezifikationen, Gew.-%
Zu den Überprüfungen von Edelstahlprodukten gehören unter anderem:
■ Die Materialkonformität wird gemäß Praxis A von ASTM A262, „Standard Practices for Detecting Susceptibility to Intergranular Attack in Austenitic Stainless Steels“, überprüft.
■ Die chemische Zusammensetzung wird gemäß ASTM A751 „Testmethoden, -praktiken und -terminologie für die chemische Analyse von Stahlprodukten“ überprüft.
■ Die Oberflächenqualität wird durch Ultraschallprüfung gemäß ASTM E214, „Praxis für Immersed-Ultraschallprüfung durch die Reflexionsmethode unter Verwendung gepulster Längswellen“, oder durch eine Wirbelstromprüfung gemäß den Swagelok-Standards überprüft.
■ Einschlüsse werden durch die Durchführung eines JK-Tests gemäß ASTM E45, „Standard Practice for Determining the Inclusion Content of Steel, Method A“, erkannt, wobei die Bewertungen auf dem Platten-I-r basieren.
Herstellung und Oberflächenveredelung
Bei der Herstellung werden Abmessungen und Oberflächenbeschaffenheit genau überwacht. Jede bearbeitete Komponente verfügt über extrem feine Oberflächengüten, glatte Übergänge, vollständig geschwungene Strömungswege und quadratische Schweißenden, um die Anzahl eingeschlossener oder erzeugter Partikel zu minimieren.
■ Die Kriterien für Oberflächenrauheit/Oberflächenbeschaffenheit basieren auf SEMI F19, „Specification for the Surface Condition of the Nassed Surfaces of Stainless Steel Components“, und den Verfahren von SEMI F37, „Method for Determination of Surface Roughness Parameters for Gas Distribution System Components“.
■ Die Nassoberflächenrauheit Ra von Produkten aus ultrahochreinem Edelstahl beträgt nach dem elektrolytischen Polieren weniger als 8 μin (0,20 μm) und die nasse Oberflächenrauheit Ra ohne elektrolytisches Polieren beträgt weniger als 15 μin (0,40 μm).
■ Die in Produktkatalogen veröffentlichten VIGOR-Rauheitszahlen beziehen sich auf den Prozessmittelwert oder den Rauheitswert, der den arithmetischen Durchschnitt für einen bestimmten Produktionsprozess gemäß SEMI F37 darstellt.
■ Die Oberflächenrauheit/-beschaffenheit wird mithilfe eines geeigneten Profilierungsinstruments gemäß ASME B46.1 überprüft. Die Messungen erfolgen über die maximal verfügbare Länge der Armatur oder Ventilbohrung, mit Ausnahme von konischen Flächen, Kreuzungen oder Schweißnähten.
Elektropolieren und Passivieren
Dieser Abschnitt bezieht sich nur auf elektropolierte Produkte.
Die medienberührten Oberflächen von Armaturen und Ventilkörpern werden elektropoliert, um die Oberflächenbeschaffenheit zu verbessern und eine korrosionsbeständige Oberflächenschicht aus Chromoxid zu bilden. Nach dem Elektropolieren werden alle Oberflächen passiviert, um freies Eisen zu entfernen.
■ Elektropolierprozesse basieren auf ASTM B912, „Standard Specification for Passivation of Stainless Steels Using Electropolising“, und werden mit kundenspezifischen Vorrichtungen durchgeführt.
■ Passivierungs- und Vor-elektropolierende Reinigungsverfahren basieren auf ASTM A380, „Cleaning, Descaling, and Passivation of Stainless Steel Parts, Equipment, and Systems“.
■ Die Überprüfung des Elektropolierens und Passivierens erfolgt gemäß den Testmethoden in Abschnitt 6 von ASTM B912, „Standard Specification for Passivation of Stainless Steels Using Electropolishing“.
Elektrochemische kritische Lochfraßtemperatur
Dieser Abschnitt bezieht sich nur auf elektropolierte Produkte.
Der elektrochemische Critical Pitting Temperature (CPT)-Test, basierend auf ASTM G150, wird verwendet, um die Beständigkeit gegen lokale Lochfraßkorrosion zu bestimmen. Der CPT-Test misst die Temperatur, bei der die Stromdichte bei einem festgelegten elektrischen Potential schnell über einen festgelegten Grenzwert hinaus ansteigt. Es wird Natriumchloridlösung verwendet und das elektrische Potential im Passivierungsbereich konstant gehalten. Die kritische Korrosionstemperatur sollte über 10 Grad liegen.
Reinigen und Trocknen
Das DI-Wasserreinigungssystem ist gegenüber der Außenumgebung geschlossen und begrenzt dadurch die Partikelverschmutzung. Die Produkte werden in mehrstufigen Prozessen durch eine Reihe von beheiztem Ultraschallwaschen, Spülen mit DI-Wasser und einer gefilterten Trockenkammer gereinigt. Die Auswahl der Reinigungsmittel erfolgt gemäß ASTM G127.
■ Die Eigenschaften des DI-Wassers basieren auf den Richtlinien von ASTM D5127 Typ E-3, „Standard Guide for Ultra Pure Water Used in the Electronics and Semiconductor Industries“.
Tabelle 2: Eigenschaften von DI-Wasser
Montage und Prüfung
Um Teile vor Verunreinigungen durch die Luft zu schützen, werden die Teile abgedeckt und direkt vom etablierten Reinigungssystem zu einer sauberen Arbeitszelle zur Montage und Prüfung transportiert.
Verpackung und Kennzeichnung
■ Verpackungs- und Identifizierungsverfahren erfüllen die Anforderungen von SEMI E49.6, „Guide for Subsystem Assembly and Test Procedures-Stainless Steel Systems“ für rostfreie Produkte.
■ Produkte werden so verpackt, dass sie während des Transports frei von äußeren Verunreinigungen bleiben. Informationen zur Identifizierung und Rückverfolgbarkeit sind sichtbar, ohne das Produkt öffnen zu müssen.
