316 बनाम. 316एल स्टेनलेस स्टील पाइप: सेमीकंडक्टर परियोजनाएं

यदि आप सेमीकंडक्टर फैब्स के लिए 316एल स्टेनलेस स्टील टयूबिंग का सोर्सिंग कर रहे हैं, चाहे यूएचपी गैस के लिए, अल्ट्राप्योर वॉटर (यूपीडब्ल्यू), रासायनिक वितरण, या उपकरण पाइपिंग के लिए, तो कीमत और दीवार की मोटाई ही विचार करने के लिए एकमात्र कारक नहीं हैं। सेमीकंडक्टर परियोजनाएं सामग्री की सफाई, आंतरिक सतह खुरदरापन, इलेक्ट्रोपॉलिशिंग (ईपी) गुणवत्ता, वेल्डेबिलिटी, कण नियंत्रण, स्वच्छ पैकेजिंग और गर्मी संख्या ट्रैसेबिलिटी पर अधिक जोर देती हैं।

 

316 और 316L के बीच एकमात्र मूलभूत अंतर उनकी कार्बन सामग्री (0.08% से कम या उसके बराबर बनाम 0.03% से कम या उसके बराबर) में निहित है, फिर भी यह सीधे वेल्डिंग के बाद इंटरग्रेन्युलर क्षरण के जोखिम को निर्धारित करता है। ग्रेड 316 650 डिग्री पर केवल 50 सेकंड में संवेदीकरण से गुजर सकता है, जबकि 316एल के लिए 8 घंटे की आवश्यकता होती है; यह हजार गुना अंतर ही प्राथमिक कारण है कि सेमीकंडक्टर पाइपिंग सिस्टम के लिए 316L का चयन किया जाता है।

 

316 बनाम. 316एल:रासायनिक संरचना

तत्व	316 (wt%)	316L (wt%)
कार्बन (सी)	0.08 से कम या उसके बराबर	0.03 से कम या उसके बराबर
क्रोमियम (Cr)	16.00–18.00	16.00–18.00
निकेल (नी)	10.00–14.00	10.00–14.00
मोलिब्डेनम (मो)	2.00–3.00	2.00–3.00
मैंगनीज (एमएन)	2.00 से कम या उसके बराबर	2.00 से कम या उसके बराबर
सिलिकॉन (Si)	0.75 से कम या उसके बराबर	0.75 से कम या उसके बराबर
फास्फोरस (पी)	0.045 से कम या उसके बराबर	0.045 से कम या उसके बराबर
सल्फर (एस)	0.030 से कम या उसके बराबर	0.030 से कम या उसके बराबर
नाइट्रोजन (एन)	0.10 से कम या उसके बराबर	0.10 से कम या उसके बराबर

 

टिप्पणी:यद्यपि कार्बन सामग्री में अंतर छोटा है (0.05 प्रतिशत अंक), इसका वेल्डिंग के बाद की सूक्ष्म संरचना पर गहरा प्रभाव पड़ता है। कार्बन क्रोमियम के साथ मिलकर Cr₂₃C₆ कार्बाइड बनाता है (जिसमें क्रोमियम की मात्रा 70 wt% तक पहुंच सकती है), जिससे अनाज की सीमाओं के पास क्रोमियम की कमी हो जाती है। इसकी कम कुल कार्बन सामग्री के कारण, 316L सीमित मात्रा में कार्बाइड बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप अनाज की मात्रा सीमा क्रोमियम की कमी होती है जो 316 की तुलना में बहुत कम है।

 

 

316 बनाम. 316एल (एनील्ड, एएसटीएम ए269):यांत्रिक संपत्ति

संपत्ति	टीपी316	टीपी316एल
तन्यता ताकत (न्यूनतम)	515 एमपीए	485 एमपीए
उपज शक्ति, 0.2% (न्यूनतम)	205 एमपीए	170 एमपीए
बढ़ाव	40% से अधिक या उसके बराबर	40% से अधिक या उसके बराबर
कठोरता (एचबी अधिकतम)	217	217
PREN	25–28	25–28

 

 

316 बनाम. 316एल: संवेदीकरण और अंतरकणीय संक्षारण

जब ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील को 425-850 डिग्री के तापमान रेंज के संपर्क में लाया जाता है, तो वेल्डिंग थर्मल चक्र के दौरान गर्मी से प्रभावित क्षेत्र (HAZ) अनिवार्य रूप से एक सीमा पार कर जाती है। ये कार्बाइड अनाज की सीमाओं के साथ अवक्षेपित होते हैं, जिसमें क्रोमियम सामग्री 70 wt% तक पहुंच जाती है। यह वर्षा अनाज की सीमाओं से सटे क्षेत्रों से क्रोमियम को कम कर देती है, जिससे "क्रोमियम-अक्षय क्षेत्र" बन जाता है। इस क्षेत्र में, क्रोमियम सामग्री निष्क्रियता के लिए आवश्यक 12.5% ​​सीमा से नीचे आ जाती है, जिससे संक्षारण प्रतिरोध में उल्लेखनीय कमी आती है और इसके परिणामस्वरूप इंटरग्रेनुलर संक्षारण (आईजीसी) होता है।

श्रेणी	कार्बन सामग्री	650 डिग्री पर संवेदीकरण समय	सापेक्ष अंतर
316	0.08% से कम या उसके बराबर	~50 सेकंड	1×
316L	0.03% से कम या उसके बराबर	~8 घंटे	~1,000×

 

316 बनाम. 316एल:वेल्डिंग प्रदर्शन अंतर

सेमीकंडक्टर पाइपिंग सिस्टम स्वचालित कक्षीय GTAW का उपयोग करते हैं, जिसके लिए बड़ी संख्या में उच्च गुणवत्ता वाले, दोहराए जाने योग्य वेल्ड की आवश्यकता होती है। 316 और 316एल सामग्री के बीच चयन में वेल्डिंग प्रदर्शन निर्णायक कारक है।

वेल्डिंग प्रदर्शन	316	316L
पोस्ट-वेल्ड संवेदीकरण जोखिम	उच्च (~ 650 डिग्री पर 50 सेकंड)	बहुत कम (~8 घंटे 650 डिग्री पर)
पोस्ट-वेल्ड इंटरग्रेनुलर जंग	जोखिम मौजूद है (वेल्ड क्षय)	उच्च प्रतिरोध
HAZ संवेदीकरण (DOS)	1% से अधिक हो सकता है	<1%
वेल्ड जोन में कार्बाइड वर्षा	महत्वपूर्ण (एसईएम द्वारा दृश्यमान)	ट्रेस मात्राएँ (SEM द्वारा पता लगाना कठिन)
पीछे-पर्ज आर्गन प्रोटेक्शन	विस्तारित शीतलन के साथ आवश्यक	आवश्यक (मानक प्रक्रिया)
पोस्ट-वेल्ड संक्षारण प्रतिरोध	अनाज की सीमाओं पर क्रोमियम की कमी के कारण कमी आई	आम तौर पर बनाए रखा जाता है
अनुशंसित आवेदन	गैर -वेल्डेड अनुप्रयोग या उच्च-तापमान शक्ति आवश्यकताएँ	वेल्डेड पाइपिंग सिस्टम के लिए पसंदीदा विकल्प

 

316 बनाम. 316एल:सतह उपचार अंतर

316 और 316एल दोनों ही गुजर सकते हैंउज्ज्वल एनीलिंग (बीए)औरइलेक्ट्रोपॉलिशिंग (ईपी). हालाँकि, इसकी कम कार्बन सामग्री के कारण, 316L आम तौर पर इलेक्ट्रोपॉलिशिंग के बाद उच्च गुणवत्ता वाली निष्क्रिय फिल्म प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप बेहतर संक्षारण प्रतिरोध होता है।

उपचार विधि	316	316L	अंतर/स्पष्टीकरण
ब्राइट एनीलिंग (बीए)	उपलब्ध	उपलब्ध	316L आम तौर पर अधिक समान सतह प्रदान करता है
इलेक्ट्रोपॉलिशिंग (ईपी)	उपलब्ध	पसंदीदा	316L EP के बाद एक सघन निष्क्रिय फिल्म बनाता है
रा आफ्टर ईपी (मानक)	0.25 μm से कम या उसके बराबर	0.25 μm से कम या उसके बराबर	दोनों समान सतह खुरदरापन प्राप्त कर सकते हैं
रा आफ्टर ईपी (प्रीमियम)	0.13 μm से कम या उसके बराबर	0.13 μm से कम या उसके बराबर	316L लगातार इस स्तर को अधिक आसानी से प्राप्त कर सकता है

 

सेमीकंडक्टर उद्योग 316 के बजाय लगभग विशेष रूप से 316एल का उपयोग क्यों करता है?

सेमीकंडक्टर पाइपिंग सिस्टम को व्यापक कक्षीय वेल्डिंग की आवश्यकता होती है, जिसमें अक्सर हजारों वेल्ड जोड़ शामिल होते हैं। ग्रेड 316 के साथ, गर्मी से प्रभावित क्षेत्र (एचएजेड) वेल्डिंग के दौरान संवेदीकरण के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है, जहां क्रोमियम कार्बाइड अनाज की सीमाओं के साथ अवक्षेपित होते हैं, जिससे क्रोमियम की कमी हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप इंटरग्रेनुलर जंग के प्रतिरोध में उल्लेखनीय कमी आती है। इसके विपरीत, इसकी बेहद कम कार्बन सामग्री के कारण, 316L वेल्डिंग के बाद 1% से कम की संवेदीकरण (डीओएस) की डिग्री प्रदर्शित करता है, जिसका अर्थ है कि इसका संक्षारण प्रतिरोध अनिवार्य रूप से अपरिवर्तित रहता है। इसके अलावा, सेमीकंडक्टर उद्योग मानक जैसे SEMI F20 और ASTM A270 स्पष्ट रूप से 316L के उपयोग को निर्दिष्ट करते हैं।

 

316 और 316एल के लिए सेमीकंडक्टर उद्योग मानक

सेमीकंडक्टर उद्योग मानक स्पष्ट रूप से इसके पक्ष में हैं316 के बजाय 316Lउच्च-शुद्धता वाले पाइपिंग अनुप्रयोगों के लिए:

मानक	निर्दिष्ट ग्रेड	316 लागू	316एल लागू
सेमी F20	316L	नहीं	हाँ
एएसटीएम ए270	316L	नहीं (316एल आवश्यक)	हाँ
एएसटीएम ए312	टीपी316/टीपी316एल	हाँ (सामान्य-उद्देश्यीय पाइपिंग)	हाँ (सामान्य-उद्देश्यीय पाइपिंग)
एएसएमई बीपीई	316L	नहीं	हाँ

सेमी F20सामान्य {{1}उद्देश्य, उच्च {{2}शुद्धता, और अल्ट्रा{3}उच्च{{4}शुद्धता अर्धचालक पाइपिंग अनुप्रयोगों के लिए 316L निर्दिष्ट करता है, जबकि 316 इसके भौतिक दायरे में नहीं है।एएसटीएम ए270सैनिटरी टयूबिंग इन अनुप्रयोगों के लिए 316L भी निर्दिष्ट करती है।एएसटीएम ए312मुख्य सामान्य -उद्देश्यीय पाइपिंग विनिर्देश है जो TP316 और TP316L दोनों को कवर करता है; हालाँकि, सेमीकंडक्टर परियोजनाएँ आम तौर पर निर्दिष्ट करती हैंटीपी316एलइसकी कम कार्बन सामग्री, वेल्ड संवेदीकरण के लिए बेहतर प्रतिरोध और उच्च शुद्धता वाले निर्माण के लिए उपयुक्तता के कारण।

 

 

316 बनाम. 316एल: संक्षारण डेटा तुलना

आधार धातु स्थिति (वेल्डिंग के बिना) में, 316 और 316 एल में बहुत समान संक्षारण प्रतिरोध होता है, पीआरईएन मान आमतौर पर 25-28 की सीमा में होते हैं। हालाँकि, वेल्डिंग के बाद, कुछ अर्धचालक संबंधित वातावरणों में उनकी संक्षारण दर काफी भिन्न हो सकती है।

मध्यम/स्थिति	316	316L
उच्च-शुद्धता वाला पानी / डीआई पानी (वेल्डिंग के बाद)	0.10 मिमी/वर्ष	0.03 मिमी/वर्ष
10% H₂SO₄, 60 डिग्री	-	0.02 मिमी/वर्ष
NaCl विसर्जन	-	0.4260 एमपीआई
H₂SO₄ विसर्जन	-	2.5141 एमपीआई
फ्लोराइड-मध्यम युक्त, 50 पीपीएम एफ⁻, 60 डिग्री	-	~0.08 मिमी/वर्ष
फ्लोराइड-मीडियम युक्त, F⁻ > 2,000 पीपीएम	-	>2 मिमी/वर्ष

 

316L स्टेनलेस स्टील पाइप आपूर्तिकर्ता

Gnee सेमीकंडक्टर परियोजनाओं के लिए 316L स्टेनलेस स्टील पाइप की आपूर्ति करता है, जो उच्च शुद्धता प्रक्रिया पाइपिंग, गैस वितरण और UPW/DI जल प्रणालियों को कवर करता है। उपलब्ध विकल्पों में एएसटीएम ए270, एएसटीएम ए312 और एएसएमई बीपीई - अनुपालक टयूबिंग शामिल हैं, बीए/ईपी सतहों के साथ और नियंत्रित रा 0.25 μm से कम या उसके बराबर या 0.13 μm से कम या उसके बराबर। प्रत्येक बैच को एन 10204 3.1 एमटीसी, पीएमआई, आयामी निरीक्षण, सतह खुरदरापन, हाइड्रोस्टैटिक/एडी {{10}वर्तमान परीक्षण और गर्मी {{11}नंबर ट्रैसेबिलिटी, उच्च शुद्धता निर्माण और प्रोजेक्ट क्यूए आवश्यकताओं का समर्थन करने के साथ आपूर्ति की जा सकती है।

उत्पाद श्रेणी	सतही समापन	विशिष्टता मानक	आकार सीमा (ओडी)
बीए ट्यूब (उज्ज्वल एनील्ड)	रा 0.4 μm से कम या उसके बराबर	एएसटीएम ए269/ए632	1/8" - 2"
ईपी ट्यूब (इलेक्ट्रो-पॉलिश)	रा 0.25 μm से कम या उसके बराबर	एएसटीएम ए269/सेमी एफ19	1/8" - 2"
सीमलेस ट्यूब	शीत खींचा / एनील्ड	एएसटीएम ए269	6मिमी - 114.3मिमी
उच्च शुद्धता गैस लाइन	निष्क्रिय/अल्ट्रा-स्वच्छ	एएसटीएम ए632/सेमी एफ20	स्वनिर्धारित
कुंडलित ट्यूबिंग	उज्ज्वल एनील्ड	एएसटीएम ए269	1/4" - 1/2"

यदि आप किसी प्रासंगिक परियोजना की योजना बना रहे हैं या उसे क्रियान्वित कर रहे हैं, तो कृपया मुझे बताएं:
• क्या आप विशेष गैस प्रणालियों, अल्ट्राप्योर जल प्रणालियों, या वैक्यूम/रासायनिक पाइपिंग के लिए जिम्मेदार हैं?
• वेफर फैब की अनुमानित प्रक्रिया नोड क्या है (उदाहरण के लिए, परिपक्व प्रक्रिया या 3 एनएम से नीचे उन्नत नोड्स)?
फिर मैं आपको मानक उपकरण चयन या स्थापना के संबंध में अधिक विशिष्ट सिफारिशें प्रदान कर सकता हूं।

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अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: 316 की तुलना में 316L कितना अधिक महंगा है?
उत्तर: 316एल से अधिक 316एल के लिए मूल्य प्रीमियम लगभग 15% है, मुख्य रूप से एओडी रिफाइनिंग के दौरान आवश्यक लंबे डीकार्बराइजेशन समय के कारण। यह ध्यान में रखते हुए कि 316एल की वेल्डिंग के बाद जंग की दर 316 की तुलना में एक तिहाई है (अल्ट्राप्योर पानी में 0.03 बनाम {{9%) मिमी/वर्ष) और यह वेल्ड संवेदीकरण के कारण होने वाले पुन: कार्य और उत्पादन डाउनटाइम के जोखिम को समाप्त करता है, यह 15% प्रीमियम सेमीकंडक्टर परियोजनाओं के लिए अत्यधिक लागत प्रभावी बीमा निवेश का प्रतिनिधित्व करता है।

 

प्रश्न: 316Ti और 316L के बीच क्या अंतर है?
उत्तर: 316Ti 316 का टाइटेनियम-स्थिर संस्करण है; कार्बन के साथ अधिमानतः बंधन के लिए टाइटेनियम मिलाया जाता है, जिससे क्रोमियम कार्बाइड अवक्षेपण को रोका जा सकता है, जिससे यह वेल्डिंग के लिए उपयुक्त हो जाता है। हालाँकि, 316Ti, 316L [18] की तुलना में 15-30% अधिक महंगा है, और टाइटेनियम मिलाने से इलेक्ट्रोपॉलिशिंग (ईपी) परिणाम नकारात्मक रूप से प्रभावित हो सकते हैं। सेमीकंडक्टर उद्योग मुख्य रूप से 316Ti के बजाय 316L को चुनता है क्योंकि 316L का निम्न कार्बन दृष्टिकोण अधिक किफायती है और बेहतर EP फिनिश देता है।

 

प्रश्न: "दोहरी प्रमाणित" 316/316एल क्या है?
उत्तर: कुछ स्टील मिलें 0.03% से कम या उसके बराबर कार्बन सामग्री वाले बैचों को "दोहरी प्रमाणित" 316/316L के रूप में लेबल करती हैं। इसका मतलब है कि बैच 316 की शक्ति आवश्यकताओं (हालांकि वास्तविक ताकत थोड़ी कम है) और 316L की कार्बन सामग्री आवश्यकताओं दोनों को पूरा करता है। भ्रम से बचने के लिए, खरीद के दौरान सीधे 316L निर्दिष्ट करने की अनुशंसा की जाती है।

 

Q: What are the disadvantages of 316L at high temperatures (>600 डिग्री )?
उत्तर: 316L की उपज शक्ति उच्च तापमान पर अधिक तेजी से घटती है (कम कार्बन सामग्री के कारण कमजोर ठोस घोल मजबूत होता है)। 600 डिग्री से ऊपर चलने वाली निकास या अपशिष्ट गैस पाइपिंग के लिए, 316 या 316एच (उच्च -कार्बन 316) अधिक उपयुक्त विकल्प है। हालाँकि, चूंकि सेमीकंडक्टर फैब के भीतर प्रोसेस गैस लाइन का तापमान आमतौर पर 200 डिग्री से नीचे होता है, इसलिए इस अंतर का कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

 

प्रश्न: 316L VIM-VAR और मानक 316L के बीच क्या अंतर है?
उत्तर: मानक 316L का उत्पादन AOD (आर्गन {{1} ऑक्सीजन डीकार्बराइजेशन) पिघलने का उपयोग करके किया जाता है, जबकि VIM {{2} VAR एक दोहरी {{3} प्रक्रिया विधि {{4} वैक्यूम इंडक्शन मेल्टिंग (VIM) का उपयोग करता है, जिसके बाद वैक्यूम आर्क रीमेल्टिंग (VAR) {{5} होता है ताकि ऑक्सीजन सामग्री को 15 पीपीएम से कम या उसके बराबर कम किया जा सके और समावेशन आकार को <10 माइक्रोन तक सीमित किया जा सके। सेमीकंडक्टर यूएचपी पाइपिंग (एएलडी/सीवीडी प्रीकर्सर्स के लिए) के लिए वीआईएम -वीएआर ग्रेड सामग्री की आवश्यकता होती है, जिसकी कीमत 30-50% होती है।