I bulloni rivestiti che rilasciano argento sono una delle principali preoccupazioni nei processi ad altissima purezza (UHP). Per questo motivo WIKA ha sviluppato bulloni anti grippaggio in acciaio inossidabile UNS S21800, una lega di cromo-ferro con caratteristiche intrinseche di lubrificazione e auto accoppiamento per ridurre il rischio di filettatura bloccata e di grippaggio dei raccordi.
Diversi clienti dell’industria dei semiconduttori si sono rivolti agli specialisti della pressione WIKA con la preoccupazione per i connettori di processo che perdono particelle d’argento e se i bulloni anti grippaggio possano risolvere il problema. Ecco alcune delle loro domande più frequenti e le nostre risposte.
Attacco al processo con tenuta frontale
D: Sono un po’ confuso sulla terminologia. I termini connettore di processo, raccordo, pressacavo, tenuta frontale e bullone si possono usare in modo intercambiabile o ci sono differenze?
R: Bella domanda. Fondamentalmente, un sensore di pressione ha bisogno di un attacco al processo per poterlo fissare in modo sicuro all’applicazione e per misurare la sua pressione. Gli attacchi al processo sono un tipo specifico di connettore, e molte persone nell’industria di processo (compresi gli ingegneri WIKA) usano i due termini in modo intercambiabile.
I prodotti WIKA sono disponibili in un’ampia varietà di attacchi di processo, come le tenute frontali, i supporti modulari superficiali e i tronchetti a saldare. Il connettore tipicamente utilizzato nelle applicazioni UHP (ultra-alta purezza) è la tenuta frontale. Si tratta di un raccordo a tenuta metallica dove due geometrie toroidali (ciambelle) a forma di tubo, chiamati pressacavi, sono serrate l’una contro l’altra su una tenuta metallica. Un paio di dadi, uno femmina e uno maschio, stringono insieme i due pressacavi .
D: Perché WIKA non fa riferimenti ai suoi connettori di processo come “VCR”?
R: VCR® è un marchio di fabbrica ed è specifico di un produttore di attacchi al processo. WIKA utilizza termini generali dell’industria che sono applicabili a tutti i produttori di tali raccordi.
D: Ho sentito parlare di un passaggio a un nuovo standard di connessioni. Cosa c’è dietro questo cambiamento?
R: Parliamo prima di tutto dei metalli utilizzati nei raccordi. I dadi sono in acciaio inossidabile resistente alla corrosione. Questi materiali, tuttavia, tendono a grippare nel tempo. Il grippaggio si verifica quando due metalli si sfregano ripetutamente l’uno contro l’altro senza una sufficiente lubrificazione, il che forma minuscole tacche e/o bozzi che causano l’adesione dei filetti l’uno all’altro. L’argento offre una buona protezione contro il grippaggio, motivo per cui molti filetti sono placcati in argento.
Tuttavia, abbiamo osservato in campo che nelle tenute frontali, la placcatura d’argento del dado femmina tendeva a sfaldarsi dopo ripetuti serraggi e allentamenti, aumentando così il rischio di contaminazione dell’applicazione. Ecco perché WIKA ha sviluppato dadi in acciaio inox UNS S21800, una lega di cromo-ferro. Le sue caratteristiche intrinseche di lubrificazione e auto accoppiamento riducono il rischio di filettatura bloccata e di grippaggio dei raccordi. Pertanto, il nuovo standard dei dadi (raccordo anti grippaggio) è quello di eliminare la sfogliatura dello strato di argento che contaminerebbe i fluidi di processo nei processi UHP.
D: Chi realizza i vostri bulloni e dadi anti grippaggio?
R: Questi nuovi dadi standard sono prodotti secondo la designazione del materia e le specifiche emesse da WIKA. Realizziamo i nostri componenti utilizzando le nostre capacità di lavorazione interne, oppure ordiniamo a fornitori esterni approvati. Nota: Solo i dadi dei raccordi a tenuta stagna sono realizzati in acciaio inossidabile UNS S21800 resistente alla corrosione.
D: Che cosa dicono le norme SEMI sulla compatibilità dei materiali dell’acciaio inox che non genera grippaggio, soprattutto per quanto riguarda i fluidi corrosivi?
R: Le norme SEMI (Semiconductor Equipment and Materials International) entrano in grande dettaglio sulle proprietà dei materiali e delle superfici dei componenti dei sistemi bagnati nei fluidi per applicazioni UHP. Questi componenti bagnati sono ad esempio tubi, premistoppa e parti che convogliano i fluidi. I dadi UNS S21800 sono parti che tengono insieme i premistoppa dei connettori di processo a tenuta frontale. Come tali, questi dadi sono parti non bagnate, il che significa che gli standard SEMI non hanno molto da dire a riguardo. Detto questo, rispetto all’acciaio inox 316L, l’acciaio inox UNS S21800 ha una stabilità uguale o migliore in ambienti aggressivi.
D: I bulloni WIKA sono strettamente conformi alle specifiche SEMI?
R: Sì e no. Innanzitutto, molti clienti hanno sentito parlare delle specifiche SEMI, ma in realtà si tratta di linee guida. In altre parole, pur essendo raccomandazioni utili per l’intero settore della produzione di chip, non sono requisiti che fornitori e utenti devono seguire rigorosamente. In secondo luogo, molti produttori ( inclusa WIKA) guardano a queste linee guida SEMI quando progettano i prodotti. In questi casi, le specifiche del prodotto e le schede tecniche menzioneranno esplicitamente l’adesione alle linee guida SEMI.
D: Dove posso trovare le linee guida SEMI applicabili?
R: Si prega di consultare il sito web della SEMI per ulteriori informazioni.
D: Ci sono differenze tra “UNS S21800”, “Gall-Tough” e “Nitronic 60”?
R: UNS S21800 è la designazione del sistema di numerazione unificato per un acciaio inossidabile ad alte prestazioni in ferro, cromo, manganese, nichel, silicio, azoto e carbonio. UNS S21800 è il termine usato da ASTM, ASEM e ASM. Un altro nome per questo acciaio inossidabile austenitico indurito è Alloy 218.
Nitronic 60® è il nome del marchio registrato di AK Steel Holding Corporation per UNS S21800. Gall-Tough® è il marchio registrato di Carpenter Technology per un altro acciaio inossidabile resistente alla corrosione, UNS S20161.
D: Come si confronta l’UNS S21800 con altri acciai inossidabili quando si tratta di resistenza alla corrosione per gli attacchi al processo?
R: Ci sono molti tipi diversi di acciaio inossidabile, e UNS S21800 è semplicemente uno di questi. La definizione di acciaio inossidabile è una lega di ferro con almeno il 10,5% di cromo. Come tutti sappiamo, il ferro arrugginisce. Maggiore è la percentuale di cromo, migliore è la capacità dell’acciaio inossidabile di resistere alla formazione di ossido di ferro (ruggine).
Sia l’UNS S21800 che l’acciaio inossidabile 316L comunemente usato hanno all’incirca la stessa percentuale di cromo, che li rende ugualmente resistenti alla ruggine. Tuttavia, il più alto contenuto di manganese e silicio dell’UNS S21800 rende questa lega più resistente all’usura e alla corrosione.
| UNS S21800 | 316L | |
|---|---|---|
| Cromo | 16–18 % | 16–18 % |
| Manganese | 7–9 % | 0-2 % |
| Molibdeno | 0–0,5 % | 2–3 % |
| Nickel | 8–9 % | 10–14 % |
| Silicone | 3,5–4,5 % | 0–0,7 % |
| Azoto | 0,8–0,18 % | 0–0,1 % |
| Carbonio | 0–0,1 % | 0–0,030 % |
| Ferro | 59,1–65,4 % | 62–72 % |
D: Quale è la massima pressione ammissibile per un dado filettato in materiale anti grippaggio?
R: 11.200 psi. UNS S21800 ha proprietà meccaniche simili o superiori rispetto a 316L.
D: Qual è il modo migliore per serrare i dadi anti grippaggio?
R: Stringere prima l’attacco con le dita e poi usare una chiave inglese per dare un altro quarto di giro.
D: E‘ possibile acquistare questi dadi come singole parti?
R: Siamo spiacenti, ma il dado anti grippaggio UNS S21800 è un componente dei prodotti WIKA e, pertanto, non è disponibile per la vendita individuale.
D: WIKA utilizza l’acciaio UNS S21800 sia per connettori di processo maschio che femmina?
R: Attualmente, l’UNS S21800 è un’opzione per entrambi i tipi. A partire dal 1 gennaio 2021, l’UNS S21800 diventerà uno standard per l’attacco a processo a tenuta stagna femmina e rimarrà un’opzione per quello maschio a tenuta stagna.
D: Perché il connettore di processo femmina UNS S21800 non è placcato in argento?
R: Perché non ce n’è bisogno. La placcatura in argento aumenta la capacità di alcuni metalli di resistere al grippaggio, ma l’UNS S21800 è già resistente al grippaggio. Inoltre, la placcatura in argento può sfaldarsi nel flusso di processo, contaminando così il flusso di processo stesso.
D: Gli attacchi al processo UNS S21800 sono adatti ai gas corrosivi?
R: Assolutamente. L’UNS S21800 è un acciaio inossidabile con un’eccellente resistenza alla corrosione.
D: Chi altro sta acquistando attacchi al processo in UNS S21800? E’ possibile avere una lista di clienti come riferimento?
R: WIKA rispetta la privacy di tutti i suoi distributori, integratori, OEM e utenti finali. In quanto tale, non rilasciamo alcuna informazione che i nostri partner e clienti considererebbero proprietaria o riservata.
D: Come posso trovare maggiori informazioni sui nuovi componenti dei raccordi?
R: Per i disegni e maggiori dettagli sui dadi UNS S21800 di WIKA, si prega di contattare i nostri specialisti della misura della pressione per l’industria dei semiconduttori. Saranno lieti di discutere con voi le migliori opzioni per le vostre specifiche applicazioni.
Non esitate a contattare i nostri esperti per maggiori informazioni.