Incorporación de la inteligencia de procesos en la detección de fugas en tuberías largas

Para mantener los más altos estándares de seguridad y pureza, las fábricas emplean una combinación de inspección, pruebas y monitoreo continuo de los sistemas de tuberías. Las tuberías de gas largas deben someterse a pruebas para detectar fugas de tan solo 1x10⁻⁷ mbarl/s después de su instalación o mantenimiento. El método convencional para verificar la integridad de las tuberías de suministro de gas es la prueba de fugas de helio, que consiste en:

1. Evacuar el interior de la tubería.
2. Atomizar helio sobre la superficie externa.
3. Detectar el helio que entra en el sistema a través de fugas debido a la diferencia de presión.

Como complemento a la prueba de fugas de helio, se utilizan analizadores de gas en tiempo real durante el procesamiento para supervisar continuamente la pureza y la presión del gas, lo que proporciona una alerta temprana de las desviaciones que pueden indicar una pérdida de integridad.

Aunque es muy sensible, este enfoque es intrínsecamente difícil debido a la complejidad del propio sistema de tuberías, y estas dificultades aumentan aún más a medida que crecen la longitud y el diámetro de las tuberías. En sistemas de tuberías largos o complejos, el helio puede tardar mucho tiempo en desplazarse desde el lugar de la fuga hasta el detector. Esto da lugar a:

• Tiempos de prueba más largos.
• Retraso en la respuesta de la señal.
• Reducción de la eficiencia durante la construcción o ampliación de la fábrica.

Estos retos exigen no solo mejores herramientas, sino también un profundo conocimiento de la aplicación.

Con décadas de experiencia prestando asistencia a fábricas de semiconductores en todo el mundo, INFICON mejora la detección de fugas estándar combinando tecnología probada con una amplia experiencia en aplicaciones.
Para hacer frente a las limitaciones de las pruebas convencionales con pulverización de helio en tuberías de gas largas, los expertos integran la detección de fugas de helio con un flujo controlado de gas portador. Incluso caudales de gas portador muy bajos, del orden de solo unos pocos centímetros cúbicos estándar por minuto (sccm), pueden mejorar significativamente la eficacia de la medición. Las pruebas de laboratorio demuestran que caudales del orden de ~100 sccm suelen ser suficientes para mejorar la propagación y la detección de la señal, sin necesidad de grandes caudales de gas ni de alterar las condiciones fundamentales de la prueba. En este método:

• Se introduce un gas portador (normalmente aire o nitrógeno) en un extremo de la tubería.
• El detector de fugas está conectado en el extremo opuesto.
• El helio que entra a través de una fuga se mezcla inmediatamente con el gas portador.
• La mezcla de gases se transporta rápidamente al detector.

Este enfoque reduce drásticamente el tiempo de respuesta, lo que permite detectar fugas en cuestión de segundos, incluso en sistemas de tuberías largos o complejos.

«El uso de nitrógeno como gas portador ofrece una ventaja adicional fundamental», explica Anja Sutorius, ingeniera de aplicaciones de INFICON. «Reduce significativamente la cantidad de helio residual atrapado en las largas tuberías de gas y, con niveles de helio de fondo más bajos, el sistema consigue una señal más limpia, una mayor sensibilidad de detección, una estabilización más rápida entre pruebas secuenciales y un riesgo mucho menor de arrastre de gas trazador. Esta mejora es especialmente valiosa en entornos de sala limpia, donde incluso pequeñas acumulaciones de helio pueden interferir con otras rutinas de prueba o mediciones de procesos sensibles». 
Los ingenieros pueden elegir entre diferentes gases portadores para las pruebas de fugas, lo que permite mantener un entorno inerte cuando es necesario.
La avanzada metodología de pruebas de fugas y la experiencia en aplicaciones de INFICON ofrecen ventajas cuantificables:

• Detección de fugas significativamente más rápida para tuberías largas y sistemas extensos.
• Mayor fiabilidad de las pruebas en instalaciones complejas o de difícil acceso.
• Sensibilidad mejorada gracias a la reducción del helio de fondo.
• Reducir el impacto medioambiental minimizando el uso de gases trazadores

INFICON es más que un proveedor de equipos. Somos un socio a largo plazo de la industria de los semiconductores, y ofrecemos soluciones innovadoras de detección de fugas, sensores inteligentes y sistemas de fabricación inteligentes que permiten una puesta en marcha más rápida de las fábricas, un funcionamiento fiable y una gestión optimizada de los recursos.
Al combinar instrumentos de primera clase con una profunda experiencia en aplicaciones, ayudamos a los fabricantes de semiconductores a salvaguardar la pureza, garantizar la seguridad y mantener el máximo rendimiento, tanto hoy como en el futuro.