內(nèi)襯不銹鋼鋼覆面的設(shè)計探討

邢建鋒

（中核第四研究設(shè)計工程有限公司，050021）

不銹鋼覆面，是指在一些建筑物的某些重要或有特殊要求的房間內(nèi)地面、墻面和頂棚上敷設(shè)一層不銹鋼板，將不銹鋼板作為房間的內(nèi)部襯里，其作用主要體現(xiàn)在：

1）作為房間耐酸堿腐蝕的屏障；

2）作為房間內(nèi)輸送或貯存液體的一道安全措施；

3）防止房間內(nèi)貯存或輸送的液體發(fā)生泄漏后向墻面、地面滲入；

4）方便對液體貯存和輸送過程中泄漏液體的收集；

5）方便對發(fā)生泄漏事故后的墻面、地面沾污的清洗和去污；

6）防止有毒有害物質(zhì)的遷移，保護周邊環(huán)境的安全；

7）盡量減少建筑物退役過程中產(chǎn)生的有毒、有害物質(zhì)，降低退役過程中的廢物量。

1 內(nèi)襯不銹鋼覆面材料的選取

內(nèi)襯不銹鋼覆面材料選取過程中要對材料成本、耐腐蝕性能、機加工和焊接性能等綜合因素進行考慮。一般設(shè)施中建議選用0Cr18Ni9（AISI 304）不銹鋼。該種材料屬于奧氏體不銹鋼，具有良好的冷、熱加工性能、無磁性并有好的低溫性能，具有足夠的耐晶間腐蝕能力，在氧化性酸(HNO3)中具有優(yōu)良的耐蝕性，在堿溶液和大部分有機酸和無機酸中以及大氣、水、蒸汽中耐蝕性亦佳。是不銹鋼的主體鋼種，其產(chǎn)量約占不銹鋼總產(chǎn)量曲30%以上，廣泛應(yīng)用于食品用設(shè)備，一般化工設(shè)備，原子能用工業(yè)設(shè)備。

2 內(nèi)襯不銹鋼覆面鋼板厚度的選取

鋼板厚度選取過程中要著重考慮鋼板的價格，鋼板的誤差及鋼板的可焊性等因素。隨著加工技術(shù)的不斷進步，除非有特殊要求，鋼板的單價一般以噸/元進行計價，薄厚不同的鋼板的單價差別越來越不明顯。根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，筆者建議覆面板取2～3mm鋼板為宜，太薄的鋼板焊接不太方面，太厚鋼板則不經(jīng)濟。

3 內(nèi)襯不銹鋼覆面施工工藝的選取

內(nèi)襯不銹鋼鋼板施工工藝包括先貼法和后貼法兩種施工工藝。

先貼法施工工藝顧名思義即不銹鋼覆面板與混凝土地面或墻體同時施工，覆面板作為內(nèi)模板使用，一次成型，該種施工方法的優(yōu)點在于施工速度較快，缺點主要表現(xiàn)在需要的覆面板厚度較大（一般鋼板厚度在6mm左右）、施工精度要求較高易，產(chǎn)生空鼓、澆不實、漲模等缺陷，施工質(zhì)量難以保證，除非特殊部位或特殊場所，一般較少采用。

后貼法施工工藝即土建施工完成后在進行覆面施工。一般施工方法是在土建的施工面上預(yù)埋鋼板基礎(chǔ)，然后在基礎(chǔ)上焊接龍骨，通過龍骨調(diào)整地面或墻面的平整度，其次用是你砂漿找平，再在龍骨墊板上焊接覆面。該種施工方法的優(yōu)點在于施工總體質(zhì)量容易保障，與土建施工不產(chǎn)生交叉，檢修和維護方便，在工程設(shè)計和施工中較多采用

4 內(nèi)襯不銹鋼覆面設(shè)計過程中需注意的一些問題

4.1 龍骨的設(shè)計

龍骨作為覆面板的支撐和覆面板上設(shè)備的承重組件，設(shè)置在土建基礎(chǔ)和覆面板之間，一般由土建預(yù)埋板、支撐槽鋼、墊板三部分組成，具體結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 龍骨設(shè)計結(jié)構(gòu)示意圖

考慮龍骨材料的經(jīng)濟性和與土建埋筋焊接的相容性，土建預(yù)埋板、支撐槽鋼材質(zhì)建議選用碳鋼，墊板材質(zhì)選用不銹鋼。墊板和支撐槽鋼的平面度決定著覆面板施工完成后的整體質(zhì)量。

4.2 覆面板的布置

覆面板設(shè)計的一條重要原則是布置過程中不能出現(xiàn)十字焊縫（也叫交叉焊縫），十字焊縫的主要危害是易產(chǎn)生三向應(yīng)力，導(dǎo)致應(yīng)力集中和金屬過熱引起成分改變影響強度。根據(jù)《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》（GB50236-2011 ）要求“相鄰兩縱向焊縫的距離應(yīng)大于壁厚的3倍，且不應(yīng)小于100mm”，建議覆面板在布置過程中相鄰兩道焊縫的間距不小于100mm，如在布置中實在無法達到，可考慮通過通過加強檢測手段來彌補可能產(chǎn)生的缺陷。

覆面板設(shè)計中還應(yīng)考慮單塊班的外形尺寸及重量，外形尺寸一般不宜過大，過大的覆面板不僅吊裝困難，而且易發(fā)生本體和焊接變形，影響施工質(zhì)量。

4.3 陰角的設(shè)計

陰角指的是凹進去的墻角，又叫內(nèi)角。鋼覆面設(shè)計中陰角一般出現(xiàn)在墻面與地面或頂棚與墻面之間的夾角。墻面與地面或與頂棚的陰角一般采用鋼板預(yù)制成圓弧狀，不采用鋼板對焊，防止在陰角部位產(chǎn)生死角，不便于廢液的清理。圓弧角首先采用水泥砂漿找平，在焊縫位置預(yù)設(shè)角板，再進行預(yù)制鋼板的安裝。陰角的結(jié)構(gòu)見附圖2

圖2 陰角設(shè)計結(jié)構(gòu)示意圖

4.4 陽角的設(shè)計

陰角指的是凸進去的墻角，又叫外角。鋼覆面設(shè)計中陽角一般出現(xiàn)在墻面與柱面、門框、窗框之間的夾角及設(shè)備基礎(chǔ)上周邊的尖角。陽角鋼覆面的設(shè)計一般通過土建預(yù)埋角鋼實現(xiàn)，一次成型，不進行二次處理。陽角的結(jié)構(gòu)見附圖3 。

圖3 陽角設(shè)計結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 積液坑設(shè)計結(jié)構(gòu)示意圖

4.5 設(shè)備基礎(chǔ)的設(shè)計

敷設(shè)鋼覆面的房間，不可避免的會布置一些設(shè)備，如水泵、液體貯存罐、箱等。為了設(shè)備和管線安裝的需要，設(shè)備基礎(chǔ)一般要求會高出地面100～200mm，這就形成了一種獨立基礎(chǔ)，對鋼覆面的設(shè)計和施工會造成很大的影響和不便。一般在設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計中陽角位置預(yù)設(shè)埋件，基礎(chǔ)的頂面和側(cè)面采用后貼法施工。設(shè)計過程中尤其需注意在基礎(chǔ)的側(cè)面預(yù)埋豎向埋件，防止因側(cè)面板因無墊板造成施工困難和焊接缺陷。設(shè)備基礎(chǔ)的機構(gòu)見圖4。

4.6 積液坑的設(shè)計

積液坑作為液體收集的裝置，設(shè)置在地面以下，大的積液坑可采用后貼法施工，小的積液坑一般采用預(yù)制容器，將預(yù)制容器作為內(nèi)模板與混凝土一體澆注。積液坑的結(jié)構(gòu)見附圖4。

4.7 檢驗方法的選取

常用的無損檢測方法包括射線照相檢驗（RT）、超聲檢測(UT）、磁粉檢測(MT）和液體滲透檢測(PT) 四種檢測方法。不銹鋼覆面的無損檢驗的方法一般選取液體滲透檢測(PT)和射線照相檢測（RT）兩種相配合的方式進行。

4.7.1 液體滲透檢測 (PT)

液體滲透檢測的基本原理是零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后，在毛細管作用下，經(jīng)過一段時間，滲透液可以滲透進表面開口缺陷中；經(jīng)去除零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，同樣，在毛細管的作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中，在一定的光源下(紫外線光或白光)，缺陷處的滲透液痕跡被現(xiàn)實，(黃綠色熒光或鮮艷紅色)，從而探測出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。液體滲透(PT)檢測的優(yōu)點主要表現(xiàn)在：

可檢測金屬、非金屬、磁性、非磁性等各種材料；

可檢測焊接、鍛造、軋制等加工方式；

具有較高的靈敏度(可發(fā)現(xiàn)0.1μm寬缺陷)；

顯示直觀、操作方便、檢測費用低。

4.7.2 射線照相檢驗（RT）

射線檢測的基本原理是利用射線（X射線、?射線和中子射線）在介質(zhì)中傳播時的衰減特性，當將強度均勻的射線從被檢件的一面注入其中時，由于缺陷與被檢件基體材料對射線的衰減特性不同，透過被檢件后的射線強度將會不均勻，用膠片照相、熒光屏直接觀測等方法在其對面檢測透過被檢件后的射線強度，即可判斷被檢件表面或內(nèi)部是否存在缺陷（異質(zhì)點）。射線檢測的優(yōu)點主要表現(xiàn)在：

檢測結(jié)果直觀；缺陷定性比較容易，定量、定位也比較方便；

檢測結(jié)果可以保存；

適用對象廣，金屬、非金屬、復(fù)合材料均可進行檢測。

5 結(jié)論

總之，內(nèi)襯不銹鋼覆面設(shè)計中，不僅要考慮設(shè)計選材的經(jīng)濟合理、工藝方案的技術(shù)可行，而且要與土建施工密切配合，考慮土建施工誤差及施工過程中易出現(xiàn)的問題，將所有可能出現(xiàn)的問題在設(shè)計階段進行避免和消除，最大限度地保證完成后產(chǎn)品的質(zhì)量。

[1]《機械設(shè)計手冊》，成大先主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2008年4月；

[2]《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》GB50236-2011 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布

[3]《承壓設(shè)備無損檢測》JB/T4730.1～4730.6-2005 國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布