大處著眼 細(xì)處著手—記部?jī)?yōu)工程陜西有色電子及光伏新材料產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目硅烷20區(qū)精餾工程

本刊記者 張小紅｜文

陜西有色新材料項(xiàng)目硅烷20區(qū)精餾工程以爭(zhēng)創(chuàng)中國(guó)有色金屬工業(yè)優(yōu)質(zhì)工程為質(zhì)量目標(biāo)，在施工過(guò)程中，考慮周全、注重細(xì)節(jié)，并積極創(chuàng)新、推廣使用新技術(shù)、新材料和新工藝，該工程投入使用后，滿足使用功能要求并收獲良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

于2015年10月在陜西榆林榆佳工業(yè)園開(kāi)工的陜西有色電子及光伏新材料產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“陜西有色新材料項(xiàng)目”），是經(jīng)陜西省發(fā)改委核準(zhǔn)的省級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目和省級(jí)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。據(jù)悉，該項(xiàng)目總投資87億元，建設(shè)年產(chǎn)粒狀多晶硅18000噸、電子級(jí)多晶硅1000噸、高純硅烷氣500噸的硅材料生產(chǎn)線。

陜西有色新材料項(xiàng)目建設(shè)不僅意義重大，它是貫穿陜西有色集團(tuán)公司“十二五”至“十三五”規(guī)劃的戰(zhàn)略投資項(xiàng)目，也是集團(tuán)完善光伏產(chǎn)業(yè)鏈、將集團(tuán)打造成為國(guó)家級(jí)微電子硅材料研究開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用為一體的硅產(chǎn)業(yè)基地的重要舉措；而且，該項(xiàng)目施工工藝精湛，質(zhì)量稱優(yōu)，其硅烷20區(qū)精餾工程、硅烷20區(qū)冷氫化工程分別榮獲“2017～2018年度有色金屬工業(yè)（部級(jí)）優(yōu)質(zhì)工程”獎(jiǎng)。本文主要介紹硅烷20區(qū)精餾工程。

工程簡(jiǎn)介

陜西有色新材料項(xiàng)目硅烷20區(qū)精餾工程，由福陸（中國(guó)）工程建設(shè)有限公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，陜西省工程監(jiān)理有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)施工全過(guò)程監(jiān)理，建安工程由陜西建工安裝集團(tuán)有限公司承建。該工程采用國(guó)際領(lǐng)先的硅烷流化床法生產(chǎn)多晶硅，該生產(chǎn)線是國(guó)內(nèi)唯一一條直接由三氯氫硅（TCS）生成硅烷氣（SiH4）的系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)能耗低、設(shè)備投入少，廠區(qū)占地面積小，成本低，運(yùn)行自動(dòng)化程度高，安全性能好，本項(xiàng)目的建成填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)空白。

據(jù)介紹，該工程以爭(zhēng)創(chuàng)中國(guó)有色金屬工業(yè)優(yōu)質(zhì)工程為質(zhì)量目標(biāo)。工程質(zhì)量均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，觀感質(zhì)量良好，并從環(huán)保、安全、高效以及人性化等理念出發(fā)，積極創(chuàng)新、積極推廣使用新技術(shù)、新材料和新工藝。本工程應(yīng)用的建筑十大新技術(shù)有：鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)虛擬預(yù)拼裝技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)防火防腐技術(shù)、基于BIM的管線綜合技術(shù)、工業(yè)化成品支吊架技術(shù)、機(jī)電管線及設(shè)備工廠化預(yù)制技術(shù)、薄壁金屬管道新型連接安裝施工技術(shù)等。

該工程投入使用后，滿足使用功能要求并收獲良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

一絲不茍保障施工重點(diǎn)、難點(diǎn)質(zhì)量

據(jù)承建單位陜西建工安裝集團(tuán)介紹，陜西有色新材料項(xiàng)目硅烷20區(qū)精餾工程的施工重點(diǎn)和難點(diǎn)不少，他們均積極采取相應(yīng)措施，努力確保施工質(zhì)量。

1.工藝管道方面，有20多種介質(zhì)且多為易燃易爆、100多種壓力等級(jí)、18種管道規(guī)格、8種管道材質(zhì)、8萬(wàn)多米管道長(zhǎng)度……如果采用傳統(tǒng)的試壓模式，將無(wú)法按照工期要求完成施工。針對(duì)此種情況，施工單位采用了先進(jìn)的管理模式，以管道試壓包為載體，有效地對(duì)所有管線無(wú)死角把控，確保了工程進(jìn)度和質(zhì)量。

精餾工程實(shí)體圖

2.工程中的Tube管道屬于薄壁無(wú)油不銹鋼管，本工程主要應(yīng)用于硅烷實(shí)驗(yàn)室硅烷氣輸送管路，主要工程量包括316不銹鋼管（Φ6*1.2mm）380m，316不銹鋼管（Φ8*1.6mm）578m，各類焊接VCR接頭400多個(gè)，焊接閥門(mén)375個(gè)。工藝要求不允許在焊縫處有滯緩、堆積發(fā)生，焊縫余高控制在0mm～0.3mm，潔凈度要求極高。為保證施工質(zhì)量，確保施工進(jìn)度，節(jié)約施工成本，施工單位采用無(wú)絲自熔焊焊接技術(shù)，Tube無(wú)損檢測(cè)合格率100%，氣密性試驗(yàn)一次合格。

3.針對(duì)本工藝中硅烷氣，設(shè)計(jì)壓力4.0MPa，是一種易燃、易爆介質(zhì)，對(duì)泄漏率要求極高，一旦泄露在常溫下便會(huì)著火，泄漏后局部聚集時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸。采用常規(guī)的氮?dú)饣蛘邏嚎s空氣檢漏不能滿足工況要求，尤其是在帶料試車時(shí)，容易發(fā)生安全事故。為確保硅烷氣管道系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行，防止安全事故發(fā)生，施工單位采用氦氣對(duì)硅烷氣管線進(jìn)行檢測(cè)，系統(tǒng)試車一次成功。

4.本工程工藝管道溫度控制非常重要，故采用泡沫玻璃對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行保冷，適用溫度范圍：-180℃～400℃。泡沫玻璃具有重量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸水率低、不燃燒、不霉變、強(qiáng)度高、耐腐蝕、無(wú)毒、物理化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，其使用壽命等同于建筑物使用壽命，是一個(gè)既安全又經(jīng)久耐用的節(jié)能環(huán)保材料，被譽(yù)為節(jié)能工程的“黑珍珠”。

5.管道上的法蘭、閥門(mén)、人孔、手孔和附件等由于經(jīng)常拆卸和檢修部位需要保冷，故應(yīng)為內(nèi)保冷層固定（并安裝防潮層）和外保護(hù)層可拆卸式的保冷結(jié)構(gòu)，為日后檢修維護(hù)拆裝提供方便。

6.本工程施工工藝要求，所有的物料不能接觸水分和油漬，但是工藝管道在投產(chǎn)前進(jìn)行的管道試壓時(shí)大部分采用的是水試壓，并且很難將管道內(nèi)的積水全部清理干凈，管道中殘留水分會(huì)和多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中的物料如HCL、HCLO等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不僅會(huì)腐蝕管道內(nèi)壁和附屬設(shè)備，影響生產(chǎn)物料質(zhì)量，而且在一定溫度、壓力作用下，還會(huì)形成水合物或者油脂的皂化反應(yīng)，出現(xiàn)堵塞或損壞閥門(mén)附件事故，給管道運(yùn)營(yíng)帶來(lái)極大的安全隱患，嚴(yán)重影響工藝管道的安全平穩(wěn)運(yùn)行。工藝管道干燥的主要目的是將清管掃線后殘存的液態(tài)和氣態(tài)水清除，并且不能將油漬帶入工藝系統(tǒng)。工藝管道干燥合格的標(biāo)準(zhǔn)是水露點(diǎn)小于-20℃。因此，施工單位最終決定采用無(wú)油壓縮機(jī)進(jìn)行管道干燥，系統(tǒng)投料試車一次合格。

7.本工程焊接量達(dá)到6萬(wàn)吋口，為加大管道預(yù)制深度、確保施工工期，提高工程質(zhì)量，采用了1+2移動(dòng)式管道工作站集成化預(yù)制施工技術(shù)。1+2移動(dòng)式管道工作站結(jié)合BIM技術(shù)的應(yīng)用，將工藝管道施工的預(yù)制深度從20%～30%提升到50%～60%，減少了現(xiàn)場(chǎng)工作量，焊縫合格率大幅提升，外觀成型好，縮短安裝工期，本項(xiàng)目工藝管道現(xiàn)場(chǎng)集成化預(yù)制施工技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，焊縫探傷一次合格率達(dá)100%。

8.精餾工程為爆炸危險(xiǎn)性環(huán)境，電氣工程施工質(zhì)量，關(guān)乎廠區(qū)生產(chǎn)和作業(yè)人員安全。電氣、儀表配管采用Y型隔爆密封盒進(jìn)行防爆區(qū)域隔爆密封。Y型隔爆密封盒密封填料施工要求：完成后向電纜施加電纜外徑（mm）20倍的外力（N），持續(xù)6小時(shí)，電纜位移量不超過(guò)6mm。項(xiàng)目部采用可視化視頻文件對(duì)操作人員進(jìn)行交底，直觀有效，保證操作一次到位；專用的密封堵料灌具從水平和垂直兩個(gè)方向進(jìn)行灌入，保證堵料填充密實(shí)。

9.本工程精餾工程全部為鋼結(jié)構(gòu)，需要預(yù)埋的螺栓數(shù)量特別大，由支模班組先支模板，固定好模板后由技術(shù)人員用測(cè)量?jī)x器在支好的模板上用醒目的顏色筆標(biāo)出螺栓軸線和螺栓頂標(biāo)高的位置，并且由作業(yè)人員制作單個(gè)螺栓定位模具，然后再開(kāi)始安裝螺栓，鋼結(jié)構(gòu)及設(shè)備安裝一次合格。

正是由于施工單位對(duì)各種細(xì)節(jié)考慮周全，在施工過(guò)程中一絲不茍，項(xiàng)目取得了今日之成功，獲得部?jī)?yōu)工程的榮譽(yù)實(shí)至名歸。