內(nèi)襯不銹鋼鋼覆面的設(shè)計(jì)探討

邢建鋒

（中核第四研究設(shè)計(jì)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(duì)液體貯存和輸送過(guò)程中泄漏液體的收集；

5）方便對(duì)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(hù)周邊環(huán)境的安全；

7）盡量減少建筑物退役過(guò)程中產(chǎn)生的有毒、有害物質(zhì)，降低退役過(guò)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(guò)程中要對(duì)材料成本、耐腐蝕性能、機(jī)加工和焊接性能等綜合因素進(jìn)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(wú)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(jī)酸和無(wú)機(jī)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(guò)程中要著重考慮鋼板的價(jià)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(jìn)步，除非有特殊要求，鋼板的單價(jià)一般以噸/元進(jìn)行計(jì)價(jià)，薄厚不同的鋼板的單價(jià)差別越來(lái)越不明顯。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，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(jì)。

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(shí)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(diǎn)在于施工速度較快，缺點(diǎn)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(shí)、漲模等缺陷，施工質(zhì)量難以保證，除非特殊部位或特殊場(chǎng)所，一般較少采用。

后貼法施工工藝即土建施工完成后在進(jìn)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(guò)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(diǎn)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(hù)方便，在工程設(shè)計(jì)和施工中較多采用

4 內(nèi)襯不銹鋼覆面設(shè)計(jì)過(guò)程中需注意的一些問(wèn)題

4.1 龍骨的設(shè)計(jì)

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(jiàn)圖1。

圖1 龍骨設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

考慮龍骨材料的經(jīng)濟(jì)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(jì)的一條重要原則是布置過(guò)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(guò)熱引起成分改變影響強(qiáng)度。根據(jù)《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)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(guò)程中相鄰兩道焊縫的間距不小于100mm，如在布置中實(shí)在無(wú)法達(dá)到，可考慮通過(guò)通過(guò)加強(qiáng)檢測(cè)手段來(lái)彌補(bǔ)可能產(chǎn)生的缺陷。

覆面板設(shè)計(jì)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(guò)大，過(guò)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(jì)

陰角指的是凹進(jìn)去的墻角，又叫內(nèi)角。鋼覆面設(shè)計(jì)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(duì)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(jìn)行預(yù)制鋼板的安裝。陰角的結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖2

圖2 陰角設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

4.4 陽(yáng)角的設(shè)計(jì)

陰角指的是凸進(jìn)去的墻角，又叫外角。鋼覆面設(shè)計(jì)中陽(yáng)角一般出現(xiàn)在墻面與柱面、門(mén)框、窗框之間的夾角及設(shè)備基礎(chǔ)上周邊的尖角。陽(yáng)角鋼覆面的設(shè)計(jì)一般通過(guò)土建預(yù)埋角鋼實(shí)現(xiàn)，一次成型，不進(jìn)行二次處理。陽(yáng)角的結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖3 。

圖3 陽(yáng)角設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 積液坑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

4.5 設(shè)備基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)

敷設(shè)鋼覆面的房間，不可避免的會(huì)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(huì)高出地面100～200mm，這就形成了一種獨(dú)立基礎(chǔ)，對(duì)鋼覆面的設(shè)計(jì)和施工會(huì)造成很大的影響和不便。一般在設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中陽(yáng)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(jì)過(guò)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(wú)墊板造成施工困難和焊接缺陷。設(shè)備基礎(chǔ)的機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖4。

4.6 積液坑的設(shè)計(jì)

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(jiàn)附圖4。

4.7 檢驗(yàn)方法的選取

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

4.7.1 液體滲透檢測(cè) (PT)

液體滲透檢測(cè)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(xì)管作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，滲透液可以滲透進(jìn)表面開(kāi)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(xì)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(shí)，(黃綠色熒光或鮮艷紅色)，從而探測(cè)出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。液體滲透(PT)檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在：

可檢測(cè)金屬、非金屬、磁性、非磁性等各種材料；

可檢測(cè)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(cè)費(fèi)用低。

4.7.2 射線照相檢驗(yàn)（RT）

射線檢測(cè)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(shí)的衰減特性，當(dāng)將強(qiáng)度均勻的射線從被檢件的一面注入其中時(shí)，由于缺陷與被檢件基體材料對(duì)射線的衰減特性不同，透過(guò)被檢件后的射線強(qiáng)度將會(huì)不均勻，用膠片照相、熒光屏直接觀測(cè)等方法在其對(duì)面檢測(cè)透過(guò)被檢件后的射線強(qiáng)度，即可判斷被檢件表面或內(nèi)部是否存在缺陷（異質(zhì)點(diǎn)）。射線檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在：

檢測(cè)結(jié)果直觀；缺陷定性比較容易，定量、定位也比較方便；

檢測(cè)結(jié)果可以保存；

適用對(duì)象廣，金屬、非金屬、復(fù)合材料均可進(jìn)行檢測(cè)。

5 結(jié)論

總之，內(nèi)襯不銹鋼覆面設(shè)計(jì)中，不僅要考慮設(shè)計(jì)選材的經(jīng)濟(jì)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(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題，將所有可能出現(xiàn)的問(wèn)題在設(shè)計(jì)階段進(jìn)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，成大先主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2008年4月；

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

[3]《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》JB/T4730.1～4730.6-2005 國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)布