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

本刊記者 張小紅｜文

陜西有色新材料項目硅烷20區(qū)精餾工程以爭創(chuàng)中國有色金屬工業(yè)優(yōu)質(zhì)工程為質(zhì)量目標(biāo)，在施工過程中，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)濟效益和社會效益。

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

陜西有色新材料項目建設(shè)不僅意義重大，它是貫穿陜西有色集團公司“十二五”至“十三五”規(guī)劃的戰(zhàn)略投資項目，也是集團完善光伏產(chǎn)業(yè)鏈、將集團打造成為國家級微電子硅材料研究開發(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）優(yōu)質(zhì)工程”獎。本文主要介紹硅烷20區(qū)精餾工程。

工程簡介

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

據(jù)介紹，該工程以爭創(chuàng)中國有色金屬工業(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)濟效益和社會效益。

一絲不茍保障施工重點、難點質(zhì)量

據(jù)承建單位陜西建工安裝集團介紹，陜西有色新材料項目硅烷20區(qū)精餾工程的施工重點和難點不少，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、18種管道規(guī)格、8種管道材質(zhì)、8萬多米管道長度……如果采用傳統(tǒng)的試壓模式，將無法按照工期要求完成施工。針對此種情況，施工單位采用了先進的管理模式，以管道試壓包為載體，有效地對所有管線無死角把控，確保了工程進度和質(zhì)量。

精餾工程實體圖

2.工程中的Tube管道屬于薄壁無油不銹鋼管，本工程主要應(yīng)用于硅烷實驗室硅烷氣輸送管路，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，焊接閥門375個。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，確保施工進度，節(jié)約施工成本，施工單位采用無絲自熔焊焊接技術(shù)，Tube無損檢測合格率100%，氣密性試驗一次合格。

3.針對本工藝中硅烷氣，設(shè)計壓力4.0MPa，是一種易燃、易爆介質(zhì)，對泄漏率要求極高，一旦泄露在常溫下便會著火，泄漏后局部聚集時會發(fā)生爆炸。采用常規(guī)的氮氣或者壓縮空氣檢漏不能滿足工況要求，尤其是在帶料試車時，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)運行，防止安全事故發(fā)生，施工單位采用氦氣對硅烷氣管線進行檢測，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，故采用泡沫玻璃對冷卻系統(tǒng)進行保冷，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、強度高、耐腐蝕、無毒、物理化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點，其使用壽命等同于建筑物使用壽命，是一個既安全又經(jīng)久耐用的節(jié)能環(huán)保材料，被譽為節(jié)能工程的“黑珍珠”。

5.管道上的法蘭、閥門、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）和外保護層可拆卸式的保冷結(jié)構(gòu)，為日后檢修維護拆裝提供方便。

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)前進行的管道試壓時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，管道中殘留水分會和多晶硅生產(chǎn)過程中的物料如HCL、HCLO等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不僅會腐蝕管道內(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)堵塞或損壞閥門附件事故，給管道運營帶來極大的安全隱患，嚴(yán)重影響工藝管道的安全平穩(wěn)運行。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)是水露點小于-20℃。因此，施工單位最終決定采用無油壓縮機進行管道干燥，系統(tǒng)投料試車一次合格。

7.本工程焊接量達到6萬吋口，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移動式管道工作站集成化預(yù)制施工技術(shù)。1+2移動式管道工作站結(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，本項目工藝管道現(xiàn)場集成化預(yù)制施工技術(shù)達到國內(nèi)先進水平，焊縫探傷一次合格率達100%。

8.精餾工程為爆炸危險性環(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，電纜位移量不超過6mm。項目部采用可視化視頻文件對操作人員進行交底，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方向進行灌入，保證堵料填充密實。

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)人員用測量儀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)人員制作單個螺栓定位模具，然后再開始安裝螺栓，鋼結(jié)構(gòu)及設(shè)備安裝一次合格。

正是由于施工單位對各種細(xì)節(jié)考慮周全，在施工過程中一絲不茍，項目取得了今日之成功，獲得部優(yōu)工程的榮譽實至名歸。