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工藝管道潔凈控制施工

文檔作者：陳華張紅云文檔來源：陜西建工安裝集團有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年04月07日
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Chenmical Intermediate當代化工研究 82 工藝與設備 2017·05工藝管道潔凈控制施工＊陳華 張紅云（陜西建工安裝集團有限公司 陜西 710000）摘要：目前多晶硅需求量日益增大。多晶硅生產過程中對設備及工藝管線的潔凈度要求極其嚴格，尤其是油分子和重金屬離子，太陽能級的多晶硅純度要求為99.9999%（俗稱6個9）以上，電子級更是達到99.999999999%（俗稱11個9），因此對工藝管道系統的設備、管道、管件、閥門等清潔度的保障是安裝工程質量的關鍵，施工的每個階段都必須保持管道及設備的潔凈。關鍵詞：工藝管道；潔凈控制中圖分類號：T 文獻標識碼：AConstruction Methods for the Cleanness Control of Process PipeChen Hua, Zhang Hongyun（Shanxi Construction Project Installation Group co., ltd, Shanxi, 710000）Abstract：Electronic grade polycrystalline silicon is the most basic raw material for information industry and new energy industry and itsdemand is constantly increasing. In the process of polycrystalline silicon production, the requirement for the cleanness of equipment and processpipeline is extremely strict, especially for the oil molecule and heavy metal molecule, besides, the purity requirement for the solar-grade polycrystallinesilicon is above 99.9999%(commonly known as six 9) and that of electric-grade is above 99.999999999%(commonly known as eleven 9), therefore,the cleanness guaranteeing of the equipment, pipe, pipe fitting and valve etc. of process pipe system is the key guaranteeing the quality of installationproject, furthermore, for each stage of construction, the cleanness of pipe and equipment must be guaranteed.Key words：process pipe；cleanness control1.工法特點與傳統工藝管道施工技術相比較，具有以下特點：(1)首次將絡合清洗法應用于安裝施工領域，保證了工藝管道系統內管道、閥門、法蘭、管件的內部潔凈度，并且不會形成過腐蝕及氫脆。清洗后材料全部采用潔凈包封；(2)清洗后的管道系統加工、組對全部在自制的裝置區潔凈室內完成，管廊架上的固定焊口施工在室外管廊潔凈室內完成，有效控制了施工環境，避免了二次污染；(3)管道焊接作業時采用了特制氣體保護裝置，使焊縫在焊接過程中始終處于高純氬氣的保護之下，確保管道內部焊縫周圍不變色無氧化。2.施工工藝流程及操作要點(1)施工工藝流程圖1 施工工藝流程圖(2)操作要點①預制加工A.所有進場材料必須具有制造廠的質量證明書，其質量要求不得低于國家現行標準的規定。B.在清洗前根據圖紙能預制加工的管道，盡可能全部預制，以減少現場組對工作量，避免二次污染。C.管道預制全部按照技術人員繪制的管段圖進行，嚴格控制加工尺寸，預制件自由端預留5～10mm加工余量。D.碳鋼管道公稱直徑小于DN100時，采用機械砂輪切割機鋸割；公稱直徑大于DN100時，采用氧炔焰燒割；不銹鋼管道采用專用切割機或手持砂輪切割機切割；管道坡口全部采用專用坡口機，坡口倒角55o±5o。管道坡口加工盡量在管道清洗前進行。E.因為清洗采用浸入循環工藝，為滿足清洗預制件所帶彎頭不得多于2個，以利于清洗液循環流暢。②絡合清洗A.確定清洗方式目前，國內設備及管道清洗大多采用酸洗、鈍化方式，藥劑選用無機酸與金屬表面的氧化物反應，生成溶于水的鹽，再利用NaOH、Na3PO3等堿性鹽和金屬反應，在表面生產致密鈍化層。這種方法的特點是反應速度快，條件簡單，缺點是容易造成過腐蝕，使母材有效壁厚減薄，鈍化膜表面易殘留Na+、P+。絡合清洗原用于工業生產行業，我公司經多次試驗、調節配比，首次將絡合清洗用于施工領域的工藝管道清洗過程。管道、閥門、法蘭、管件等采用槽浸循環清洗方式。主要藥劑選用有機化合物，不含Na+、P+，藥劑只和金屬表面氧化物反應，不會形成過腐蝕及氫脆。萬方數據2017·05 工藝與設備 Chenmical Intermediate 83 當代化工研究圖2 槽浸式絡合清洗現場圖B.絡合清洗工藝流程絡合清洗工藝流程見圖2。圖3 清洗工藝流程圖C.絡合清洗工藝操作要點及檢測方法、指標a.粗脫脂：將管道、管件等置于三氯乙烯溶液槽內或注滿清洗物內部，溫度為常溫，時間控制在2～3小時，然后用熱風將管道及設備吹干，溫度40～50℃，用水銀溫度計檢測，干燥后用濾紙檢測，無油污時為合格。b.精脫脂：藥劑采用脂肪醇聚氧乙烯醚溶液，溫度控制在40℃～50℃，時間控制在4～5小時，PH值控制在9～11之間。c.水沖洗：用自來水沖洗管道或設備內部，用紫外燈照射內表面，呈現紫光時合格。d.絡合除銹：藥劑選用EDTA（乙二胺四乙酸鈉）溶液，反應控制在溫度40℃～50℃，PH值控制在1～4之間，時間8～10小時，檢測溶液內Fe+濃度（控制相鄰兩次測定值基本相等，否則要更換反應溶液），檢測方式為取樣化驗，查看分光光度計檢測報告。e.漂洗：藥劑用檸檬酸溶液，控制溶液PH值3.5～4，反應溫度70℃～75℃，時間3～4小時，檢測溶液內鐵離子濃度（300～350 mg/L），查看分光光度計檢測報告。f.氨塞沖洗：藥劑選用氨水溶液，控制溶液PH值8～9，溫度55～60℃，時間2～3小時。g.鈍化：藥劑選用雙氧水溶液，溫度控制在80～90℃，控制溶液PH值9～10之間，反應時間6～8小時，檢驗方法為目測清洗物內部，鈍化層致密完整時為合格。h.超純水沖洗：用電阻率p≤12MΩ.cm的超純水沖洗內部，要求水流均勻，沖洗徹底干凈。③管道組對、焊接A.在裝置區和室外管廊筑建潔凈操作室清洗后管道組對、焊接應在潔凈操作室內完成。操作室獨立封閉，并設置FFU空氣凈化裝置，以保證操作室內環境的潔凈。潔凈操作室構筑要點：潔凈室采用夾芯彩鋼板制作，每塊板的邊框均為凹槽，板與板之間（橫縫、豎縫）均以中置鋁料連接；轉角處以弧形過渡，避免死角，四周邊框密閉，保證潔凈度。操作室分為換衣區和操作區，配備定時換氣設備和清掃設備，操作室制作完成后對室內地、墻、空間進行一次徹底清掃，達到無積塵后進行施工，在施工過程中潔凈操作室內應專人清掃，要求達到無油、無水與無塵的三無要求，保證潔凈室的密封和清潔。B.制作管道內部氣體保護裝置(簡稱氣室)為防止管道內壁在焊接區域二次氧化，確保管道系統的潔凈度和焊接質量，制作了焊接專用的管道內部氣體保護裝置（見圖5），管道對口時提前將氣室放入管道內，從不銹鋼管一端進氣口充進高純氬氣（99.999%），通過氣室中間氬氣分布器使氬氣均勻排向焊口周圍，在被焊接區域形成嚴密保護，使空氣被嚴格隔離，從而形成焊后焊口內壁不被氧化不變色，仍為母材金屬本色。焊槍硅膠密封圈 氬氣分布器 管道 硅膠密封圈不銹鋼管擋板膠管氬氣瓶壓力表擋板出氣孔圖5 管道內部氣體保護裝置氣室制作要點：左右兩端用δ＝1.2mm鍍鋅鋼板加工成外徑比管道內徑小20mm的圓形擋板，兩塊擋板中間夾兩層δ＝2mm的不含CL+的硅膠板，硅膠板外徑比管道內徑大8mm，從而在管道接口部位形成一個密封區封閉保護氣體；氣室中間的氬氣分布器寬度為50～80mm，直徑小于管道內徑20～30mm，左右擋板用δ＝1.2mm鍍鋅鋼板加工，外徑比管道內徑小10mm，分布器沿軸向均布3～4個氣孔，兩排氣孔周向間距8～10mm，氣室中間用φ22mm不銹鋼 圖4 裝置區潔凈操作室萬方數據Chenmical Intermediate當代化工研究 84 工藝與設備 2017·05管道加工成進氣管，端頭加工成絲扣，可用于加長。C.管道組對焊接a.管道焊接采用氬弧焊焊接工藝。鎢極氬弧焊氬氣的純度不應低于99.9%，氬氣的流量應符合焊接作業指導書的要求。管道對接焊口的組對應做到內壁齊平，內壁錯邊量不宜超過壁厚的10%，且不大于2mm；當內壁錯邊量超差或外壁錯邊量大于3mm時，按要求修整。組對間隙選擇2~3mm。b.將氣體保護裝置對稱于接口放置于管道內部。c.管道內部充入氬氣置換氣室內空氣，氣流量一般控制在20~25L/min（用氬氣表控制），約5分鐘開始進行定位焊，一般固定焊點按管道周長均勻布置3～4個點，焊接長度以5～10mm為宜。d.為減少焊接中氬氣沿接口處溢出，定位焊后在接口一周粘貼美紋紙。在焊接過程中邊撕邊焊，此措施大量節約氬氣。e.定位焊進行完約5分鐘后(期間內部保護氬氣不間斷)，在起焊部位留20～30mm開始進行打底焊。f.打底焊完成后5～10分鐘進行第二遍焊接作業，第二遍焊接作業起弧點應與第一遍焊接收弧點錯開50mm以上。g.焊接完成后防止高溫氧化產生氧化皮污染潔凈管道，保護氣體持續供氣約2~5分鐘后再停止供氣，拆除管道內部氣室，馬上封堵管口，并在管口處放入事先準備的防銹粉袋。h.作業人員戴潔凈手套清理管口的加工細屑，用無塵布蘸丙酮對管口進行清潔，嚴禁戴不潔凈手套接觸管材內壁。D.潔凈管道現場安裝要求a.管道安裝時，不得強行對口，以免使管道系統產生內應力，使管道變形或致使末端設備因移位而損傷。b.施工現場揚塵大，管道安裝對口、焊接時，必須采取防護隔離措施。現場制作移動潔凈操作室用于管道組對焊接操作。④無損檢測焊縫無損檢測比例及合格等級執行設計文件規定，若設計無規定時，應按照規范執行。焊縫無損檢測應在焊后24小時進行，無損檢測由具備專業資質的檢測人員進行操作，檢測合格后簽發檢測報告。同一管線的焊接接頭抽驗檢驗，若有不合格時應按該焊工的不合格數加倍檢驗，若仍有不合格，則應全部檢驗。⑤管道系統吹掃、試壓管道安裝完成后，應及時進行施壓、吹掃，試驗介質選用無油壓縮空氣或氮氣，管道吹掃壓力要盡可能高一些，以不低于0.6～0.8MPa為宜。吹掃及壓力試驗時，應將系統內設計壓力相近的管道利用閥門及系統自身串聯，在系統聯系點的閥門處加設盲板進行隔離（應設專人進行登記，并做書面記錄），吹掃試壓完后，及時拆除臨時盲板的設施。吹掃檢驗方法為：用無塵布蘸丙酮擦拭管道內壁，肉眼觀察，以無塵布無污染物時為合格。重點注意閥門、三通、彎頭等死角處。⑥驗收及管道系統料洗管道系統吹掃、試壓合格后對工程進行驗收，驗收合格后對系統進行料洗工序，材料選用多晶硅生產原材料SiHCl3溶液，料洗采用不間斷循環方式進行。實驗室對料洗材料抽樣化驗，以樣液和原材料化學成分無差異，液體內無雜質時為合格。3.質量控制(1)更換服裝、鞋、手套、勞保用品進入作業現場。(2)清洗施工區域應相對獨立、封閉，配備專用吊裝設備，施工環境干凈整潔，并配備專用吸塵器等設備打掃。(3)操作人員應經過培訓，熟知相關操作規程，清洗施工過程中嚴格控制清洗液相關參數及清洗時間、溫度。(4)將清洗完成后的管道（管口必須是封閉完好的）需進行焊接作業的管端運入潔凈室，按組對需要擺好位置，并檢查管材標識。(5)拆除需加工端的管帽封頭，取出防銹粉等保護材料，利用清潔干凈的管道坡口機進行管道坡口加工。切割機坡口時，端口部位100mm處要用外包鋁箔紙的干凈白布包封擋，加工完后及時取出封擋物，并清理管道內部雜物。(6)焊縫表面（內、外）余高以不低于母材為原則，最高不能超過1mm。無氣孔、咬頭、夾渣、夾熔氣、弧坑未填滿等缺陷。(7)按設計要求進行100%射線探傷的焊口均需滿足二級焊縫質量要求。(8)焊接電流選擇原則，在不影響焊接質量及滿足焊接操作的情況下，盡量選擇快焊速、小電流施焊，以減少焊接線能量，縮小焊接熱影響區域。(9)管道切割前，應將切口兩側距切口100～150mm處用塑料薄膜封堵，切割完后用無塵布蘸丙酮擦洗斷口區域，此項工作的操作人員帶潔凈手套。(10)管道焊接氣室在放入管道內部前用丙酮擦洗，焊接后焊縫表面呈現金屬原色。(11)不銹鋼管道焊縫外表面及時進行酸洗鈍化處理。(12)試壓吹掃介質必須無水、無油、無塵，選用無油壓縮空氣或氮氣。(13)系統中加設臨時盲堵板時，必須首先經過清洗并檢查確認。 【參考文獻】[1]王衛東.微電子級多晶硅工藝管道潔凈安裝施工技術[J].安裝,2013.[2]雷鵬.多晶硅項目潔凈管道的施工技術[J].石油和化工設備,2015. 【作者簡介】陳華（1973~），男，陜西建工安裝集團有限公司；研究方向：施工管理。((責任編輯孔凡念)

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