馬咸會

青海黃河上游水電開發(fā)有限責任公司新能源分公司，青海西寧 810000

多晶硅是一種合成化學物質(zhì)，單質(zhì)硅融化后通過遇冷條件凝固，硅原子通過金剛石晶格的形態(tài)形成晶核，晶核中不同晶面取向的晶粒組合就是多晶硅。多晶硅在光伏材料的使用中有很高的市場占有率，根據(jù)純度的不同，多晶硅又被分為電子級和其他級，電子級多晶硅是太陽能電池使用的主流材料，隨著新能源的發(fā)展，多晶硅的應用將會越來越廣泛，需求也越來越大[1]。國家相關部門出臺了對企業(yè)標準的要求，提出了對多晶硅生產(chǎn)企業(yè)的最低產(chǎn)量要求，因此，現(xiàn)有不符合生產(chǎn)規(guī)模的多晶硅企業(yè)需要進行技術改造，項目改造中的管道施工設計是我們需要重點關注的問題。

1 多晶硅項目工程的特征及特點

多晶硅生產(chǎn)企業(yè)通常位于海拔較高地區(qū)，氣溫具有晝夜溫差大、冬暖夏涼以及日照充足的特點，在實施管道施工作業(yè)時，施工現(xiàn)場交叉作業(yè)多，周邊地理環(huán)境復雜，尤其是在改擴建項目中，管道工程存在鋼結(jié)構與土建結(jié)構交叉作業(yè)情況，此外需要對生產(chǎn)區(qū)域附近的工藝管道開展施工防火工作，再加上對管道的高潔凈度要求進一步提升了施工的難度。

2 電子級多晶硅項目管道施工

2.1 施工工序的要求

電子級多晶硅項目管道施工中施工程序的設定，需要根據(jù)項目特點及所在地的地理環(huán)境特征而決定，施工當中首要環(huán)節(jié)就是管道的清潔度要求。管道施工的第一步是進行管道的預制和安裝，這個過程當中，需要及時充入氮氣以保護管道避免生銹。在進行管道焊接時，通過射線做探傷檢查，管道必須符合設計的規(guī)定，成型后的管道焊接外口需要具備美觀性，管道試壓過程當中也要確保管道的清潔度。

2.2 電子級多晶硅項目管道施工技術與要求

2.2.1 施工材料的驗收和準備

確保施工圖紙已經(jīng)通過會審和自審環(huán)節(jié)，且施工中所需的技術文件與設計方案齊全；在工程開工前，施工方案必須已經(jīng)過相關部門的批準，且對施工人員進行技術培訓和安全交底，以確保工程的順利完工。此外，多晶硅項目管道施工中所需要的器具準備齊全，勞動力、施工材料以及施工環(huán)境都要和工程需要相匹配，施工條件能夠確保連續(xù)施工作業(yè)。尤其是在工程中施工的特種工必須持證上崗，確保工程的工序符合技術要求標準；進行施工前，工人及技術人員應當確保設備的就位，對施工方位進行核對，確保現(xiàn)場施工條件與設計圖紙中的尺寸規(guī)格保持一致。

在多晶硅管道施工過程中需要大量的設備組件，包括管子、法蘭管件、墊片、緊固件、支吊架、閥門等。在施工開展前，工人必須對施工組件進行產(chǎn)品規(guī)格名稱和質(zhì)量的嚴格核對。核對要素包括且不限于鋼的牌號、爐號、標準號甚至交貨狀態(tài)，以及是否具有技術監(jiān)督部門的合格印記。對管道材料的表面，有不得出現(xiàn)裂紋、夾渣、重皮、縮孔等缺陷的要求。此外，機械損傷以及銹蝕凹陷深度應當控制在相應厚度偏差范圍內(nèi)；管道施工中使用到的緊固件不能存在螺紋不完整或者毛刺、浮銹、裂紋等現(xiàn)象，具體應當以將螺母不使用工具能夠旋出全部螺紋為準。

2.2.2 管道閥門的檢驗和安裝

多晶硅管道工程施工中，閥門的正確安裝是施工的重要環(huán)節(jié)之一，閥門選取有如下要求：一種是廠家清洗過的，一種是沒有預清洗過的，如果選用的閥門是廠家未經(jīng)過預先清洗的，施工時需要通過現(xiàn)場試壓程序和外觀檢查，閥門的外觀檢查應該符合無凹陷、無蜂窩麻面、無銹蝕、無裂紋、無砂眼的標準，法蘭連接閥門應當沒有縱向劃痕；此外歪斜、變形、卡澀現(xiàn)象也不應當出現(xiàn)在閥門閥桿中，確保所有的安全閥的鉛封完好并持有合格證書；如果選用的閥門是已經(jīng)過廠家清洗的，檢驗程序就可以省略現(xiàn)場試壓環(huán)節(jié)，只要對其外觀進行檢查即可。

針對管道閥門試壓方法，應當把握以下原則采取抽檢方式，同時滿足不低于10%和不少于2個的標準。對于直徑小于40mm的低壓閥門不需要進行試壓測試，只需做好外觀檢查。其余閥門管件則需要逐個進行試壓試驗與外觀檢查。

閥門安裝前，必須通過檢查確定填料壓蓋螺栓留有足夠的調(diào)節(jié)余量；在進行管道與閥門的焊接作業(yè)時，焊接閥門要保持開放狀態(tài)以防止過熱變形；以法蘭或螺紋方式進行閥門與管道連接時應當保持閥門處在關閉狀態(tài)；進行放空閥螺紋密封焊時也保持放開狀態(tài)；按照介質(zhì)流向的要求，對有方向要求的閥門確定安裝方向；如果閥門手輪方向沒有作明確要求的，必須使手門方向不朝下，方便操作與外形美觀即可；閥門安裝前應該根據(jù)設計的要求對型號進行核對；安全閥的安裝方式是垂直安裝；水平管道上只能裝升降式止回閥，旋啟式止回閥的運用就比較廣泛，既可以在垂直管道也可以在水平管道安裝；在進行過濾器安裝時，應當考慮過濾網(wǎng)的拆卸清洗需要，確保底部有足夠操作空間。

2.2.3 管道的安裝

管道安裝必須以完成與管道相關的土建工程為前提。通過設備安裝檢驗合格實行中間業(yè)務的交接手續(xù)；確保閥門等預制件內(nèi)部已經(jīng)清理完畢且驗收合格；管道安裝需要遵循以下原則：安裝過程中，應遵循先下層后上層、先主管后支管、先難后易的路徑。原則上通過管道從里向外適配與設備相連；視圖和剖視圖是管道安裝的重要憑據(jù)，尤其需要重點關注介質(zhì)流向的坡度和處置材料閥門安裝方向。通過檢查法蘭密封墊片與法蘭密封面，剔除有斑點劃痕缺陷的法蘭件；進行管道安裝時，需要采用固定的支架并通過卡具進行固定接縫，接縫中不得使用加熱管子，通過多層墊片的方式來消除空隙偏差、缺口、不同心度等缺陷；管子施工時使用同一法蘭做到安裝方向的一致性，法蘭與螺母在螺栓緊固后不得有契縫存在，法蘭聯(lián)接要與管道保持同心，法蘭間需要保持平行，距離控制在法蘭外徑的1.5%且小于2mm；密封時，每個螺栓使用的墊圈不超過1個，使用臨時墊片代替在安全閥、調(diào)節(jié)閥、止回閥與其他儀表件連接處所用的墊片，在系統(tǒng)氣密時再用正式墊片替換。

2.2.4 管道焊接

管道焊接是整個管道施工質(zhì)量的關鍵點，管道焊接工人必須具備相應的焊接資格，這對確保施工的按時按量完成至關重要。焊接設備的準備應當要充分滿足工程的需求，尤其要適應工程施工高峰期需求。施工前，必須對所有的焊接設備進行性能調(diào)試，確保設備的各項計量儀表完好、性能狀況良好，保持隨時能投入使用的狀態(tài)。工程中使用的焊材必須建立專門的焊材庫進行保管，且焊材必須有產(chǎn)品合格證和質(zhì)量保證證書。焊接過程中加溫設備和備除濕機為工程開展的必要配置，焊接施工環(huán)境必須保持一定的干燥度。在施工條件不符合要求的時候，可以制作小型焊接防護棚保證施工環(huán)境，滿足環(huán)境要求相對濕度小于90%，焊縫高度的要求為焊接厚度的70%以下，并且同時滿足小于6mm的要求。

焊接工藝方面也有著嚴格的要求。通常采用承接焊和對接焊兩種方式。在起弧時氬弧焊把應當提前送氣，在焊件上引弧是不被允許的；焊接工人在熄弧前應當先切斷電流，保持接頭處始終處于氣體的保護中；一旦有夾鎢現(xiàn)象出現(xiàn)在焊接過程中，應當立即停止焊接工作，及時更換鎢極并磨去缺損處；一定規(guī)格以下的對接焊口應當采取全部鎢級氣體對焊面進行保護，一定規(guī)格以上的管道可以進行手工電弧焊蓋面并采用鎢極氣體保護焊接打底；電弧長度在施焊過程中應當保持最小，搜收弧時注意將熔池填滿保持接頭以保證焊接質(zhì)量，多層焊的焊接頭應當錯開；應在管道焊接時，表面引燃電弧試驗電流。

焊縫外觀檢驗的標準是熔池兩邊實現(xiàn)平滑過渡且焊縫外觀成形良好，焊縫表面的高度不得低于母材表面，且焊縫的寬度不超過坡口邊緣的2mm。焊縫表面不允許有咬邊、夾渣、氣孔、裂紋的存在；焊縫咬邊總長不超過焊縫長度10%。在外觀檢查合格后，應當進行無損檢測。通過抽檢，同一名焊工施工的焊縫，一旦發(fā)現(xiàn)有一道不合格，再進行抽檢，一旦出現(xiàn)多道焊縫不合格的現(xiàn)象，則應當對該焊工施工的所有施工焊縫進行檢驗。

3 電子級多晶硅項目管道施成果保護

在多晶硅管道工程施工過程中與物料發(fā)生接觸的管道按照要求清洗標準均為一級或三級；所有施工人員使用的工具和手套不能帶有水和油脂；在完成管道預制后，經(jīng)過一級清洗的管道通過防腐公司進行內(nèi)層噴砂后再次進入清洗公司進行清洗作業(yè)，在安裝前經(jīng)過監(jiān)理和業(yè)主的檢查確認；通過干燥壓縮氣體清理安裝管道，并清洗所有的螺栓，使用無水酒精清潔安裝墊片；在預制管道的過程中，先將儀表一次元件的開孔工作落實到位。

4 結(jié)語

近年來，我國多晶硅行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，但是因為歷史原因，多晶硅材料的核心生產(chǎn)技術長期被發(fā)達國家掌握，導致我國大多數(shù)多晶硅廠家的生產(chǎn)規(guī)模較小，且多晶硅的產(chǎn)品規(guī)格不高。因為企業(yè)規(guī)模小所以在一定程度上限制了技術研發(fā)的投入，因此針對高水準多晶硅生產(chǎn)設備的改造需求市場很大，把握好技術施工要點對推進我國電級多晶硅的生產(chǎn)具有重大意義。