本刊記者 張小紅｜文

陜西有色新材料項目硅烷20區(qū)冷氫化工程以爭創(chuàng)中國有色金屬工業(yè)優(yōu)質工程為質量目標，在施工過程中，考慮周全、注重細節(jié)，并積極創(chuàng)新、推廣使用新技術、新材料和新工藝，在確保施工質量的同時，助力國際領先工藝“硅烷流化床法生產多晶硅”發(fā)揮出最佳水平。

陜西有色天宏瑞科硅材料有限責任公司（以下簡稱“天宏瑞科”）是一家集超純硅材料制造、銷售、服務和研發(fā)于一體的中外合資高新技術企業(yè)，成立于2014年7月。2015年5月，公司開工建設電子及光伏新材料產業(yè)化項目（以下簡稱“陜西有色新材料項目”），總投資87 億元。項目引進美國REC 公司全球領先的電子級多晶硅、電子級硅烷氣和粒狀多晶硅生產技術，建設年產500 噸電子級高純硅烷氣、1000 噸電子級多晶硅、18000 噸粒狀多晶硅的硅材料生產線。2017年11月投入試生產。

天宏瑞科生產的電子級硅烷氣質量達到國際領先水平，填補了國內工業(yè)化生產空白，并大幅提升了陜西省硅材料產業(yè)與三星項目的配套能力，公司也成為國內唯一能規(guī)?；a電子級硅烷氣的大型硅材料企業(yè)。公司總經理蘇旭盛表示，公司將致力于電子級硅烷氣和多晶硅的生產，以高純度產品為用戶提供高品質優(yōu)質服務，為中國微電子行業(yè)發(fā)展作出貢獻。

陜西有色新材料項目建設不僅意義重大，而且施工工藝精湛，工程質量稱優(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)質工程”獎。本文主要介紹硅烷20 區(qū)冷氫化工程。

工程簡介

陜西有色新材料項目硅烷20 區(qū)冷氫化工程，由福陸（中國）工程建設有限公司負責設計，陜西省工程監(jiān)理有限責任公司負責施工全過程監(jiān)理，建安工程由陜西建工安裝集團有限公司承建。該項目主要利用四氯化硅（STC）、硅粉及氫氣生產三氯氫硅（TCS），為精餾生產硅烷氣（SiH4）提供原料，采用閉式循環(huán)系統(tǒng)，運行壓力低（2.5MPa），溫度要求較低（500℃左右），自動化程度高，能耗低，參與反應的硅料表面積大、生產效率高，原材料利用率高。

據介紹，該工程以爭創(chuàng)中國有色金屬工業(yè)優(yōu)質工程為質量目標。工程質量均符合設計及規(guī)范要求，觀感質量良好，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、推廣使用新技術、新材料和新工藝。本工程應用的建筑十大新技術有：鋼結構深化設計與物聯(lián)網應用技術、鋼結構虛擬預拼裝技術、鋼結構防火防腐技術、基于BIM 的管線綜合技術、工業(yè)化成品支吊架技術、機電管線及設備工廠化預制技術、金屬風管預制安裝施工技術等。

該工程竣工投入使用后，滿足使用功能要求并收獲良好的經濟效益和社會效益。

保障施工重點、難點質量，助力國際領先工藝

據承建單位陜西建工安裝集團領導介紹，陜西有色新材料項目硅烷20 區(qū)冷氫化工程的施工重點和難點不少，他們均積極采取相應措施，努力確保施工質量，助力國際領先工藝發(fā)揮最佳水平。

1.本工程鋼結構工程量大，柱子高度不一，最高點達57 米，構件繁多，且鋼結構圖紙只給出了主體框架及節(jié)點圖，圖紙需要建模二次深化。項目部通過BIM 三維建模，對設計原圖進行深化，模擬施工工藝，優(yōu)化施工順序，在BIM 模型的基礎上，結合現(xiàn)場實測實量，將鋼結構從整體到每一顆螺栓均在模型中體現(xiàn)，優(yōu)化布設，經設計院審核通過后實施，解決了施工細部節(jié)點處理、弧形管排布及鋼柱梁的復雜節(jié)點錨固、鋼柱梁就位等施工難題。

2.針對800H 鎳金合金管道對環(huán)境要求高、材質特殊等特點，項目部成立“陜安工匠小組”，制定焊接工藝評定報告、采取“小電流多道焊”焊接工藝、編制焊接作業(yè)指導書，對焊接人員培訓、考核。為保證焊接環(huán)境要求，現(xiàn)場搭建了800H 專用焊接工作室，保證了施焊環(huán)境溫度控制在15℃以上；焊接過程采用紅外線測溫槍確保層間溫度控制在170℃以下；焊接坡口角度調整為70°～75°，解決了焊口質量問題，焊縫探傷一次合格率100%。

3.800H 鎳金合金管道材質特殊，熱處理溫度為885℃，比常規(guī)材質高200℃，為保證現(xiàn)場施焊焊口的熱處理質量，每道焊縫根據尺寸、壁厚、部位選用適當?shù)募訜崞蚣訜崂K。測溫采用點焊式熱電偶，并用自動測溫儀記錄熱處理曲線。為保證測量精確將熱電偶點焊至焊縫，確保熱處理過程中恒溫溫度偏差不超過-10℃，且最高溫度不超過885℃。每道焊縫設置3 個熱電偶（120°夾角），均勻加熱（升溫速度控制在295℃/h 以下），3 個熱電偶溫度差不大于±5℃。管道外側用硅酸鋁保溫材料包裹，保溫厚度為150mm，管道內部用硅酸鋁保溫棉封住，防止恒溫斷電后，熱量散失過快造成焊縫出現(xiàn)裂紋（冷卻速度控制在250℃/h 以下），壓力試驗一次通過。

4.R-CON 法蘭是一種全新的高壓自緊式法蘭連接方式，全部英國進口，無備件，采購周期長達半年。本工程R-CON 法蘭規(guī)格最小的1/2 英寸，最大的12 英寸，安裝總量342 套。R-CON法蘭零部件多，施工技術不成熟。本工程R-CON 法蘭應用于高溫高壓系統(tǒng)，法蘭密封性能將直接影響系統(tǒng)的運行安全。項目部專門成立QC 小組并編制了《提高R-CON 法蘭安裝合格率》的QC 方案，使管道氣密性試驗一次合格。

5.本工程焊接量達到3 萬吋口，為加大管道預制深度、確保施工工期、提高工程質量，采用1+2 移動式管道工作站集成化預制施工技術。1+2 移動式管道工作站結合BIM 技術的應用，將工藝管道施工的預制深度從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)場集成化預制施工技術達到國內先進水平，焊縫探傷一次合格率達100%。

6.本工程鋼框架結構，表面噴涂耐火涂料，為防止直接焊接支架，產生鋼構件局部應力和補刷涂料，采用成品支架夾接形式，安裝電氣橋架和管線。加快了施工進度，為檢修維護拆裝提供方便。

7.冷氫化工程施工環(huán)境為爆炸危險環(huán)境，工程電氣施工質量，關乎廠區(qū)生產和作業(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20倍的外力，持續(xù)6 小時，電纜位移量不得超過6 毫米。項目部采用可視化視頻文件對操作人員進行技術交底，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。

8.本工程設備數(shù)量多、體積大、單臺最大重量168T，配合鋼結構框架施工，吊裝難度及成品保護難度大。施工單位以公司總工程師任技術總負責、高級技師工匠為主組成現(xiàn)場作業(yè)團隊，編制專項運輸、吊裝方案，電腦動漫方案論證，制作吊裝吊具，現(xiàn)場配備650噸履帶吊、260 噸汽車吊等各類型運輸、吊裝設備，確保了大型設備的轉運、吊裝一次成功。

此外，在施工過程中，施工單位還編制了行業(yè)工藝標準3 個，編寫省級工法1 個，發(fā)布QC 成果1 個，該QC 成果分別獲得了陜西省建筑業(yè)協(xié)會頒發(fā)的2018年陜西省工程建設優(yōu)秀質量管理小組一等獎，以及中國施工企業(yè)管理協(xié)會頒發(fā)的2018年度工程建設優(yōu)秀質量管理小組二等獎。