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2020-01-02 17:22:44   来源:    点击:

  优质工程为国际领先工艺添翼——记部优工程陕西有色电子及光伏新材料产业化项目硅烷20区冷氢化工程

  陕西有色新材料项目硅烷20区冷氢化工程以争创中国有色金属工业优质工程为质量目标,在施工过程中,考虑周全、注重细节,并积极创新、推广使用新技术、新材料和新工艺,在确保施工质量的同时,助力国际领先工艺“硅烷流化床法生产多晶硅”发挥出最佳水平。

  陕西有色天宏瑞科硅材料有限责任公司(以下简称“天宏瑞科”)是一家集超纯硅材料制造、销售、服务和研发于一体的中外合资高新技术企业,成立于2014年7月。2015年5月,公司开工建设电子及光伏新材料产业化项目(以下简称“陕西有色新材料项目”),总投资87亿元。项目引进美国REC公司全球领先的电子级多晶硅、电子级硅烷气和粒状多晶硅生产技术,建设年产500吨电子级高纯硅烷气、1000吨电子级多晶硅、18000吨粒状多晶硅的硅材料生产线。2017年11月投入试生产。

  天宏瑞科生产的电子级硅烷气质量达到国际领先水平,填补了国内工业化生产空白,并大幅提升了陕西省硅材料产业与三星项目的配套能力,公司也成为国内唯一能规模化生产电子级硅烷气的大型硅材料企业。公司总经理苏旭盛表示,公司将致力于电子级硅烷气和多晶硅的生产,以高纯度产品为用户提供高品质优质服务,为中国微电子行业发展作出贡献。

  陕西有色新材料项目建设不仅意义重大,而且施工工艺精湛,工程质量称优,其硅烷20区精馏工程、硅烷20区冷氢化工程分别荣获“2017~2018年度有色金属工业(部级)优质工程”奖。本文主要介绍硅烷20区冷氢化工程。

  工程简介

  陕西有色新材料项目硅烷20区冷氢化工程,由福陆(中国)工程建设有限公司负责设计,陕西省工程监理有限责任公司负责施工全过程监理,建安工程由陕西建工安装集团有限公司承建。该项目主要利用四氯化硅(STC)、硅粉及氢气生产三氯氢硅(TCS),为精馏生产硅烷气(SiH4)提供原料,采用闭式循环系统,运行压力低(2.5MPa),温度要求较低(500℃左右),自动化程度高,能耗低,参与反应的硅料表面积大、生产效率高,原材料利用率高。

  据介绍,该工程以争创中国有色金属工业优质工程为质量目标。工程质量均符合设计及规范要求,观感质量良好,并从环保、安全、高效以及人性化等理念出发,积极创新、推广使用新技术、新材料和新工艺。本工程应用的建筑十大新技术有:钢结构深化设计与物联网应用技术、钢结构虚拟预拼装技术、钢结构防火防腐技术、基于BIM的管线综合技术、工业化成品支吊架技术、机电管线及设备工厂化预制技术、金属风管预制安装施工技术等。

  该工程竣工投入使用后,满足使用功能要求并收获良好的经济效益和社会效益。

  保障施工重点、难点质量,助力国际领先工艺

  据承建单位陕西建工安装集团领导介绍,陕西有色新材料项目硅烷20区冷氢化工程的施工重点和难点不少,他们均积极采取相应措施,努力确保施工质量,助力国际领先工艺发挥最佳水平。

  1.本工程钢结构工程量大,柱子高度不一,最高点达57米,构件繁多,且钢结构图纸只给出了主体框架及节点图,图纸需要建模二次深化。项目部通过BIM三维建模,对设计原图进行深化,模拟施工工艺,优化施工顺序,在BIM模型的基础上,结合现场实测实量,将钢结构从整体到每一颗螺栓均在模型中体现,优化布设,经设计院审核通过后实施,解决了施工细部节点处理、弧形管排布及钢柱梁的复杂节点锚固、钢柱梁就位等施工难题。

  2.针对800H镍金合金管道对环境要求高、材质特殊等特点,项目部成立“陕安工匠小组”,制定焊接工艺评定报告、采取“小电流多道焊”焊接工艺、编制焊接作业指导书,对焊接人员培训、考核。为保证焊接环境要求,现场搭建了800H专用焊接工作室,保证了施焊环境温度控制在15℃以上;焊接过程采用红外线测温枪确保层间温度控制在170℃以下;焊接坡口角度调整为70°~75°,解决了焊口质量问题,焊缝探伤一次合格率100%。

  3.800H镍金合金管道材质特殊,热处理温度为885℃,比常规材质高200℃,为保证现场施焊焊口的热处理质量,每道焊缝根据尺寸、壁厚、部位选用适当的加热片或加热绳。测温采用点焊式热电偶,并用自动测温仪记录热处理曲线。为保证测量精确将热电偶点焊至焊缝,确保热处理过程中恒温温度偏差不超过-10℃,且最高温度不超过885℃。每道焊缝设置3个热电偶(120°夹角),均匀加热(升温速度控制在295℃/h以下),3个热电偶温度差不大于±5℃。管道外侧用硅酸铝保温材料包裹,保温厚度为150mm,管道内部用硅酸铝保温棉封住,防止恒温断电后,热量散失过快造成焊缝出现裂纹(冷却速度控制在250℃/h以下),压力试验一次通过。

  4.R-CON法兰是一种全新的高压自紧式法兰连接方式,全部英国进口,无备件,采购周期长达半年。本工程R-CON法兰规格最小的1/2英寸,最大的12英寸,安装总量342套。R-CON法兰零部件多,施工技术不成熟。本工程R-CON法兰应用于高温高压系统,法兰密封性能将直接影响系统的运行安全。项目部专门成立QC小组并编制了《提高R-CON法兰安装合格率》的QC方案,使管道气密性试验一次合格。

  5.本工程焊接量达到3万吋口,为加大管道预制深度、确保施工工期、提高工程质量,采用1+2移动式管道工作站集成化预制施工技术。1+2移动式管道工作站结合BIM技术的应用,将工艺管道施工的预制深度从20%~30%提升到50%~60%,减少了现场工作量,焊缝合格率大幅提升,外观成型好,缩短安装工期。本项目工艺管道现场集成化预制施工技术达到国内先进水平,焊缝探伤一次合格率达100%。

  6.本工程钢框架结构,表面喷涂耐火涂料,为防止直接焊接支架,产生钢构件局部应力和补刷涂料,采用成品支架夹接形式,安装电气桥架和管线。加快了施工进度,为检修维护拆装提供方便。

  7.冷氢化工程施工环境为爆炸危险环境,工程电气施工质量,关乎厂区生产和作业人员安全。电气、仪表配管采用Y型隔爆密封盒进行防爆区域隔爆密封。Y型隔爆密封盒密封填料施工要求:完成后向电缆施加电缆外径20倍的外力,持续6小时,电缆位移量不得超过6毫米。项目部采用可视化视频文件对操作人员进行技术交底,直观有效,保证操作一次到位;专用的密封堵料灌具从水平和垂直两个方向进行灌入,保证堵料填充密实。

  8.本工程设备数量多、体积大、单台最大重量168T,配合钢结构框架施工,吊装难度及成品保护难度大。施工单位以公司总工程师任技术总负责、高级技师工匠为主组成现场作业团队,编制专项运输、吊装方案,电脑动漫方案论证,制作吊装吊具,现场配备650吨履带吊、260吨汽车吊等各类型运输、吊装设备,确保了大型设备的转运、吊装一次成功。

  此外,在施工过程中,施工单位还编制了行业工艺标准3个,编写省级工法1个,发布QC成果1个,该QC成果分别获得了陕西省建筑业协会颁发的2018年陕西省工程建设优秀质量管理小组一等奖,以及中国施工企业管理协会颁发的2018年度工程建设优秀质量管理小组二等奖。

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