某多晶硅工厂损坏工艺管道的修复方法

摘 要 多晶硅生产中，管道损坏事故经常会发生，但多晶硅产品纯度高，工艺管道洁净要求严格，如何快速，准确采取损坏管道的修复方法即成为为多晶硅行业生产中一项课题。通过一起某多晶硅工厂工艺管道损坏后采取的修复方法和说明，对多晶硅行业的管道施工或修复提供了积极借鉴参考。

关键词 多晶硅；洁净；管道；修复

中图分类号：TQ127.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）16-0094-02

1 损坏情况

1.1 现场勘查情况

某多晶硅工厂，在还原MSA工序的一次事故中，由于工艺介质泄漏，最后引起爆鸣、燃烧，对MSA工序工艺管道、阀门、仪表等造成震动、腐蚀等损坏。在置换吹扫时，进行做了5bar压力检查，未发现明显泄漏或异常。随后组织工厂建设单位、设计单位、本公司的专家到现场查看，设计院建议无法确定损害情况就全部更换过火损坏管道，共计866 m。

1.2 工艺管道损坏情况

1.2.1 外观损坏特别严重管道

通过现场排查，6#还原炉尾气切断阀至尾气总管、废气切断阀至废气总管的管道已经发生明显变形及变色（失去金属本色）；6#还原炉废气支管与废气总管连接附近，废气总管上出现长约10 ㎝的裂缝，有明显泄漏。

1.2.2 外观损坏严重管道（燃烧影响）

5#、6#还原炉对应副跨上方管廊所有管道（主要包括尾气、废气、安全泄放气、氢气、氮气、TCS、高温水、仪表气、开工置换气及公用工程管道，每种管道长约12 m），5#还原炉安全泄放气、尾气、开工置换气支管，连接5#、6#气控台的氢气、氮气、TCS管道，30-TK102顶部连接的进出TCS、压料氢、废气、安全泄放气管道等受到爆炸震动、腐蚀及高温燃烧影响，管道已经发生不同程度的变色（金属本色改变），材料的性质可能已经发生了改变，继续使用会存在很大的安全隐患，严重影响使用寿命。

1.2.3 外观一般损坏管道

MSA工序二副跨除以上两种损坏外，其他工艺管道主要受到震动、腐蚀等影响，从外观无法判断造成的损坏及缺陷。车间已经清除保温并做5bar氮气检查，未发现异常或泄漏。其他区域管道类似被腐蚀情况也相同。

2 管道损伤对工艺系统影响

2.1 管道损伤统计

经过对现场的仔细勘查及初步打压（氮气低压气密试验），统计出现场管道情况如表1。

2.2 损害管道对系统的影响分析

依据以上管道的统计，损坏管道包括主工艺介质管道（氢气、TCS、尾气），该部分管道修复处理不好直接影响系统洁净，最终影响生产产品质量。整个生产系统将需要重新清洗处理，才可能达到生产要求。

3 管道修复方案

3.1 修复方案确定

结合公司对生产复产需求和对管道修复专业性的讨论，原设计院建议有以下弊病。

1）管道全部更换修复，约需要长达4个月时间，结合目前管道、管件及施工单位实际情况，很可能进度推迟，导致复产时间推后。

2）更换866 m管道费用较高，施工难度大，组织施工人员困难。

3）大量管道、阀门、仪表需要重新洁净清洗，且清洗后还远达不到这些已经长期运行冲洗的管道洁净，并带清洗费用增加。

3.2 针对这些弊病，采取以下方法修复管道

1）对损坏特别严重（变形较大，烧损时间较长）的管道及阀门、仪表等进行更换，每种介质管道更换长度从本体延伸约10 m～12 m。

2）更换管道所有焊接点根据标准要求进行相应探伤、耐压试验等检测，对所有受到腐蚀的管道做除锈并刷防腐漆，未进行更换的管道，需进行耐压及泄漏性试验检测合格。

3）对外观损坏未变形，只是发生位移的管道焊缝进行100%拍片物理强度检验，检验合格的不进行更换。

4）对外观损坏不严重的管道进行洁净度检查，以验证此类管道不需要再清洗。

5）通过前期工程施工的经验，对修复管道完全按照管道清洗要求进行清洗检测，拆除前进行置换吹扫，切割时采用低低压氮气充灌，切割留下的接口采用特殊封堵进行密封保护，有效防止杂物进入完好管道部分。安装施工完全安全洁净管道施工要求进行，最好按照压力管道进行无损检测和压力试验，确保管道修复完好，详细情况如表2。

3.3 确保安全更换管道的置换方案

为避免在管道更换切割过程中，发生安全事故，需要对更换管道进行置换，检测合格后，封堵隔绝后并在氮气保护下方可切割管道。

3.4 管道清洗要求

根据HG-T-2387-2007《工业设备化学清洗质量标准》、HG20202-2000《脱脂工程施工及验收规范》 及建设方要求并实际情况编制而成，仅适用于不锈钢管线的清洗（含脱脂、酸洗、干燥、保护等）。管道清洗请蓝星清洗专业技术人员现场指导，现场人员进行清洗，完全节约安装费用。清洗等级均为洁净清洗，清洗现场的环境进行特殊要求，清洗工作开始后无关人员禁止入内，清洗场地的洁净车间相对封闭，避免灰尘和杂物的进入。管道按分区域分位置，按未清洗、脱脂后PIG清洗、脱脂后冲洗、酸洗、酸洗后冲洗、包封各工序划区域摆放。

所有清洗废液全部回收至清洗场地中和池，中和后排放至排污池严格按照工业污水要求进行统一污水处理，有效避免污染其他水源。

4 管道修完后生产情况

管道修复完成后，提前进入生产，以下对以前及修复后的生产产品质量比对如表3。

5 结束语

通过采取这一系列的措施，MSA工序损坏管道用时一个半月完成修复工作，极大的节约了工期和费用。由上表可以证明修复后产品质量没有受影响，其中30-R108还原炉为管道修复的重点，从现有开炉产品质量说明整个生产系统未受污染，进一步证明该项洁净管道修复完全成功。目前该工厂生产已经运行3个月，修复的管道无任何跑、冒、滴、漏现象发生，为该厂的成功按计划复厂作出贡献，并为同行业的损坏管道修复提供了成功经验和借鉴。

参考文献

[1]HG-T-2387-2007工业设备化学清洗质量标准.

[2]HG20202—2000脱脂工程施工及验收规范.

[3]GB 50235-2010工业金属管道工程施工规范.

[4]GB 150-2011压力容器.

作者简介

李涌（1970-），男，机械设备高级工程师，现供职于昆明冶研新材料股份有限公司。

顾国宝（1978-），男，机械工程师，现供职于昆明冶研新材料股份有限公司。