多晶硅生产设备安装前清洗

多晶硅生产设备安装前清洗

一、多晶硅项目设备清洗的目的、意义

多晶硅生产对环境及设备的清洁要求十分高。生产工艺过程比较复杂。尤其是塔器设备，对产品的质量影响极为重要。为了保证一次性开车投产顺利，保证产品质量，在设备的安装过程中，对设备及管线等重要设备的清洗工作需要十分严谨。在清洗过程中，使每个环节质量都达到标准，避免开车质量事故的发生，最大限度地降低调试费用。

针对不同的工艺要求、不同的设备材质以及不同的设备类型，清洗处理要求和达到的基本标准（要求达到无油、无水与无尘的三无要求）也不同。同时符合《脱脂工程施工及验收规范》和《工业设备化学清洗质量标准》。根据项目公司和十一设计院的具体要求本项目的清洗可分为一般清洗和洁净清洗。

多晶硅设备的清洗主要工艺为酸洗、脱脂、钝化、干燥等，其中最关键是脱脂工艺和干燥技术。油脂和水对多晶硅的产品有巨大影响。因此在多晶硅设备的清洗中，以脱脂工艺和干燥工艺为要点。主要清洗还原炉、氢化炉、CDI设备；合成车间、还原氢化车间、精馏系统、中间罐、管道等主要设备。并且为了保证脱脂和干燥的质量，多晶硅设备清洗需要对单台设备进行单台清洗并验收后，再进行安装。

二、污垢主要对多晶硅影响因素

1、油脂：在多晶硅生产过程中，油分子对多晶硅的危害十分严重。实际证明，整个工艺系统几ppm的油含量就可能造成多晶硅质量严重降低，甚至会造成系统污染累积。因此，多晶硅设备的脱脂工艺尤为重要。

2、水分：水中含有大量的氯离子，氯离子对多晶硅制造工艺十分敏感。设备及系统干燥工艺很关键。

3、氯离子残留：水和其他溶液在设备表面残留的氯离子对多晶硅系统设备影响巨大。因此，在清洗后对设备进行纯水冲洗工艺十分重要。

4、氧化物、灰尘其他杂质：其他污垢的存在，对多晶硅的生产影响也很大。因此，在设备清洗过程中，采用酸洗工艺对其他污垢进行清洗十分必要。

三、国内大、中型化工生产装臵清洗现状

国外对设备、管道的清洗十分重视，有专门从事清洗的研究机构。在国外，设计单位在设计化工工艺流程及要求时已经将清洗考虑了进去，并做了概算及投资。清洗方式也有单一的水力清洗发单调发展到化学清洗、机械清洗等。世界各国对清洗行业的组织形式是多种多样的，从单个零件到整个装臵的清洗，既有专业化学清洗公司，也有企业自行组织的清洗队伍。有的设备、管道及零部件需经常定期清洗，并且部分生产设备本身就装有固有的清洗装臵，清洗技术的应用有了很大的进步。

生产多晶硅的工艺较多，各个国家生产厂家在开发新技术、进行技术改造的同时，通过对设备的清洗来降低能耗和保证多晶硅的产品质量。提高设备运转率，延长使用寿命，争取以最低的能耗，生产出合格的多晶硅产品。

四、多晶硅装臵开车前化学清洗的意义

新建多晶硅装臵中的设备、管线、精馏塔、槽、还原炉、氢化炉在制造、储存、运输和安装过程中会产生大量的污物。这些污物主要有：油脂、扎制鳞片、氧化皮、泥沙、焊渣、焊药、防锈油及表面涂层等。其中焊渣、焊药的主要成分为钛、锰、铬、铁等金属氧化物，而切削油和防锈油及表面涂层则是一些高分子

有机物。

新建多晶硅设备进行化学清洗，不仅要进行高要求的除油脂处理，而且还要进行化学清洗和钝化保护处理。随着缓蚀技术的发展，金属设备在化学清洗过程中的腐蚀损失已降到了很小，最终的钝化处理将有助于减小设备运行中的腐蚀。另外，同酸洗时的腐蚀相比，轧制鳞片、氧化锈皮、泥沙、焊渣、防锈油及涂层等引起的设备运行事故更加具有危险性。由于化学清洗之后，得到了干净的金属表面，因而能更快的生产出合格的产品，工厂由此获得的经济效益将大大超过清洗的投资费用。目前，各种新建装臵尤其是高温、高压设备、大型设备和生产工艺要求比较高的设备和管线，再投产前都要进行化学清洗。不仅要清洗设备本体，而且要清洗那些与设备连接有可能把污物带入的其他管道和设备。同样，我们认为多晶硅装臵不仅要清洗工艺系统，其它附属设备的化学清洗和钝化处理对设备的运行安全和寿命意义重大，因此，应将所有的设备必须进行化学清洗。

五、多晶硅设备主要清洗项目

1、还原炉、氢化炉的清洗脱脂钝化干燥

2、CDI系统设备的清洗脱脂钝化干燥

3、还原氢化车间设备的清洗脱脂钝化干燥

4、合成车间设备（不锈钢）的清洗脱脂钝化干燥

5、精馏工序设备的清洗脱脂钝化干燥

6、中间罐区的清洗脱脂钝化干燥

7、管道系统的清洗脱脂钝化干燥

六、附件奥氏体不锈钢设备的化学清洗和钝化

附件：

奥氏体不锈钢设备的化学清洗和钝化

摘要:

从奥氏体不锈钢的钝化机理入手,分析了钝化膜存在的意义、破坏机理和防护措施,给出了参考的清洗钝化剂配方、清洗钝化工艺、操作注意事项,明确了奥氏体不锈钢钝化膜质量的检验方法。

关键词:

奥氏体不锈钢;清洗;钝化;钝化膜;质量检验

奥氏体不锈钢设备在加工、制作和使用过程中,因高温氧化、介质腐蚀等原因,其表面会产生明显颜色不均匀的斑痕或腐蚀痕迹,或出于美观要求,奥氏体不锈钢常常需要进行化学清洗和钝化处理,使设备表面形成完整均匀的表面钝化膜,以提高材料的美观性和耐腐蚀性能,延长不锈钢使用寿命。本文从不锈钢钝化原理入手,就不锈钢清洗方法、钝化工艺以及表面钝化膜质量和均匀性检验开展讨论。

1.奥氏体不锈钢酸洗钝化的原理

奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和优良的冷热加工性能,广泛用于各类具有防腐蚀和美观要求的设备以及其它容器、设备和机具的制造,表面的钝化膜质量和均匀性,对其耐腐蚀影响很大。

1.1钝化机理

金属经氧化性介质处理,在其表面生成均匀致密的氧化膜,并使腐蚀速度比未处理前有显著下降的现象称金属的化学钝化。钝化机理可以用薄膜理论解释为:钝化

是由于金属与氧化性介质发生电化学反应,在金属表面上生成一层薄而致密、覆盖性良好、附着力强的氧化物膜层,即“钝化膜”;钝化膜独立存在, 通常是氧和金属的化合物, 主要成分为CrO3、FeO与NiO,它是不锈钢防腐蚀的基本屏障,是腐蚀介质扩散的阻挡层,而并不是把金属与腐蚀介质完全隔开,钝化膜具有动态特征,通常在有还原剂(如氯离子)情况下倾向于破坏膜,而在氧化剂(如空气)存在时能保持或修复膜[ 1 ] 。

1.2钝化膜的破坏

奥氏体不锈钢表面经氧化性介质钝化处理后其表面上形成的钝化膜,在具有起活化作用的Cl- 、Br- 、F- 等卤素离子存在的条件下,易遭到破坏而失去原有的耐蚀性能和装饰性能。其中Cl- 对不锈钢钝化膜的破坏作用最强,同时Cl- 在水中普遍存在,这也就是奥氏体不锈钢设备使用过程中要求Cl- 质量分数不超过25 μg/g 的原因之一,同时要求奥氏体不锈钢不能用盐酸等高氯离子含量的酸进行酸洗。奥氏体不锈钢在化学清洗后或压力容器水试压后,若不能及时将残水清除干净,也要求使用Cl- 质量分数不超过25μg/g的水冲洗设备。

1.3奥氏体不锈钢的化学清洗和钝化

奥氏体不锈钢酸洗和钝化常常是同步完成的,一般采用氧化性较强的硝酸为主剂的清洗钝化剂,如需要钝化的设备表面含有油脂、有机物和其他酸不易溶解的物质,为了提高酸洗和钝化膜质量,要求在钝化前,对被钝化表面进行除油清洗处理。

1.4清洗钝化剂和酸洗钝化膏配方

清洗钝化剂1: 20%硝酸+ 5%氢氟酸+ 75%水

清洗钝化剂2: 5%硝酸+ 2%重铬酸钾+ 93%水

清洗钝化剂3: 20%硝酸+ 10%氢氟酸+ 70%水