工艺管理
在多晶硅生产工艺中
相关设备密封技术的应用探讨张云华周云山张光成（昆明冶研新材料股份有限公司，云南曲靖655011）
摘要：多晶硅生产过程中的原料和介质，大多属于有毒、有害、易燃、易爆、蚀性危险化学品，在洁净、环保、节能、安全等方面都有严格要求和控制，在实际生产过程中须保证零泄漏率，密封技术在生产中的应用显得光为重要。本文对密封技术在多晶硅生产工艺中相关设备的应用进行探讨和分析，为控制多晶硅生产中的泄露提供一定的参考。
关键词：多晶硅；设备；密对技术
多晶硅是信息产业和光伏产业的基础材料，属于高耗能和高污染产品，其生产工艺复杂，多晶硅生产在洁净、环保、节能、安全等各方面都有严格的要求和控制；在多晶硅的生产过程中，必须严格控制物料的露，做好密封技术在实际生产中的应用，应用最为广泛的密封技术主要有：垫片密封、填料密封、机械密封。
1垫片密封
由于生产物料的特殊性，在多晶硅生产工艺中设备与设备、设备与管道、管道与管道之间的连接主要采用螺栓法兰垫片连接，法兰连接中最主要的密封元件是垫片，造成泄漏的根本原因是由于接触面上存在间隙，面而接触面两侧的压力差、浓度差则是泄漏的推动力。由于泄漏面的形式及加工精度等因素的影响，密封面上存在间隙在所难免，这就造成密封面不完全吻合，从而发生泄漏。要减少泄漏，就必须使接触面最大程度地嵌合。
螺栓法兰垫片连接密封是通过拧紧螺栓，造成法兰与垫片接触表面及其垫片内部较大的压紧应力，从面一方面使垫片表面与法兰表面紧密贴合、填满法兰表面的微间隙，另一方面减小垫片材料的孔隙率。垫片与法兰密封面由于垫片压紧应力不足、法兰密封面粗糙、管道的热变形、机械变形以及振动等都会造成垫片与法兰密封面之闻间的贴合不严而发生界面泄漏。此外，螺栓法兰连接在操作工况下由于温度、压力的作用，螺检变形伸长，垫片蠕变松弛、回弹能力下降，垫片材料的老化、变质等亦会造成垫片与法兰密封面之间的界面漏。如果选用的垫片材料组织疏松，致密性差，材料闻存在微小间隙，在压力的作用下很容易被介质渗透。
垫片密封泄露处理中，需根据密封泄漏的原因采取相应的措施，如果只是轻微泄露，只需紧固垫片法兰面连接处的螺栓，使其垫片与法兰面之间更好的贴合，如果垫片失效，需更换垫片，垫片的选用需根据法兰面的密封型式、尺寸规格、密封等级及相应的要求需用合适的垫片，通常选用的垫片主要为金属缠绕垫、金属石墨垫、四氟乙烯垫，在工艺管道及高温介质管道中禁用石棉垫片。垫片密封时需使两法兰面正对，垫片处于法兰面间正中位置，紧固过程中对角、均匀用力。
由于工艺管道中物料大多为有毒有害、易燃易爆、腐蚀性危险化学品，在势片密封泄滞处理中安全性显得尤为重要，垫片密封泄漏处理中需正确穿戴防毒面具，防止泄漏造成的人身伤害。更换垫片需对垫片密封处泄压置换，置换合格方可更换，针对更换垫片中可能出现物料的泄漏、喷溅、着火现象，及时做好相应的防护措施。更换垫片注意安全的同时，需保证密封面的洁净度，更换势片时清洁密封面及垫子，防止垫片及密
封面处污染物的带人对生产产生污染，影响产品质量。 100|万伤题2017年04月
2填料密封
填料密封在多品硅生产中主要用于机器和设备运动部分等动密封，它能适应各种旋转运动、往复运动、螺旋运动及静止元件的密封，结构简单，拆装方便。填料密封中存在的向题主要有：一、径向压力分布不均，摩擦磨损严重，二、应力松弛现象严重，密封工作的稳定性差：四、不定型硅进人，磨损填料，五、振动影响。改进措施主要有：改进径向压紧力率封结构：采用组合填料；优化还原炉控制参数，避免不定性硅产生。
填料密封泄露后需更换填料密封，首先对设备停机、泄压，松开填料压盖善，用专用工具清理旧填料，装入新密封填料，紧固填料压盖。填料的组合与安装对密封的效果和使用寿命影响很大，在填料的组合和安装过程中，需考虑：填料的组合方式、切割填料的尺寸、填料的装填方式、压盖螺栓预紧力。
在选择填料时密封材料需具备一定的条件：一定的塑性，在压紧力作用下能产生一定的径向力并与紧密轴接触；有足够的化学稳定性，不污染介质，填料不被介质泡胀，填料中的浸渍剂不被介质溶解，填料本身不腐蚀密封面；填料自润滑性能良好、耐磨，摩擦系数小；轴存在少量偏移时，填料有足够的浮动
弹性；制造简单、填装方便。 3机械密封
机械密封是靠一对或几对重直于轴作相对运动的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用下保持接合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。机械密封性能可靠，泄露量小，使用寿命长，功耗低。毋须经常维修，且能适应于生产过程自动化和高温，低温，高压，真空，高速以及各种强腐蚀性介质，
含固体颗粒介质等苛刻工况的密封要求。 4密封泄漏主要检漏方法
在实际应用中，常用密封检漏方法主要为；气泡检漏法、压力变化检漏法。气泡检漏法主要是将设备或管道冲人氮气或氢气加压至一定压力，在填料函，法兰连接处等密封点喷发泡剂(如洗洁精)，检查有无气泡。压力变化检漏法主要是将设备或管道冲入氟气或氢气加压至一定压力，通过检查被检件的内部压力在一定温度、时间内的压力变化，判断被检件密封情况。 5结语
由于多晶硅生产工艺中生产物料的特殊性，特别是高温，高压下的氟硅烷、氢气，采用的密封技术往往不是单一的，而是多种密封技术的组合，如填料密封和机械密封的组合，处理密封泄漏过程中需考虑安全性。本文介绍了多晶硅生产中常用的三种密封技术、密封泄漏的处理方法及注意事项，为控制泄
漏提供一定的参考价值。参考文献：
[1]林峰,实用密封手册[M]第一版，上海，上海科学技术出版社，2008.
[2]巍龙，密封技术[M].第二版，北京，化学工业出版社， 2010
[3]李磊，机械密封技术在化工行业中的应用[J]科技风， 2011.