多晶硅設(shè)備是信息產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料，屬于高耗能和高污染產(chǎn)品，其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，多晶硅生產(chǎn)在潔凈、環(huán)保、節(jié)能、安全等各方面都有嚴(yán)格的要求和控制;在多晶硅的生產(chǎn)過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制物料的泄露，做好密封技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，應(yīng)用最為廣泛的密封技術(shù)主要有：墊片密封、填料密封、機(jī)械密封。
多晶硅生產(chǎn)設(shè)備密封技術(shù)應(yīng)用
1 墊片密封
由于生產(chǎn)物料的特殊性，在多晶硅生產(chǎn)工藝中設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與管道、管道與管道之間的連接主要采用螺栓法蘭墊片連接，法蘭連接中最主要的密封元件是墊片，造成泄漏的根本原因是由于接觸面上存在間隙，而接觸面兩側(cè)的壓力差、濃度差則是泄漏的推動(dòng)力。由于泄漏面的形式及加工精度等因素的影響，密封面上存在間隙在所難免，這就造成密封面不完全吻合，從而發(fā)生泄漏。要減少泄漏，就必須使接觸面最大程度地嵌合。
螺栓法蘭墊片連接密封是通過(guò)擰緊螺栓，造成法蘭與墊片接觸表面及其墊片內(nèi)部較大的壓緊應(yīng)力，從而一方面使墊片表面與法蘭表面緊密貼合、填滿法蘭表面的微間隙，另一方面減小墊片材料的孔隙率。墊片與法蘭密封面由于墊片壓緊應(yīng)力不足、法蘭密封面粗糙、管道的熱變形、機(jī)械變形以及振動(dòng)等都會(huì)造成墊片與法蘭密封面之間的貼合不嚴(yán)而發(fā)生界面泄漏。此外，螺栓法蘭連接在操作工況下由于溫度、壓力的作用，螺栓變形伸長(zhǎng)，墊片蠕變松弛、回彈能力下降，墊片材料的老化、變質(zhì)等亦會(huì)造成墊片與法蘭密封面之間的界面泄漏。如果選用的墊片材料組織疏松，致密性差，材料間存在微小間隙，在壓力的作用下很容易被介質(zhì)滲透。
墊片密封泄露處理中，需根據(jù)密封泄漏的原因采取相應(yīng)的措施，如果只是輕微泄露，只需緊固墊片法蘭面連接處的螺栓，使其墊片與法蘭面之間更好的貼合;如果墊片失效，需更換墊片，墊片的選用需根據(jù)法蘭面的密封型式、尺寸規(guī)格、密封等級(jí)及相應(yīng)的要求需用合適的墊片，通常選用的墊片主要為金屬纏繞墊、金屬石墨墊、四氟乙烯墊，在工藝管道及高溫介質(zhì)管道中禁用石棉墊片。墊片密封時(shí)需使兩法蘭面正對(duì)，墊片處于法蘭面間正中位置，緊固過(guò)程中對(duì)角、均勻用力。
由于工藝管道中物料大多為有毒有害、易燃易爆、腐蝕性危險(xiǎn)化學(xué)品，在墊片密封泄漏處理中安全性顯得尤為重要，墊片密封泄漏處理中需正確穿戴防毒面具，防止泄漏造成的人身傷害。更換墊片需對(duì)墊片密封處泄壓置換，置換合格方可更換，針對(duì)更換墊片中可能出現(xiàn)物料的泄漏、噴濺、著火現(xiàn)象，及時(shí)做好相應(yīng)的防護(hù)措施。更換墊片注意安全的同時(shí)，需保證密封面的潔凈度，更換墊片時(shí)清潔密封面及墊子，防止墊片及密封面處污染物的帶入對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生污染，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
2 填料密封
填料密封在多晶硅生產(chǎn)中主要用于機(jī)器和設(shè)備運(yùn)動(dòng)部分等動(dòng)密封，它能適應(yīng)各種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、螺旋運(yùn)動(dòng)及靜止元件的密封，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便。填料密封中存在的問題主要有：一、徑向壓力分布不均，摩擦磨損嚴(yán)重;二、應(yīng)力松弛現(xiàn)象嚴(yán)重;三、密封工作的穩(wěn)定性差;四、不定型硅進(jìn)入，磨損填料;五、振動(dòng)影響。
改進(jìn)措施主要有：改進(jìn)徑向壓緊力密封結(jié)構(gòu);采用組合填料;優(yōu)化還原爐控制參數(shù)，避免不定性硅產(chǎn)生。
填料密封泄露后需更換填料密封，首先對(duì)設(shè)備停機(jī)、泄壓，松開填料壓蓋，用專用工具清理舊填料，裝入新密封填料，緊固填料壓蓋。填料的組合與安裝對(duì)密封的效果和使用壽命影響很大，在填料的組合和安裝過(guò)程中，需考慮：填料的組合方式、切割填料的尺寸、填料的裝填方式、壓蓋螺栓預(yù)緊力。
在選擇填料時(shí)密封材料需具備一定的條件：一定的塑性，在壓緊力作用下能產(chǎn)生一定的徑向力并與緊密軸接觸;有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，不污染介質(zhì)，填料不被介質(zhì)泡脹，填料中的浸漬劑不被介質(zhì)溶解，填料本身不腐蝕密封面;填料自潤(rùn)滑性能良好，耐磨，摩擦系數(shù)小;軸存在少量偏移時(shí)，填料有足夠的浮動(dòng)彈性;制造簡(jiǎn)單、填裝方便。
3 機(jī)械密封
機(jī)械密封是靠一對(duì)或幾對(duì)垂直于軸作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力(或磁力)作用下保持接合并配以輔助密封而達(dá)到阻漏的軸封裝置。機(jī)械密封性能可靠，泄露量小，使用壽命長(zhǎng)，功耗低。毋須經(jīng)常維修，且能適應(yīng)于生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和高溫，低溫，高壓，真空，高速以及各種強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，含固體顆粒介質(zhì)等苛刻工況的密封要求。
4 密封泄漏主要檢漏方法
在實(shí)際應(yīng)用中，常用密封檢漏方法主要為：氣泡檢漏法、壓力變化檢漏法。氣泡檢漏法主要是將設(shè)備或管道沖入氮?dú)饣驓錃饧訅褐烈欢▔毫?，在填料函、法蘭連接處等密封點(diǎn)噴發(fā)泡劑(如洗潔精)，檢查有無(wú)氣泡。壓力變化檢漏法主要是將設(shè)備或管道沖入氮?dú)饣驓錃饧訅褐烈欢▔毫?，通過(guò)檢查被檢件的內(nèi)部壓力在一定溫度、時(shí)間內(nèi)的壓力變化，判斷被檢件密封情況。
5 結(jié)語(yǔ)
由于多晶硅生產(chǎn)工藝中生產(chǎn)物料的特殊性，特別是高溫、高壓下的氯硅烷、氫氣，采用的密封技術(shù)往往不是單一的，而是多種密封技術(shù)的組合，如填料密封和機(jī)械密封的組合，處理密封泄漏過(guò)程中需考慮安全性。本文介紹了多晶硅生產(chǎn)中常用的三種密封技術(shù)、密封泄漏的處理方法及注意事項(xiàng)，為控制泄漏提供一定的參考價(jià)值。
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