內襯不銹鋼鋼覆面的設計探討

邢建鋒

（中核第四研究設計工程有限公司，050021）

不銹鋼覆面，是指在一些建筑物的某些重要或有特殊要求的房間內地面、墻面和頂棚上敷設一層不銹鋼板，將不銹鋼板作為房間的內部襯里，其作用主要體現在：

1）作為房間耐酸堿腐蝕的屏障；

2）作為房間內輸送或貯存液體的一道安全措施；

3）防止房間內貯存或輸送的液體發生泄漏后向墻面、地面滲入；

4）方便對液體貯存和輸送過程中泄漏液體的收集；

5）方便對發生泄漏事故后的墻面、地面沾污的清洗和去污；

6）防止有毒有害物質的遷移，保護周邊環境的安全；

7）盡量減少建筑物退役過程中產生的有毒、有害物質，降低退役過程中的廢物量。

1 內襯不銹鋼覆面材料的選取

內襯不銹鋼覆面材料選取過程中要對材料成本、耐腐蝕性能、機加工和焊接性能等綜合因素進行考慮。一般設施中建議選用0Cr18Ni9（AISI 304）不銹鋼。該種材料屬于奧氏體不銹鋼，具有良好的冷、熱加工性能、無磁性并有好的低溫性能，具有足夠的耐晶間腐蝕能力，在氧化性酸(HNO3)中具有優良的耐蝕性，在堿溶液和大部分有機酸和無機酸中以及大氣、水、蒸汽中耐蝕性亦佳。是不銹鋼的主體鋼種，其產量約占不銹鋼總產量曲30%以上，廣泛應用于食品用設備，一般化工設備，原子能用工業設備。

2 內襯不銹鋼覆面鋼板厚度的選取

鋼板厚度選取過程中要著重考慮鋼板的價格，鋼板的誤差及鋼板的可焊性等因素。隨著加工技術的不斷進步，除非有特殊要求，鋼板的單價一般以噸/元進行計價，薄厚不同的鋼板的單價差別越來越不明顯。根據設計經驗，筆者建議覆面板取2～3mm鋼板為宜，太薄的鋼板焊接不太方面，太厚鋼板則不經濟。

3 內襯不銹鋼覆面施工工藝的選取

內襯不銹鋼鋼板施工工藝包括先貼法和后貼法兩種施工工藝。

先貼法施工工藝顧名思義即不銹鋼覆面板與混凝土地面或墻體同時施工，覆面板作為內模板使用，一次成型，該種施工方法的優點在于施工速度較快，缺點主要表現在需要的覆面板厚度較大（一般鋼板厚度在6mm左右）、施工精度要求較高易，產生空鼓、澆不實、漲模等缺陷，施工質量難以保證，除非特殊部位或特殊場所，一般較少采用。

后貼法施工工藝即土建施工完成后在進行覆面施工。一般施工方法是在土建的施工面上預埋鋼板基礎，然后在基礎上焊接龍骨，通過龍骨調整地面或墻面的平整度，其次用是你砂漿找平，再在龍骨墊板上焊接覆面。該種施工方法的優點在于施工總體質量容易保障，與土建施工不產生交叉，檢修和維護方便，在工程設計和施工中較多采用

4 內襯不銹鋼覆面設計過程中需注意的一些問題

4.1 龍骨的設計

龍骨作為覆面板的支撐和覆面板上設備的承重組件，設置在土建基礎和覆面板之間，一般由土建預埋板、支撐槽鋼、墊板三部分組成，具體結構見圖1。

圖1 龍骨設計結構示意圖

考慮龍骨材料的經濟性和與土建埋筋焊接的相容性，土建預埋板、支撐槽鋼材質建議選用碳鋼，墊板材質選用不銹鋼。墊板和支撐槽鋼的平面度決定著覆面板施工完成后的整體質量。

4.2 覆面板的布置

覆面板設計的一條重要原則是布置過程中不能出現十字焊縫（也叫交叉焊縫），十字焊縫的主要危害是易產生三向應力，導致應力集中和金屬過熱引起成分改變影響強度。根據《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》（GB50236-2011 ）要求“相鄰兩縱向焊縫的距離應大于壁厚的3倍，且不應小于100mm”，建議覆面板在布置過程中相鄰兩道焊縫的間距不小于100mm，如在布置中實在無法達到，可考慮通過通過加強檢測手段來彌補可能產生的缺陷。

覆面板設計中還應考慮單塊班的外形尺寸及重量，外形尺寸一般不宜過大，過大的覆面板不僅吊裝困難，而且易發生本體和焊接變形，影響施工質量。

4.3 陰角的設計

陰角指的是凹進去的墻角，又叫內角。鋼覆面設計中陰角一般出現在墻面與地面或頂棚與墻面之間的夾角。墻面與地面或與頂棚的陰角一般采用鋼板預制成圓弧狀，不采用鋼板對焊，防止在陰角部位產生死角，不便于廢液的清理。圓弧角首先采用水泥砂漿找平，在焊縫位置預設角板，再進行預制鋼板的安裝。陰角的結構見附圖2

圖2 陰角設計結構示意圖

4.4 陽角的設計

陰角指的是凸進去的墻角，又叫外角。鋼覆面設計中陽角一般出現在墻面與柱面、門框、窗框之間的夾角及設備基礎上周邊的尖角。陽角鋼覆面的設計一般通過土建預埋角鋼實現，一次成型，不進行二次處理。陽角的結構見附圖3 。

圖3 陽角設計結構示意圖

圖4 設備基礎設計結構示意圖

圖4 積液坑設計結構示意圖

4.5 設備基礎的設計

敷設鋼覆面的房間，不可避免的會布置一些設備，如水泵、液體貯存罐、箱等。為了設備和管線安裝的需要，設備基礎一般要求會高出地面100～200mm，這就形成了一種獨立基礎，對鋼覆面的設計和施工會造成很大的影響和不便。一般在設備基礎設計中陽角位置預設埋件，基礎的頂面和側面采用后貼法施工。設計過程中尤其需注意在基礎的側面預埋豎向埋件，防止因側面板因無墊板造成施工困難和焊接缺陷。設備基礎的機構見圖4。

4.6 積液坑的設計

積液坑作為液體收集的裝置，設置在地面以下，大的積液坑可采用后貼法施工，小的積液坑一般采用預制容器，將預制容器作為內模板與混凝土一體澆注。積液坑的結構見附圖4。

4.7 檢驗方法的選取

常用的無損檢測方法包括射線照相檢驗（RT）、超聲檢測(UT）、磁粉檢測(MT）和液體滲透檢測(PT) 四種檢測方法。不銹鋼覆面的無損檢驗的方法一般選取液體滲透檢測(PT)和射線照相檢測（RT）兩種相配合的方式進行。

4.7.1 液體滲透檢測 (PT)

液體滲透檢測的基本原理是零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后，在毛細管作用下，經過一段時間，滲透液可以滲透進表面開口缺陷中；經去除零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，同樣，在毛細管的作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中，在一定的光源下(紫外線光或白光)，缺陷處的滲透液痕跡被現實，(黃綠色熒光或鮮艷紅色)，從而探測出缺陷的形貌及分布狀態。液體滲透(PT)檢測的優點主要表現在：

可檢測金屬、非金屬、磁性、非磁性等各種材料；

可檢測焊接、鍛造、軋制等加工方式；

具有較高的靈敏度(可發現0.1μm寬缺陷)；

顯示直觀、操作方便、檢測費用低。

4.7.2 射線照相檢驗（RT）

射線檢測的基本原理是利用射線（X射線、?射線和中子射線）在介質中傳播時的衰減特性，當將強度均勻的射線從被檢件的一面注入其中時，由于缺陷與被檢件基體材料對射線的衰減特性不同，透過被檢件后的射線強度將會不均勻，用膠片照相、熒光屏直接觀測等方法在其對面檢測透過被檢件后的射線強度，即可判斷被檢件表面或內部是否存在缺陷（異質點）。射線檢測的優點主要表現在：

檢測結果直觀；缺陷定性比較容易，定量、定位也比較方便；

檢測結果可以保存；

適用對象廣，金屬、非金屬、復合材料均可進行檢測。

5 結論

總之，內襯不銹鋼覆面設計中，不僅要考慮設計選材的經濟合理、工藝方案的技術可行，而且要與土建施工密切配合，考慮土建施工誤差及施工過程中易出現的問題，將所有可能出現的問題在設計階段進行避免和消除，最大限度地保證完成后產品的質量。

[1]《機械設計手冊》，成大先主編，化學工業出版社，2008年4月；

[2]《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》GB50236-2011 中華人民共和國住房和城鄉建設部 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局聯合發布

[3]《承壓設備無損檢測》JB/T4730.1～4730.6-2005 國家發展和改革委員會發布