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水电站机电设备监造及质量控制

1机电设备监造

1.1认真履行合同,确保监造工作顺利开展

按合同要求,监理部在几个设备厂家设立监造站,选派有经验的站长、副站长,根据专业配备水轮机监造、发电机监造、焊接监造、探伤监造进度监理工程师;编制机组设备监造工作实施细则,明确监造工作方针、监造工作内容、监造人员岗位职责;与几个生产厂家签订监造工作协议,进一步明确了监造工作目的、方法、内容,以及监造方与制造方的职责和监造设备主要见证(检验)项目,在水轮机(发电机)制造过程中努力消除常见性、多发性、重复性质量问题,杜绝不合格产品出厂,确保设备质量达到合同要求。在监造工作中,认真履行机组设备采购合同和监造合同条款,熟悉图纸和工艺文件,除了做好制造厂质保体系的审核,督促制造厂认真执行设备制造的检查和试验计划(ITP),做好原材料质证的审核,材料进厂复试和零部件重要制造工序以及总装试验的检查和见证外,还重点抓好设备的前期质量控制。部件投产前,先对其功能、结构特点和关键尺寸进行分析,再对工艺文件、焊接工艺评定和检验试验计划进行审核;通过对制造厂工艺、质量及进度控制的认真审查,提出关键的质量和进度控制节点,掌握主要部件的制造难点,抓好关键部件关键工序的质量监控等。由于相关设备制造厂的订单较多,设备交货进度成为关键,我们对生产计划提前做好分析,从图纸设计阶段就开始介入,在部件材料确定后催促制造厂的采购部门订购材料,材料到厂及时催促生产部门投料,确保生产计划留有余度。对关键工序提醒制造厂选派熟练的操作者,以保证设备制造过程中的质量和进度得到控制。在监造过程中,监理人员深入制造厂车间,关键工序旁站监理,出现的各种质量问题,及时向制造厂质保部、工艺部反映,以求尽快解决。

1.2机电设备制造质量控制方法

澜沧江流域小湾水电站水轮发电机组单机容量700MW,运行转速150r/min,机组运行额定水头216m,是国内在建的单机容量700MW电站中水头最高的;小湾水电站水位变幅164~251m,水轮机具有宽幅度的运行水头适应性,机组轴线长。水轮机座环现场加工精度要求较高,发电机定子机座、转子支架、上机架均采用斜支臂结构,发电机制造、推力轴承制造难度系数大。小湾水电站是已建成的单机容量700MW电站中采用筒阀结构的电站,筒形阀的强度及刚度要求高,筒阀间隙控制在1.0~1.7mm;大型筒阀的采用,改变了水轮机组结构,给水轮机的制造增加了难度。为了保证机电设备的制造质量,监理部从以下几个方面来开展监造工作。

1.2.1重视设备的材质检验,从源头上控制设备质量

设备监造中,各主要部件质量控制的首要工作是落实材料的质量证明书和材料进厂后的复检报告,材料供应是生产准备先行工作的重要环节,尽早签订订货合同,提供充足的生产周期,使材料早进厂、复检,若有材料性能不合格早发现、早处理。铸锻件探伤时如果出现超标缺陷,缺陷处理需要时间,给生产准备工作带来困难,特别是生产周期较长的或是重大的铸锻件,复验后如发现材料性能不合格,将会严重影响生产周期。因此,驻厂监造工程师积极主动,根据厂家的生产计划,及时进行落实,在各制造厂配合下,基本上满足了监造环节要求。监造设备所有材料原始质证齐全,化学性能和机械性能合格,按合同规定对重要部件的原材料的进厂复试,复试的原始质证齐全,性能合格。

1.2.2严格控制主要部件的尺寸与公差

设备机械加工中的尺寸公差、形位公差、粗糙度等是设备监造质量控制的重要内容。根据监造协议,制造厂在加工工序到了质量见证点时,监造工程师到场见证检验过程,驻厂监造工程师工作积极主动,与制造厂互相配合,保证了设备加工及时转序,有效地保证了设备加工尺寸符合设计图纸要求。根据合同,一些重要部件需要在制造厂内进行预装配。厂内预装配不仅是检查单个部件的加工质量及检查装配尺寸链,而且对工地组装焊接能否顺利进行有着很大影响,我们始终高度重视这个环节,按照事先制订的预装检查规程及相应的装配质量标准进行验收,保证预装配质量。对于分包出去的部件,完工验收进厂后也按照要求进行预装检查。在阀体制造中,通过对文件的审查,驻厂监造工程师提出合理建议:加长阀体检查样板的长度,将成形后的阀体钢板放在专用平台上,检测圆度及垂直度,有效地控制了阀体钢板成形的误差;在阀体组焊接过程中,认真检测阀体组装后的形状和尺寸,加强阀体焊接时的形状和尺寸监控,上机床加工前再对阀体进行划线检查,从而使阀体的加工质量得到了有效控制。为了做好主要部件的尺寸和公差的质量控制,监理部向各驻厂监造站下发文件(2008年2号文),加强对有装配关系部件的各部位尺寸公差和形位公差的检查,坚持质量标准,不合格工序不得转入下一道工序,不合格产品不得签证出厂。

1.2.3重视设备的焊接质量

设备部件的焊接质量将影响机组的强度、刚度以及运行的稳定性和安全性。我们重视设备的焊接质量,对焊工进行资质核查,对机组设备每个重要部件的焊接检查是否有焊接工艺规程,严格按照焊接工艺规程施焊,严格控制焊接顺序,防止变形。检查部件焊接后的热处理及热处理记录是否符合工艺要求。避免焊接中出现焊接工件坡口加工的形状和尺寸不符合要求、避免焊前不预热或预热温度达不到规定要求造成焊缝内部质量不好、避免焊接过程中产生变形致使尺寸达不到要求及热处理过程中焊接应力没有完全消除等质量问题。监理部在2007年下发了“关于进一步加强质量控制若干问题的通知”,要求各监造站加强对焊接过程的检查,加强对焊接规程的审核、焊接区域清洁情况的检查、焊缝清根的检查、预热温度和层间温度的检查、焊接工艺执行情况的检查等。采用事前控制与过程控制相结合的方法,把质量隐患消灭在萌芽状态。要求监造站加强过程控制和焊接旁站监理,坚持质量标准,全面控制产品的焊接质量。此外,监理部专门抽调探伤工程师到安装现场,进行焊接质量检查验收。

1.2.4加强外协件的质量检查

由于各制造厂均有不同数量的部件外协加工,所以外协加工件的质量检查也是监造工作的一个重要内容。为了保证外协件的质量,首先要选择合格供货商,对这些厂家的质量保证能力进行质量评审,建立合格厂家名录,货物进厂有合格证。有些外购件在厂内要做试验或参加预装配,要求制造厂在关键质量节点和监造工程师一起前往外协厂进行检查验收质量见证。同时,监造工程师在外协件回厂后须进行检验见证,发现缺陷及时处理。对外协件直接从外协厂发往工地的,监造工程师参加出厂检验,并将工地的信息反馈给制造厂,以期在后续制造中加以注意和改进。监理部也采取跨地域进行外协件检查的办法进行质量见证。小湾1#机筒阀油压装置的压力油箱在外协厂完工后,监理提议应对压力油箱内腔油漆进行检查,检查后发现油漆附着力不合格,外协厂又对压力油箱内腔重新进行喷丸预处理和涂漆,保证了油漆涂装的质量。为了保证外协件的质量,监理部下发文件(2008年3号文),加强外协件的质量控制,在外协件进厂后,必须按标准进行质量检查,发现缺陷及时处理,保证外协件合格转入下道工序。

1.2.5坚持质量标准,做好设备的出厂试验和出厂验收

设备的出厂试验和出厂验收是设备质量最终检验的关键环节。监理部认真进行设备出厂试验和出厂验收见证工作,保证出厂设备符合规范和标准要求。各个制造厂都有健全的质量保证体系,监造工程师按照设计和规范要求进行各工序的质量见证,坚持质量标准,保证产品质量合格。在设备出厂验收工作中,检查制造厂提交的技术文件与设计图纸的相符性,检查设备制造的几何尺寸精度和定位精度符合设计图纸要求,检查设备的所有工艺性能参数要达到合同技术标准及规范的要求;对制造中要求制造厂整改的结果进行复核,符合要求时予以签认;在设备出厂前,监造工程师检查制造厂对设备采取的防护和包装措施,检查是否符合运输、装卸、储存的要求,相关的随机文件、装箱单和附件是否齐全等,坚决杜绝不合格产品出厂。

1.2.6重视设备的成套生产和配套发运

机电设备的配套生产和配套发运,是满足工地设备安装进度的重要环节。由于制造厂的配套件有些是外购,有些是外协加工,如果外购件和外协件的交货时间不能满足要求,配套件就不能按照计划时间回厂,再加上到了包装环节,不能按照工地要求的顺序进行包装发运,往往会出现部件运到工地,配套件还没有发运出厂,影响了工地设备安装进度。监理部在2007年9号文中强调,设备成套工作必须从设备制造的开始就应高度重视,通过设备清单对设备成套制造和发运进行检查和督促,及时发现问题、提出问题和解决问题。要求监造站在设备成套制造和发运工作中下功夫,进一步把监造工作做细、做好。要求制造厂主件和配套件应同时发运,以满足工地设备安装需要。要求制造厂成套部门严格按照交货明细表组织汇总入库,零部件装箱时,要由发货部门负责清点逐一装箱,由配套员核实,还应通知监造工程师到现场给予见证,确实做到包装工作箱内实物与交货明细表内容相符,实际装箱数量与清单数量一致。最后通过专职检查员再次清点签字盖章后该包装箱才可以封闭。由于制造厂合同项目多,各项目之间在发货阶段经常出现人力、资源相互挤压情况。监造工程师深入现场,全方位的进行沟通、协调和提醒,积极推进包装发货进程。

1.2.7切实做好监造工作信息化管理

澜沧江流域水电站机电设备生产制造分布在全国各地7个设备生产厂家。几年来,为了全面准确及时地收集、整理、传递和应用收集到的各类制造信息,监理部花了大量的精力,并根据工程中的实际情况,不断地改进工作。监造周报、月报是监造工作周期性总结,主要反映产品质量控制和生产进度控制方面的问题,周报表述的各种情况,反映了监理工程师工作的深入细致程度和工作业绩,也是向业主提供监理部形象的窗口。监理部要求各监造站月报、周报中对质量的表述,文字要精练,对进度的表述,除了文字外,还须使用统计表格,对部件制造总体进度要用百分比表示完成程度,每周累计,便于进度分析。对延期交货的项目和重要缺陷处理,要做专项分析。周报的期数、页数、表头、工程照片排列等细节认真细致,对监理部信息员反馈的问题要认真整改。为了促进各监造站周报编写工作,监理部每月进行一次各监造站的周报互传,以便其他监造站观摩和交流,达到互相促进、共同提高的目的。监理部每周日上午,把7个制造厂的信息收集整理、打印成册,周一9点钟向澜沧江公司领导汇报,提供准确的制造信息。几年以来,通过监理部的精心工作,几个水电站机电设备制造质量优良,提前出厂,为各电站提前发电创造了条件。

2机电设备安装监理

安装监理工作范围包括澜沧江流域水电站设备的到货、卸货、仓储保管、二次运输、安装、调试、试验、启动、试运行直至竣工验收移交给甲方的全部工作。

2.1加强主动控制(事前控制),从监理规划、监理

工作细则、组织制度、管理措施上充分保证机电安装工程质量监理部在小湾和景洪两个安装工地配备项目总监理工程师、副总监理工程师及各专业监理工程师。设三个部门,即工程管理部、机械项目部、电气项目部,分别负责工程项目的现场监理工作,对监理项目进行“三控、两管、一协调”,使设备安装工程处于受控状态。总监理工程师统一协调各部门之间的关系,充分发挥各部门的作用,确保所监理项目工作的顺利开展。机电安装工作之初,编制监理规划。组建完善的质量保证体系并运转正常,着重加强质量、进度控制,从总监到监理员,全员负责质量控制。在机电设备安装监理工作中,在每一单元工程开工前,结合设计要求和厂家设备的特性、工艺、工序要求,以及规程、规范和强制性条文的要求等,详细地编写了监理工作实施细则,并在设备安装监理过程中,严格参照执行。小湾监理部将合同工程分为2315个分部工程、13588个分项工程、548478个单元工程,分别检查每个单元工程和各主要部件的安装质量,准确评定每台机组安装质量等级;对小湾机组安装中的关键工序,例如导水机构预装、定子组装、转子组装、盘车等进行严格的施工方案评审,在施工过程中坚持关键工序的旁站监理,监理中,按合同审查承包人的施工组织机构,保证了合同的要求条件。承包人质量保证体系健全、运转正常,承包人提供安装施工设备满足施工质量和进度要求。监理人员认真细致审查施工组织设计、施工技术方案、试验方案、施工进度计划等,注意开工前设计交底和施工中技术交底工作,加强主动控制(事前控制)的力度,严格审批设计图纸、工程变更、设计修改通知。克服各种不利因素,认真进行图纸会审,发现问题及时与业主、设计方、施工方协调与沟通,确保了现场设备安装工作顺利的进行。

2.2机电设备安装质量控制方法

2.2.1质量目标分解

质量目标首先保证水电站建成后,各项质量指标符合国家现行的工程质量技术标准和规范要求,其次保证工程质量满足合同规定的各项功能和使用价值。在得到详细设计资料和有关工程文件后,将工程质量目标详细分解为:设计质量目标、材料质量目标、设备质量目标、土建交面质量目标、设备安装质量目标、其他目标等。

2.2.2质量目标实现的主要风险因素分析和对策

风险因素和对策如下:(1)人员素质,实行资质管理和持证上岗制度;(2)工程材料的质量,严把工程材料进场检验关,从源头上杜绝质量隐患;(3)机械设备的状况,督促承包人对形成工程实体的成套设备和施工过程中使用的各类机具设备,制定详细的操作维护管理规程,并监督执行;(4)施工方法的合理性和先进性,要求安装单位编制具针对性、操作性的施工设计,对于技术复杂和重要分项、分部工程还编制详细具体的施工方案,所有方案措施均经专业监理工程师审查,总监理工程师审核签认,报业主备案后方能实施;(5)环境条件的影响,督促承包人改进作业条件、把握技术环境,辅以适当的措施,严格控制环境对质量造成影响的可能性;(6)机电设备的制造缺陷,建立设备管理控制机构,对招标、采购、进货、仓储、检验、发货等进行全过程监控。

2.2.3质量控制的主要手段

审核技术文件、报告和报表,审核与签署现场有关质量技术签证、文件等,现场监督和检查(包括开工前的检查,施工过程中跟踪监督、检查与控制,对重要工序、部位实行旁站控制等),对工程质量达不到标准的,监理工程师有权拒绝签署支付工程款证书。机电安装质量管理体系有效保证了机电设备安装质量始终处于受控状态。根据各电站实际情况,重点监理机电设备制造、现场安装及厂家技术服务环节,将设计、制造、安装、监造、监理等各方面形成质量管理有机整体,促进了各电站设备制造及安装质量的全面提升。在机电安装重要技术、质量问题方面,坚持专家会议制度。在机组安装的不同阶段邀请国内机电专家有针对性地进行咨询和指导。为保证设备安装质量,充分吸收国内安装单位在大型机组安装方面的技术经验,组织召开机组安装专题技术研讨会,由国内水轮发电机组安装与制造专家分别就发电机定子组装和转子安装及定子下线等工艺提出了许多有益的建议和质量控制要求,有利于相关设备制造厂家协商制定详尽的安装工艺措施和质量标准,指导现场安装工作。按照项目质量保证体系,通过对安装单位项目部、设备制造厂家现场机构、监理部自身三个主体的规范组织和协调,使机组安装质量得到有效控制,讨论编制了各电站机电安装标准,据此明确每一工序的质量控制要点,严格要求施工工艺措施,认真进行安装准备,开工前的资源检查确认,组织技术交底,加强过程管理,坚持旁站监理与巡检,对存在的安装和设备问题及时研究处理,并建立了完善的设备质量缺陷快速响应机制,以简化手续,加快缺陷处理速度,确保设备的安装质量与进度,切实执行施工单位三检制和监理复查制,提高一检合格率,确保各安装项目在通过施工单位内部三级检查后由监理进行复检时一检合格率达到100%(焊接项目控制在98%以上),实现“零质量缺陷,零安全违章”的双零目标。机电安装现场存在土建与安装的大量交叉作业、各安装工作同时展开、现场协调工作量大等特点,这些都增加了质量控制难度。为此,在继续坚持以往行之有效的质量控制措施的基础上,现场质量控制方面还采取了如下措施:第一,针对不同设备厂家的设备特性及供货现状,制定相应的质量控制对策。正确认识设备现状,根据安装技术标准及各厂家设备特性,修改完善安装技术标准。加强与设备制造厂商的联系,加大催货力度,保证及时供货。合理编排现场安装进度计划,优化工序及安装资源分配。第二,针对机电安装特点制定对策。考虑到厂家多、安装质量标准多、施工场地紧张、桥机使用紧张及施工单位多的局面,增加了质量控制难度。为此,加强了按不同厂家设备质量标准施工、验收的监控力度,制订并实施增加临时工作面的施工计划,加强桥机使用协调动态调度,及时调整监理人员的专业结构配置以加强质量监督等。第三,针对电站安装的所处特殊时期制定相应的对策。在全国水电装机的高峰期,施工单位人力资源短缺矛盾较为突出。要求施工单位严格按照合同相关要求并根据现场实际施工情况,配备足够的专业技术人员以保证安装质量与进度,监理人员加大对施工单位安装资源到位情况的检查力度。第四,围绕正确处理质量与进度的关系制定措施。正确理解质量与进度的统一性、矛盾性,遵循“又好又快”的原则要求,根据施工质量状况拟订并及时调整施工计划,在质量与进度发生矛盾时,坚持质量优先的基本原则。第五,围绕加强工作的前瞻性制定措施。为提高工作的前瞻性,在认真总结机电安装中所出现问题的处理经验基础上,加强机电安装工作的预控力度,对关键线路关键步骤的施工方案提前进行审查,做好相应施工预案,对每一个部件安装前均应尽可能提前检查和准备,争取提前发现问题、提前处理,对现场出现的质量问题及时汇总分析,及时反馈给制造厂与监造站等,避免同一类质量问题重复发生。定期检查成套设备的卸货、运输、仓储、保管、承包人的合同进度执行情况等,对承包人负责采购供应的设备、金属材料进行监督管理。

3发挥监理、监造统一管理的优势,加强制造厂和安装现场工作的协调

在澜沧江流域水电站机电监理工作中,监理部同时承担了设备监造和设备安装监理工作,这是保证各水电站机组优质按期发电不可分割的两个部分。我们充分发挥监理部组织机构纵向管理、横向联系的优势,加强设备制造、安装质量、施工进度的信息交流与管理,加强现场安装对设备需求的信息沟通,积极开展协调工作,确保流域各水电站机组按期发电目标的顺利实现。为了加强信息沟通,安装现场监理和各个监造站在每周日上午将监理周报、周机电设备制造进度统计表传递给监理部汇总。现场监理在设备安装监理过程中发现的设备质量问题及设备安装过程中急需设备及附件、专用工具等用电子表格及时报监理部,监理部根据发电工期,以工地设备安装的实际进度为底线,以工地反馈的设备缺件情况为线索,与工地和监造站保持密切联系,将工地反馈的设备缺件统计表及时进行分析、整理,传递给各个监造站进行清理,同时将每周的工作重点进行整理,传递给各个制造厂监造站点,将设备监造工作一步一步地向前推进。同时积极地与现场安装单位物资管理部门沟通,请他们每周将设备缺件清单传递给监理部,经监理部整理后发给相关监造站和制造厂进行落实,及时发运以满足工地的安装进度要求。质量控制是监理部工作的重中之重。在几年的监理工作中,我们在质量控制上投入了大量的精力、物力,取得了较好的成果。流域各水电站机组设备制造和安装调试结果满足设计要求,质量全面达到了合同及质量标准,最终实现了工程“零事故、零缺陷”的过程控制目标。

本文作者:王立军胡志深张越杰工作单位:长江三峡技术经济发展有限公司

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