金屬結構設備制造與安裝中的幾個問題

【摘要】對水電站大型金屬結構設備的制造、安裝中的問題進行了總結，對一些特殊問題進行了簡單說明。

【關鍵詞】金屬結構設備；焊接；安裝

1、概述

水利水電工程中的金屬結構設備主要包括啟閉機械、起重機械、閘門設備和壓力管道等，上述設備具有工程量大，制造安裝過程較長，質量控制難度較大等特點。

在工程現場制造、安裝的金屬結構設備過程具有良好的連貫性，較強的實用性和極好的經濟型，這一特點已經為國內越來越多的建設單位、設計單位認可，已發(fā)展成為極具特色的水利水電金屬結構設備制造、安裝總承包模式，并成為很多國內大型水利水電工程首選的金屬結構設備采購方式。

2、施工組織與規(guī)劃

金屬結構現場制造、安裝過程不同于工廠制造過程，同傳統(tǒng)的安裝工程也有明顯區(qū)別。由于現場制造條件無法達到工廠制造條件， 而最后質量要求卻是相同的。所以現場制造、安裝必須采取有效的組織與工藝措施才能實現過程控制、保證工程質量。

3、制造

金屬結構設備類型多，工程量大，但是其制造工藝流程類似。這里就金屬結構設備制造的幾個環(huán)節(jié)加以說明。圖一是金屬結構設備的制作流程圖。

一般通過招投標方式獲得金屬結構設備的制造任務，設計工作由專門的設計院完成，在接到中標通知書后，就應該著手對施工圖紙進行會審，由項目技術負責人主持，有關專業(yè)人員參加，作為有豐富制造經驗的施工技術人員，從設備的制造、安裝和使用角度可以給設計人員很多有價值的意見，這些意見對工程的深化和優(yōu)化設計往往起到重要作用。

上述過程也是有關成本控制部門使用價值工程（VE）的關鍵階段，工程實踐過程中我們也做過很多有益的探索，這些工作對建設單位減少投資，設計單位提高設計質量，制造安裝企業(yè)優(yōu)化制造安裝過程的工藝設計效果明顯，本階段的工作可以通過工程建設投資管理體制的有效運行和工程參建各方的共同努力做的更好。

工藝設計階段的工作對于過程控制的實施至關重要，就是要把設計圖紙轉變成可以給制作加工人員直接使用的工藝文件。這些工作的完成當然要結合現場的資源情況。

材料的采購與檢驗環(huán)節(jié)應嚴格按設計文件要求進行，采購程序文件有明確的規(guī)定，實際工作中注意對材料供應商應該提供的材料證明文件、材質單進行抽測，做好檢查記錄。

鋼材矯正、下料工序是制造過程的重要組成部分，下料工序應考慮足夠的余量，滿足焊縫收縮和機加工的要求。

水利水電工程中的金屬結構設備制造安裝的一個重要特點就是許多部件的制造要在現場完成，經過多年的制造安裝實踐，我們積累了一些現場制作經驗，焊接結構生產是由單獨的零件，部件逐步完成的裝配過程，裝配的工藝過程可以按預先劃好的標準基線進行，也可以按樣板或擋板進行。

焊接結構作為各種金屬結構設備的組成部分，對于設備安全、對于設備的正常運轉都是非常重要的。我們也加強了這方面的工作，從圖紙會審、焊接工藝設計、材料采購、焊接設備、作業(yè)環(huán)境和人員控制等方面加強對焊接結構生產的全過程控制，并編制作業(yè)指導書，在嚴格執(zhí)行有關工藝文件后，焊接結構的生產質量可以得到有效控制。

在此，提供一個具體的焊接工藝實例。焊接結構的工字鋼在金屬結構設備中被廣泛采用，其焊接工藝極具代表性，對其焊接工藝進行了一些研究，采取如下的制作和焊接順序，焊接變形極小。

在工廠、車間對較長的結構部件進行合理分段，此項工作對制作、安裝，對焊接結構和整個設備的穩(wěn)定安全運行非常重要，我們經常采用的分段方法如圖二所示。即采用階梯分段法，階梯步長為500毫米為宜。工地安裝時的焊接順序為：先焊接翼緣對接焊縫1，接著焊接腹板對接焊縫2，再焊接角焊縫3、4、5、6，如圖三順序。工藝設計采用了如圖二所示的上翼緣板與腹板、腹板與下翼緣板錯開400-600毫米的設計，對于減少應力集中，對于現場焊接操作的便捷性，都有實用意義。

4、安裝與使用

金屬結構設備的安裝與使用是水利水電工程施工的重要環(huán)節(jié)，也是《特種設備安全監(jiān)察條例》監(jiān)管的重要階段，但很多技術人員卻不是很了解，以下對此過程結合工程實例作點說明。其主要程序見圖四金屬結構設備安裝流程圖。

對于金屬結構設備中的特種設備安裝、改造、維修的施工單位應當在施工前將擬進行的金屬結構設備安裝、改造、維修情況書面告知直轄市或者設區(qū)的市的特種設備安全監(jiān)督管理部門，才能進行施工。

特種金屬結構設備的安裝、改造、維修竣工后，安裝、改造、維修的施工單位應當在驗收后30日內將有關技術資料移交使用單位。使用單位應當將其存入該設備的安全技術檔案。

特種設備在投入使用前或者投入使用后30日內，設備使用單位應當向直轄市或者設區(qū)的市的金屬結構設備安全監(jiān)督管理部門登記。登記標志應當置于或者附著于該設備的顯著位置。

以上幾個時效性規(guī)定和水利水電施工行業(yè)規(guī)定是不同的，經常被忽視，以下是某工程實例，對此說明如下。

A公司承擔了某水電站的設備安裝工程，在設備安裝完畢并單機試運轉后，投運前的檢查中發(fā)現8Mpa油壓裝置的壓油罐發(fā)生故障，經過檢查，發(fā)現壓油罐設備制造焊縫內存在一超標的線狀缺陷。設備桶體材料為16MnR。業(yè)主組織對焊縫缺陷分析后，決定由A公司負責對焊接缺陷清除并進行補焊。A公司擁有相應的壓力容器制造資質，具有該鋼種的焊接工藝評定和焊接實踐經驗。

首先應該明確的是，8Mpa油壓裝置的壓油罐屬壓力容器，而壓力容器的安裝與維修必須書面告知直轄市或者設區(qū)的市的金屬結構設備的安全監(jiān)督管理部門，告知后才能施工。

其次，返修該焊接缺陷應該確定缺陷的準確部位，組織有關人員分析缺陷產生的原因，并制訂返修方案，包括缺陷的清除、補焊的方法、補焊的工藝措施、以及補焊后應進行的檢驗等，方案應經監(jiān)理工程師批準，并征得制造廠家的同意。

補焊的實施應該嚴格按返修方案進行，補焊完成后，按該設備的原設計要求進行后續(xù)檢查，包括外觀檢查、焊縫無損探傷、焊后熱處理等，全部檢查符合設計要求后，將所有技術資料存檔。

5、結論

金屬結構設備作為水利水電工程的重要組成部分，關系到項目的投資效益，其制造安裝質量至關重要，金屬結構設備涉及人身生命安全、危險性較大，不但要接受社會監(jiān)督，還要接受特種設備管理部門的監(jiān)督。

作為水利水電行業(yè)的金屬結構設備專業(yè)人員，有責任把我們從事金屬結構設備制造安裝的經驗和教訓進行總結，使自己在今后的工作中更好的服務于工程，造福于社會，按照國家有關規(guī)范要求，確保金屬結構工程的安全運行。

參考文獻：

[1]水利電力部第六工程局，水利電力第四工程局.水輪發(fā)電機的安裝 [M].北京：水利電力出版社，1974年

作者簡介：吳慎濱，（1967- ），民族，漢，遼寧大連，男，本科，高級工程師，主要從事水電站機電技術與金屬結構設備制造安裝。