淺談望虞河西岸控制工程小型立式軸流泵生產過程的質量控制

(1.無錫市錫山區望虞河除險加固工程和望虞河西岸控制工程建設管理處，江蘇 無錫 214116；2.南京中錦欣信息咨詢有限公司，江蘇 南京 211500)

1 工程概況

望虞河西岸控制工程的任務是對望虞河西岸口門進行控制，有效增加“引江濟太”入湖水量，提高太湖水環境容量，改善入湖水質和太湖環境，結合水資源配置、防洪等綜合利用，同時兼顧地區排澇和航運等功能。

望虞河西岸控制工程錫山區境內工程西控部分包括樞紐工程2座、泵閘工程1座、節制閘工程1座；水系調整部分包括新開河道約0.3km、新建圩區排澇閘站3座、新建排澇泵站1座、新建節制閘1座，總投資2.28億元。其中7個水工建筑設計選用500ZLB、700ZLB和900ZLB型號的小型軸流泵共計19臺套。

小型立式軸流泵(直徑900mm以下)以流量大、結構簡單、重量輕、外形尺寸小、占地面積小等特點，在江蘇等河網密布地區的水利工程中有著廣泛的應用。本文運用ISO9001質量管理體系理論對工程中選用的小型軸流泵生產過程中的質量控制進行探索。

2 質量控制的重要性及主要方法

軸流泵生產過程的質量控制是后續安裝和正常使用的前提和基礎。生產過程中質量控制的好壞，直接影響后續的安裝、驗收及長期、穩定、安全的使用，因此該過程是軸流泵整個質量控制過程中非常重要的一環。ISO9001質量管理體系八項基本原則是其管理體系標準應用的基礎和基本手段，其中作為八項基本原則之一的“過程方法”是將活動和相關的資源作為過程進行管理，可以更高效地得到期望的結果，是業主或監理單位對水泵生產環節質量控制的主要手段。控制“過程”才能控制“結果”，只有生產過程的每一個零件加工環節都在受控條件下進行，才能生產、交付符合標準和規范的軸流泵。因此，在每一個生產環節都要將人、機、料、法、環、測(5M1E)有機、有序地融合在一起。

3 小型軸流泵生產過程的質量控制

3.1 水泵生產前的準備工作

水泵生產廠家接到訂單后，在認真研讀水泵設計圖紙的基礎上，建設(監理)單位應組織設計技術交底，向水泵廠提出設計及相關標準、規范要求。水泵廠根據土建設計圖紙并結合本單位產品具體型號規格，向監理單位提交水泵制造設計詳圖，監理單位尤其要詳細審核水泵梁、電機梁、水泵出水口高程，以及水泵和電機座安裝孔在水泵梁和電機梁上的位置是否和梁的鋼筋尺寸相互干擾；水泵廠家的各零部件制造設計圖中還應標明滿足設計要求的材料名稱及尺寸。必要時由設計單位進行進一步審核。在監理單位對水泵廠圖紙審核完成后，才可以進入生產環節。

3.2 對各生產工序5M1E控制的主要內容

要對各主要生產工序的人員資格、生產機械狀態、原材料、生產工藝、生產環境以及測量設備(5M1E)進行審核。對生產工序人員資格審核時，尤其要注重泵軸、葉輪外殼以及葉片等重要零部件精加工、檢驗工序人員資格的審核；同時也要重視對同樣工序的生產機械的設備完好及加工精度的審核；在對原材料進行審核時，要求廠家不但要提供生產水泵本體各零部件，諸如泵軸、葉片、葉輪外殼、喇叭管等材料的采購質量證明材料，還要提供材料進廠時的復檢報告(一般應有化學分析和金相組織報告)；對生產工藝的審核側重于零部件在加工過程中幾何尺寸的檢測記錄；生產環境方面主要關注環境的溫度、濕度和振動是否會對加工機械精度產生影響等；測量設備的審核主要是檢查人員資格和檢測設備檢定有效期及設備的完好性。

3.3 具體質量控制方法

對各零部件尤其是主要零部件的加工，要全過程跟蹤檢查，都應對其5M1E進行查驗，有效控制其加工質量。

a.葉片加工過程的質量控制。葉片設計通常采用抗氣蝕性能及抗磨性能良好，并保證在常溫下具有良好可焊性能的不銹鋼材料，具體不銹鋼牌號因設計而異。葉片采用單片鑄造，加工后的葉片過流表面應光滑，并進行超聲波探傷或磁粉探傷(僅對鑄鋼件)檢測，確保其無縮松、夾砂、裂紋等鑄造加工缺陷。

葉片的加工多由五軸數控加工中心等設備進行加工，加工成型后須經三坐標測量儀進行翼形檢測，其外形幾何尺寸必須符合《混流泵、軸流泵開式葉片驗收技術條件》(JB/T 5413—2007)要求，葉片表面粗糙度須經表面粗糙度儀檢測并符合設計要求。

葉片根部與轉子體結合處間歇應不大于1.5mm。

b.轉子體的質量控制。輪轂體一般為鑄鋼件，整體鑄造；輪轂表面為球形，且葉片外緣與輪轂球形間歇應均勻。

轉動各部件應具有足夠強度以承受最大轉速、應力，并具有足夠的剛度和抗疲勞強度，確保轉輪在周期性變動荷載下不出現任何裂紋斷裂和有害變形。

輪轂體加工完成并與葉片裝配成轉子體后，應整體進行靜平衡試驗，在葉片最大外緣處最大不平衡量應滿足規范要求，必要時進行去重處理，并重新進行靜平衡試驗，直至滿足規范要求。

轉子體加工裝配經檢測合格后，對非不銹鋼材料的加工面須立即進行防銹處理，涂刷防銹漆。

c.主軸的質量控制。水泵主軸一般采用優質碳素鋼，檢查材質應不低于設計要求，主軸應具有足夠的強度和剛度，承受在任何工況下作用在主軸上的扭矩、軸向力和水平力。

在加工主軸過程中，其水導軸承位置應按照設計要求，增加鍍鉻或鑲不銹鋼套工序，以保證使用過程中的抗耐磨性能，該位置的加工精度，如圓度、徑向跳動、表面粗糙度等指標應滿足設計要求；整體軸應滿足直線度、外圓加工面圓度、表面洛氏硬度等技術指標；整體軸應進行正火處理；加工完成后的成品軸表面應立即刷防銹漆。

d.葉輪外殼的質量控制。葉輪外殼的加工精度，直接關系到水泵的揚程、流量和效率，因此對該部件的質量控制顯得尤為重要。

在確認該部件材質符合設計要求后，應認真對照圖紙，對其內部球面尺寸、上下法蘭面平行度等尺寸進行復測，并用粗糙度儀檢測其表面粗糙度。

e.裝配和試驗的質量控制。水泵零部件在受控狀態下完成機械加工后，應進行水泵的裝配和臺架試驗工作，裝配工作的好壞也會影響水泵的揚程、流量、效率、振動和噪聲，裝配過程和臺架試驗中需要重點跟蹤檢查以下內容：

裝配前，要對涂刷在零部件表面尤其是加工面的防銹油等用煤油進行清洗，然后進入裝配環節。

裝配過程中，檢查葉片和葉輪轂螺栓連接的緊固程度，裝配用扭力扳手要經過檢定，內六角螺栓的擰緊力矩要達到工藝要求；檢查葉片與葉輪外殼的裝配間隙，須滿足規范要求；橡膠軸承位置的填料壓緊程度應留有余量，需待有水試運行時加以調整；推力軸承的裝配，“熱套”前須檢查軸承和支承座內壁的清潔度;聯軸器徑向位移和端面間隙須滿足標準要求。

臺架試驗工作是檢驗水泵能否滿足設計性能的主要手段。測試前，應檢查試驗臺架的各類儀器設備的檢定證書，如流量計、差壓變送器、轉速表、聲級計、振動測量儀、紅外測溫儀等，各類儀器設備須在國家有關檢測規范規定的條件下進行參數測試；試驗時要確保水泵安裝后的安全穩定運行，記錄運行時的電壓、電流、電機功率、流量、揚程、振動、噪聲和電機溫度等參數；振動測量時，應在推力軸承彈性模量最大處選2～4個點，分別測量水平、垂直方向的振動值；參數記錄須在水泵在某個狀態平穩運行3～5分鐘后進行；針對目前小型軸流泵安裝后振動值往往超標的情況，須在葉輪、主軸靜平衡、直線度以及電機和水泵同軸度等方面進行測量和返工處理，直至達到規范要求。

4 實行質量控制后達到的效果

通過對望虞河西岸控制工程所使用的小型軸流泵生產過程進行質量控制，經檢測和試驗，水泵出廠質量，尤其是整機臺架試驗性能均符合規范要求，水泵安裝后運行平穩、可靠，各項技術指標均滿足設計要求，此工程的實施進一步提升了無錫市錫山區的防汛能力，產生了較好的社會效益，同時也為后續的工程管理奠定了良好的基礎。

彭志偉.城市防洪泵站振動測試技術探析[J].水利信息化，2013(6)：45.