白鶴灘電站1 300/160 t橋式起重機(jī)監(jiān)造質(zhì)量控制

廖海生

(中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司，湖北 宜昌 443000)

白鶴灘水電站位于金沙江下游四川省寧南縣和云南省巧家縣境內(nèi)，是金沙江下游河段梯級(jí)的第二級(jí)電站，上接烏東德水電站、下鄰溪洛渡水電站。電站左、右岸地下廠房各安裝8臺(tái)單機(jī)容量為1 000 MW的立軸混流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為16 000 MW，是目前僅此于三峽電站的世界第二大水電站。

白鶴灘水電站左、右岸廠房?jī)?nèi)各布置2臺(tái)1 300/160 t 橋式起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱橋機(jī))，主要用于水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助系統(tǒng)設(shè)備安裝和檢修的吊裝任務(wù)[1]。橋機(jī)起重量大，其主鉤起重量為1 300 t，單鉤起重量居世界第一。橋機(jī)起吊最大部件為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(雙機(jī)抬吊)，帶軸重量約為2 350 t，要求起吊過程中能精準(zhǔn)控制到位。為加強(qiáng)橋機(jī)制造過程質(zhì)量控制，確保橋機(jī)制造質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，根據(jù)橋機(jī)技術(shù)特點(diǎn)設(shè)置質(zhì)量見證點(diǎn)，控制原材料、焊縫、機(jī)加工、外協(xié)件質(zhì)量等監(jiān)造方式[2-4]，是十分必要。

1 橋機(jī)技術(shù)參數(shù)與制造工藝特點(diǎn)

白鶴灘水電站1 300/160 t橋機(jī)主要由橋架、主小車、副小車、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)組成。

1.1 橋機(jī)技術(shù)參數(shù)

白鶴灘水電站主廠房1 300/160 t橋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 白鶴灘水電站1 300/160 t橋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表

1.2 橋機(jī)制造技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1 橋架及小車架制造工藝流程及技術(shù)特點(diǎn)

橋架與小車架制造工藝流程：原材料檢驗(yàn)→表面預(yù)處理→下料→拼板焊接→零部件組焊→無損檢測(cè)→結(jié)構(gòu)尺寸檢查→外觀處理→表面二次預(yù)處理→油漆涂裝→組裝→機(jī)加工→總裝調(diào)試→出廠驗(yàn)收→整改→拆車→包裝標(biāo)識(shí)→發(fā)運(yùn)。

橋架由兩根偏軌箱形主梁、一根箱形副主梁、鉸接式端梁及其附屬鋼結(jié)構(gòu)組成。兩根主梁在端部通過拉桿相連，副主梁通過鉸軸與相鄰一根主梁相連。主梁主要有上、下蓋板，兩側(cè)腹板及若干個(gè)大、小隔板及加強(qiáng)筋板組成；端梁采用箱型結(jié)構(gòu)，并在水平面內(nèi)與主梁進(jìn)行剛性連接，端梁沒有垂直載荷，只起聯(lián)系主梁的作用。因此，主梁的焊接制造是橋架的關(guān)鍵工序，主要工藝要求如下：

1)焊前檢查坡口與組對(duì)質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)尺寸超差，及時(shí)處理后再焊。

2)焊前清除坡口與焊縫兩側(cè)各20 mm范圍內(nèi)的水、油污、銹及其他雜質(zhì)。

3)先焊上、下蓋板與腹板的對(duì)接焊縫，再焊兩腹板與下蓋板的縱縫；對(duì)稱施焊，以防止主梁發(fā)生扭曲變形。

4)選用合理的焊接工藝參數(shù)見表2。

表2 1 300/160 t橋機(jī)焊接參數(shù)表

小車架加工特點(diǎn)如下：

1)機(jī)械劃線時(shí)以卷筒中心線為基準(zhǔn)，劃出電機(jī)軸線、平衡臂中心線及主、被動(dòng)車輪的中心線、運(yùn)行電機(jī)軸線等，并垂直于走行梁中心線。

2)除小車運(yùn)行減速器座孔由裝配車間配做以外，其余各機(jī)構(gòu)座孔、絲孔由機(jī)械廠鉆出或鉸出。

1.2.2 減速器制造工藝流程及技術(shù)特點(diǎn)

減速器箱體制造工藝流程：下料→組焊→無損檢測(cè)→熱處理→無損檢測(cè)復(fù)驗(yàn)→粗加工→熱處理→精加工→除銹→油漆涂裝。

減速器齒輪、軸制造及整體裝配工藝流程：坯料鍛造→熱處理→粗加工→UT→精加工→UT→熱處理→精磨→箱體與齒輪、軸裝配→調(diào)試→空載試運(yùn)行→出廠檢驗(yàn)→補(bǔ)涂油漆→包裝標(biāo)識(shí)→發(fā)運(yùn)。

由2臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)行星減速器，減速器采用封閉式油浴潤(rùn)滑減速器，齒輪及齒輪軸采用鍛件。對(duì)減速器的焊接箱體，采用焊接后整體進(jìn)爐退火，粗加工后進(jìn)行二次整體退火來消除焊接、切割的內(nèi)應(yīng)力。

1.2.3 卷筒制造工藝流程及技術(shù)特點(diǎn)

卷筒制造工藝流程：原材料→UT→筒體卷圓→縱縫焊接→無損檢測(cè)→組裝→焊接→無損檢測(cè)→熱處理→機(jī)加工→裝配→檢驗(yàn)→包裝標(biāo)識(shí)→發(fā)運(yùn)。

白鶴灘水電站1 300/160 t橋機(jī)主起升卷筒采用85 mm厚Q345鋼板，副起升卷筒采用58 mm厚Q345鋼板。下料前，必須對(duì)鋼板進(jìn)行100%無損檢測(cè)，不得有裂紋氣孔及夾層等缺陷。由于筒體材料厚度厚，卷圓難度大，為了保證機(jī)加工后筒體厚度一致，滿足圖紙的要求，一般采取鋼板頭部預(yù)壓R弧，卷制過程中，采取小進(jìn)量多次滾壓的方式。焊后對(duì)焊縫進(jìn)行100%無損檢測(cè)。短軸安裝焊接后進(jìn)行退火處理。

2 橋機(jī)制造質(zhì)量控制

2.1 設(shè)置質(zhì)量見證點(diǎn)

根據(jù)橋機(jī)制造特點(diǎn)，對(duì)制造質(zhì)量有明顯影響的重要工序環(huán)節(jié)，或針對(duì)設(shè)備的關(guān)鍵部位、加工制造的薄弱環(huán)節(jié)及易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷的工藝過程設(shè)置制造質(zhì)量見證點(diǎn)，確定控制項(xiàng)目及要求，并做好了預(yù)控及技術(shù)復(fù)核，以實(shí)現(xiàn)對(duì)制造質(zhì)量的全面控制。質(zhì)量控制點(diǎn)分三類，分別為：文件見證點(diǎn)(R)、現(xiàn)場(chǎng)見證點(diǎn)(W)和停工待檢點(diǎn)(H)[5]，具體質(zhì)量控制點(diǎn)詳見表3。在制造過程中，制造方每到一個(gè)質(zhì)量見證點(diǎn)，及時(shí)向駐廠監(jiān)造報(bào)檢，確認(rèn)合格方進(jìn)入下一個(gè)工藝流程。

表3 1 300/160 t橋機(jī)主要部件監(jiān)造質(zhì)量控制點(diǎn)表

2.2 督促?gòu)S家建立健全質(zhì)量保證體系

督促制造廠建立健全質(zhì)量保證體系，確保體系正常運(yùn)轉(zhuǎn)。駐廠監(jiān)造工程師進(jìn)場(chǎng)后要對(duì)制造廠的質(zhì)量保證體系及相關(guān)的工藝文件進(jìn)行審查，設(shè)立質(zhì)量見證點(diǎn)，明確質(zhì)檢員職責(zé)與檢驗(yàn)流程，嚴(yán)格落實(shí)三檢制，強(qiáng)化工序檢驗(yàn)，對(duì)關(guān)鍵部位、技術(shù)難度大的工序廠家技術(shù)人員要事先對(duì)操作人員進(jìn)行技術(shù)交底；檢驗(yàn)儀器及時(shí)校驗(yàn)，保證在有效期內(nèi)。

2.3 把好材料關(guān)，從源頭上控制橋機(jī)制造質(zhì)量

原材料是橋機(jī)制造質(zhì)量的先決條件，材料進(jìn)場(chǎng)后檢查其質(zhì)量證明書，重要材料廠內(nèi)復(fù)檢，確保合格。制造橋機(jī)使用的中厚鋼板多，鋼材應(yīng)選用國(guó)內(nèi)知名廠家產(chǎn)品。吊鉤、軸、齒輪等鍛件生產(chǎn)周期長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)缺陷往往要報(bào)廢重新制作，故盡早簽訂購(gòu)貨合同，提供充足的生產(chǎn)周期。發(fā)現(xiàn)材料缺陷，要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行處理。例如，駐廠監(jiān)造工程師現(xiàn)場(chǎng)見證白鶴灘水電站3號(hào)橋機(jī)主起升卷筒筒體85 mm厚板材探傷時(shí)，發(fā)現(xiàn)該板端部有一處密集性點(diǎn)狀缺陷，分析板內(nèi)存在密集性點(diǎn)狀細(xì)小夾渣。監(jiān)造工程師根據(jù)GB/T2970-2016《厚鋼板超聲波檢測(cè)方法》Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，按多個(gè)缺陷累計(jì)面積和判定鋼板不達(dá)標(biāo)，最終重新采購(gòu)鋼板。

續(xù)表3

2.4 嚴(yán)格控制零部件加工精度

橋機(jī)的行走機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)由多個(gè)部件組裝而成，每個(gè)零部件的機(jī)加工精度均會(huì)影響整體裝配尺寸的精度。零部件機(jī)加工過程中嚴(yán)格控制加工精度，單件加工精度越高越利于整體尺寸的把控，同時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇正負(fù)偏差，確保裝配完成后整體尺寸符合設(shè)計(jì)要求。

2.5 加強(qiáng)焊接質(zhì)量控制

焊接質(zhì)量直接影響橋機(jī)整體結(jié)構(gòu)安全。監(jiān)造工程師必須重視焊接質(zhì)量的控制，采用事前與過程控制相結(jié)合的方法，確保焊接質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。首先，嚴(yán)格按焊接工藝施焊，檢查焊工資質(zhì)、焊縫坡口尺寸、角度及清根質(zhì)量是否符合要求，在滿足施焊條件后方可動(dòng)焊；其次，焊接過程重點(diǎn)巡查焊接工藝執(zhí)行情況，對(duì)出現(xiàn)違規(guī)行為要及時(shí)制止并進(jìn)行改正；第三，對(duì)吊鉤橫梁、卷筒等重要部件的焊接，采取旁站方式，全面控制焊接質(zhì)量。監(jiān)造探傷工程師及時(shí)對(duì)具備條件的焊縫進(jìn)行探傷，發(fā)現(xiàn)缺陷督促制造廠進(jìn)行處理，返修焊縫質(zhì)量要達(dá)到設(shè)計(jì)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.6 加強(qiáng)外協(xié)件的質(zhì)量檢查

在制造廠生產(chǎn)任務(wù)重、追求經(jīng)濟(jì)效益等因素的作用下，橋機(jī)部分零部件采用外協(xié)制作，因外協(xié)隊(duì)伍技術(shù)能力不一、技術(shù)交底不充分、質(zhì)量保證體系不健全等問題，更容易發(fā)生質(zhì)量缺陷，故要做好外協(xié)件的質(zhì)量控制和檢驗(yàn)，督促制造廠提高質(zhì)量意識(shí)，加強(qiáng)外協(xié)零部件質(zhì)量控制，對(duì)外協(xié)件要重點(diǎn)檢查，嚴(yán)格把關(guān)。

3 結(jié) 語(yǔ)

監(jiān)造對(duì)于提高水電工程設(shè)備制造質(zhì)量意義重大，是設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本保障。白鶴灘水電站主廠房橋機(jī)起重量大、運(yùn)行機(jī)構(gòu)多，制造難度大，通過監(jiān)造人員編制并執(zhí)行監(jiān)造大綱與細(xì)則，督促落實(shí)廠家質(zhì)量保證體系，加強(qiáng)原材料及元器件的驗(yàn)收檢驗(yàn)，嚴(yán)格控制焊縫質(zhì)量，把好外協(xié)件的質(zhì)量關(guān)，確保了設(shè)備的制造質(zhì)量。橋機(jī)制造完成后進(jìn)行了出廠驗(yàn)收，橋架、行走機(jī)構(gòu)、小車架、起升機(jī)構(gòu)、電控系統(tǒng)的各項(xiàng)性能參數(shù)指標(biāo)符合合同、設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，4臺(tái)1 300/160 t橋機(jī)均一次性通過驗(yàn)收。