水泵機組制造與安裝質量主要影響因素及對策

高安行，王志東，劉 振

（山東省水利工程建設監理有限公司，山東 濟南 250013）

水泵機組在設備制造、安裝各環節中存在很多影響質量的因素，特別是原材料需嚴格控制，不能出現差錯，否則會對質量造成嚴重影響。本文就影響水泵機組制造及安裝質量的主要因素進行分析，并提出相應對策措施，確保制造與安裝質量。

1 水泵制造及安裝質量主要影響因素

1.1 主要材料及部件

1）金屬材料。在水泵制造中主要使用鋼、鑄鐵等，種類繁多，不同等級材料的物理性能、力學性能、化學性能、鑄造性能等懸殊較大，直接影響設備本體強度和壽命。

2）外購外協件。生產廠家較多，廠家生產的規格、性能指標和相關參數參差不齊，導致組裝后的質量難以保證。

3）葉輪。水泵葉輪的型線、大小、制造工藝及加工精度對質量影響較大，直接關系到水泵的流量、效率及揚程等工作性能。

4）防腐。防腐涂料產品種類較多，性能相差較大。如果防腐涂料產品不合格或底漆、中間漆、面漆施工質量不過關，則會導致防腐效果差，水泵又長期在惡劣的環境中運行，極易出現銹蝕、脫皮等現象，從而影響設備的使用壽命。

5）軸承。軸承是水泵機組的關鍵部件，質量好壞直接影響設備大修周期和壽命。軸承承受軸向力和轉動部件工作時的轉動摩擦阻力，軸承質量差將導致傳遞能量的效率低、耐久性差、軸線擺度較大、葉輪擺度增加，甚至發生葉片碰殼，造成振動加劇現象，影響使用壽命。

6）泵軸。若使用低于設計標準的材質鍛造，其強度與剛度也低于設計標準，長期運行后導致軸發生扭變、彎曲，引起設備故障。

1.2 設備進場安裝準備

1）水泵機組設備進場后，未執行開箱清點驗收程序，導致設備缺陷，易發生責任扯皮現象。

2）未編制或編制設備安裝方案不完善，導致后續安裝人員沒有依據。未對安裝人員進行安全技術交底與培訓，導致設備安裝時出現質量缺陷或發生安全事故。

3）土建施工方與設備安裝方工作銜接不到位，導致設備安裝與基礎位置不匹配，影響施工質量和進度。

1.3 設備安裝過程

1）水泵基座安裝不牢靠或水泵安裝高程與電機相差較大，水泵與電動機間安裝的聯軸器軸心偏差過大，導致機組運行時產生振動噪聲和軸承的過度磨損。

2）泵體與管路連接水平偏差過大，管路連接中因法蘭密封面間隙和法蘭密封端面的不平行度產生的拉力，以及管路漏氣或密封不好等問題，造成了泵體吸水量不足的現象。

3）水泵、電機未進行試運轉檢查，沒有發現潛在問題，導致后續運行異常。

4）電動機冷卻器耐壓性能弱導致電動機發熱，存在燒損電機的隱患。電動機經過長時間運轉后，受轉速產生的熱量、電及環境因素的影響，導致電動機絕緣性變弱，使用壽命和安全性能造成影響。

2 質量控制對策

2.1 主要材料及部件

1）監理工程師要熟悉設計文件、合同文件要求，掌握材料信息，原材料進廠使用前應進行驗收。鋼材檢查強度、硬度、抗疲勞、斷裂韌性等物理和力學性能指標，因工作環境非常惡劣還應檢查抗氧化性與抗腐蝕性等化學性能指標。水泵泵殼一般用鑄鐵制成，應采用流動性好、收縮率小的材料，充型能力強，鑄造冷卻后可獲得完整且致密的鑄件。鑄件完成后應檢查尺寸是否符合圖紙要求，外觀應無夾渣和裂紋等缺陷，表面須清理干凈，砂眼和氣孔數量不得超過標準要求。

2）外購外協件，例如葉輪、殼體、主軸等。重點審查外購外協件分包單位資質及合同，提前設置好質量控制點，開展現場檢查、見證等監理工作，檢查其部件的尺寸、外觀及質量證明文件（零部件材質報告、硬度、探傷報告等），確保符合規定的技術品質和質量標準，經監理工程師驗收合格后再進行后續加工使用。

3）要嚴格要求制造商選用經過工程實踐證明性能良好的防腐涂料，并滿足設計要求，構成涂層系統的所有涂料宜由同一涂料廠家提供，不同廠家的涂料配套使用應做配套試驗。檢查產品合格證、說明書和檢驗報告等，復核各涂層的性能指標，底漆應具有良好的附著力、防銹、結合性能，中間漆應具有良好的屏蔽性能，面漆具有良好的耐候性、耐水性及結合性能。防腐處理過程中，監理工程師應檢查表面處理情況、涂層數及厚度，可使用測厚儀對涂層厚度進行檢測，確保符合設計要求。

4）葉輪為水泵設備核心部件，葉片為葉輪的關鍵部件，控制好葉片材質、加工精度和裝配工藝對水泵的性能及穩定性起到決定性作用。監理工程師提前設置好文件、現場、停止見證點（R、W、H 點），葉片材料必須采用抗氣蝕性和抗磨性好的不銹鋼材料，并提供材料檢驗報告及記錄（R點）。加工前檢查制造商加工葉片的數控機床精度，加工允許偏差符合A 級要求。加工后進行外觀檢查，確保表面光潔、無裂紋、無夾砂、無氣孔等缺陷，表面粗糙度應在允許范圍內，超聲波探傷檢查無缺陷波。葉片加工完成后，設備監理工程師對主要尺寸、葉片型線、安放角度、頭部型線、過流表面粗糙度等進行檢查，應對葉片型面進行檢測，葉片型面制造應與設計完全一致（H點）。葉輪組裝完成后，監理單位可采取見證方式（W 點），在制造現場進行靜平衡或動平衡試驗，確保檢測數據真實、有效，保證配重后的葉輪外形幾何尺寸不發生變形。

5）要求制造商提供使用壽命長、性能穩定、耐磨性能好的軸承，導軸承支座采用不銹鋼或鑄鋼材質，控制軸承間隙在允許范圍內，以減少振動問題。

6）監理工程師應對水泵主軸材質檢查，主軸采用優質鋼鍛造，材質不低于設計標準，可進行文件見證，審查質量證明文件及無損探傷試驗報告，以保證軸的完好性，如有疑問可要求制造商進行復檢。確保主軸具有足夠的強度和剛度，能承受在任何工況下作用在主軸上的扭矩、軸向力和水平力。

2.2 設備進場安裝準備

1）水泵機組設備進場后，監理機構組織各參建方進行共同開箱驗收，對照設備清單逐一清點，檢查箱數、箱號及包裝情況。開箱后查驗設備名稱、型號、規格及數量、技術文件、專用工具及備品備件，檢查產品合格證、檢驗證明書等是否齊全，外觀檢查是否存在磕碰、污損、缺陷、銹蝕等情況，經檢查無誤后共同在《開箱驗收單》予以簽字確認，并由設備安裝單位分類登記入庫，妥善保管，注意防水防盜，防墜物砸傷，現場灰塵嚴重時要對設備進行包裝防塵處理。

2）設備安裝前，安裝單位應編制切實可行的《泵組安裝方案》，并報送監理機構審批，監理工程師督促安裝單位嚴格按照施工組織設計的要求配齊人員、機具及檢測儀器、儀表等。監理機構應會同安裝單位檢查安裝現場是否達到滿足安裝的條件，檢查安裝人員安裝與調試技術交底、特種人員持證上崗等情況。校核吊裝水泵及電機的吊車、行車、叉車的載荷是否滿足要求，核對設備吊點位置，吊運過程中不能出現設備磕碰或掉落現象。

3）監理工程師要協調好各家承包方之間的工作銜接，質量控制要以事前控制為主，出現問題及時發現，及時解決。要重點查驗與設備安裝有關的土建施工是否滿足安裝要求，協調土建施工方與設備安裝方的工作銜接關系，主要在以下方面予以控制：

（1）泵組基礎位置、標高、尺寸等要與設計圖紙和設備廠家安裝圖相符合，表面要平整，標高控制允許偏差為-5～0 mm，基礎縱向中心線應垂直于橫向中心線，與機組設計中心線偏差≤5 mm。

（2）預留地腳螺栓孔位置及尺寸應符合設計和安裝圖的要求，預留孔中心線與基準線的偏差≤3 mm，孔壁的垂直度偏差不應大于L/200（L為地腳螺栓長度，單位mm）。

（3）預留孔采用二期混凝土埋入法，地腳螺栓中心線與基準線的偏差控制在2 mm 以內，允許高程偏差控制在0～3 mm。

（4）采用螺桿與預埋鋼筋焊接時，預埋鋼筋的材質應與螺桿一致，預埋鋼筋的斷面面積應大于螺桿的熔斷面面積。預埋鋼筋與螺桿采用雙面焊接，其焊接長度不應小于5 倍鋼筋直徑；采用單面焊接時，其焊接長度不應小于10 倍鋼筋直徑。預埋螺栓安裝定位后應及時采取保護措施，防止絲桿部分污損。

2.3 設備安裝過程

1）基座安裝時檢查基礎墊板是否平整、有無毛刺及卷邊等情況，相互配對的楔子板間接觸面要密實，安裝后用0.05 mm 的塞尺檢查接觸情況，基礎板要支墊穩定，基礎螺栓緊固后，檢查基礎板不得松動。聯軸器安裝前要清洗干凈各結合面，聯軸器的安裝應根據不同的配合要求進行套裝，套裝時不得直接使用鐵錘敲擊，主軸兩端與電動機軸、葉輪連接，檢查軸的同心度和彎曲度。檢查聯軸器的同軸度及軸向間隙，聯軸器軸心徑向錯位、兩軸線傾斜度、端面間隙等都不得大于規范允許偏差值。

2）管路位置和高程偏差控制在允許范圍以內，管路水平偏差不超過0.15%，且不超過20 mm。垂直偏差不超過0.2%，且不超過15 mm。在安裝管路過程中可以采用膨脹接頭、傳力接頭等，補償管路聯接中法蘭密封面間隙和法蘭密封端面的不平行度，以保證泵體法蘭不受到因管路聯接中法蘭密封面間隙和法蘭密封端面的不平行度產生的拉力。管路焊口錯牙不超過壁厚20%且不大于2.0 mm。焊縫檢查表面無裂紋、夾渣、氣孔，咬邊深度小于0.5 mm，長度不超過10%焊縫長。

3）在不確定電機轉向的情況下，必須在水泵充滿水放空泵內空氣的情況下可以點動電機來查看水泵轉向。檢查電機、水泵和閥門的固定連接部位無松動，無滲漏現象。轉子及各運動部件運轉正常，無異常聲響和摩擦現象。管道連接牢固無滲漏。滑動軸承的溫度不大于70 ℃，滾動軸承的溫度不大于80 ℃。機械密封的泄漏量≤5 mL/h。水泵壓力、流量滿足設計參數要求。

4）主電動機冷卻器應按照設計要求進行耐壓試驗，一般試驗壓力為0.35 MPa，保持壓力60 min，應確保無滲漏現象。檢查動電機的電氣參數，確保電流、電壓等儀表準確、靈敏，指針數值擺動在允許范圍內，發現異常及時切斷電源，以免燒毀電機。做好電動機日常運行管護工作，冷卻系統要定期清理塵埃。定期對絕緣電阻進行監測，發現異常及時處置。改善電動機周圍環境，減少空氣灰塵，避免地面潮濕、雨淋。加強機組維修技術管理，重視人才培養，配齊所需的備品備件及維修工具，制定切實可行的維修技術方案，以應對機組運行時出現的故障。

3 結 語

近年來，筆者參與建設了小清河防洪治理工程（友誼河泵站）、濟南市東部水源四庫連通項目（1 號泵站）工程，在水泵機組制造及安裝過程中，以上述主要影響因素為監理質量控制重點，全面熟悉掌握設計及規范標準，規范工作程序，機組制造與安裝質量經評定達到優良標準。機組投產后運行平穩、安全可靠、穩定高效，發揮出良好的經濟和社會效益。