PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 45

質(zhì)量控制

Quality Control

生產(chǎn)任務(wù)的變化，及時協(xié)調(diào)維修人員利用休班時間整

修設(shè)備，對機械及電氣部分開展項修，能夠較好地保

證設(shè)備性能。此項是非主要原因。

3）DP 網(wǎng)絡(luò)電氣元件老化、備品不足。轉(zhuǎn)向架流

水線于 2013 年 10 月正式投入運行，DP 網(wǎng)絡(luò)電氣元件

老化不可避免。中繼器、網(wǎng)絡(luò)功能模塊等組件均為標

準配件、市場供應(yīng)充足，可滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需要。此項

是非主要原因。

4）故障排查方法不當。轉(zhuǎn)向架檢修線采用分散集

中控制方式，通過 PROFIBUS-DP 網(wǎng)絡(luò)把主站 PLC、

觸摸屏、分柜、專機、積放式輸送機以及 30 臺檢修小車

聯(lián)在一起?，F(xiàn)場配有大量編碼器、接近開關(guān)、電磁閥等

電氣元件，整個 PLC（Programmable Logic Controller，

可編程邏輯控制器）控制網(wǎng)絡(luò)十分龐大，接收和發(fā)送

的數(shù)據(jù)量較大，通過人工觀察和經(jīng)驗判斷不能快速

查明故障原因并確認故障點，導(dǎo)致停機時間長。經(jīng)調(diào)

查發(fā)現(xiàn)，一方面設(shè)備維修組的筆記本配置不高，軟件

運行不穩(wěn)定，不適應(yīng)現(xiàn)場維修需要，應(yīng)盡快更新；另一

方面，部分維修人員還不太適應(yīng)這種維修方式，可通

過技術(shù)交流盡快熟悉設(shè)備原理、適應(yīng)新的維修方式。

5）運行環(huán)境存在電磁干擾源。通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)：

一方面，原設(shè)計中部分網(wǎng)段通信線路較長，導(dǎo)致信號

衰減而使得傳輸不穩(wěn)定?？捎羞x擇地通過中繼器進行

信號放大，以增強網(wǎng)絡(luò)信號的穩(wěn)定性。另一方面，八

字面磨耗板檢修臺工位 1 ～ 2 之間的 DP 通信線原設(shè)

計是由地下管路多股通訊線、電源線并行鋪設(shè) [7]，導(dǎo)

致信號串擾現(xiàn)象，類似情況也是造成網(wǎng)絡(luò)傳輸不穩(wěn)定

的原因之一。

通過以上分析，確定了故障的關(guān)鍵原因是故障排

查方法不當，運行環(huán)境存在電磁干擾源。

● 1.1.4 制定計劃

針對分析出的故障原因，制定以下計劃：配備維

修用專用筆記本和數(shù)據(jù)線，維修時優(yōu)先采用 PLC 實時

監(jiān)控方法，調(diào)整、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)分段，解決信號串擾問題。

1.2 實施階段（Do）

1）配備維修用專用筆記本和數(shù)據(jù)線。設(shè)備維修組匯

報車間，提報筆記本和數(shù)據(jù)線購置計劃，設(shè)備到位后，及

時安裝了 PLC 控制程序，能夠滿足PLC 實時監(jiān)控需求。

2）維修時優(yōu)先采用 PLC 實時監(jiān)控方法。設(shè)備維

修組采取“師帶徒”的方式，挑選經(jīng)驗豐富的技師、

高級技師和年輕同志結(jié)對子，設(shè)備出現(xiàn)故障時優(yōu)先采

用電腦進行監(jiān)控，維修人員可以相互配合，并應(yīng)用自

行開發(fā)的小車應(yīng)急處理程序等實現(xiàn)故障的快速定位。

3）調(diào)整、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)分段。根據(jù)轉(zhuǎn)向架流水線的網(wǎng)

絡(luò)布局，將網(wǎng)段一的通信線路分為兩段，通過在中間

增設(shè)一級網(wǎng)絡(luò)中繼器來放大信號，增強網(wǎng)絡(luò)信號的穩(wěn)

定性。有效解決了第一網(wǎng)段 DP 網(wǎng)線距離長、信號衰

減大、信號不穩(wěn)定造成網(wǎng)絡(luò)中繼器過載損壞的問題。

4）解決信號串擾問題。八字面磨耗板檢修臺工位

1 ～ 2 之間的 DP 通信線原設(shè)計是由地下管路多股通

訊線、電源線并行鋪設(shè) [7]，各路通訊與電源線之間信

號會出現(xiàn)串擾現(xiàn)象。筆者將 DP 通訊線單獨取出通過

架空線路重新鋪設(shè)，有效地解決了通信訊號受干擾的

問題。

1.3 檢查階段 (Check)

自采用 PDCA 循環(huán)法以來，在轉(zhuǎn)向架流水線發(fā)生

電氣故障時，維修人員能夠?qū)?PLC 控制網(wǎng)絡(luò)和運行程

序進行實時監(jiān)控、快速定位，提高了故障處理效率；

同時從根本上消除了 DP 網(wǎng)絡(luò)的干擾源，保證了各網(wǎng)

段負載均衡、信號傳輸穩(wěn)定。通過維修方法和網(wǎng)絡(luò)硬

件及布線的同步改進，從根本上防止了因 DP 網(wǎng)絡(luò)控

制造成轉(zhuǎn)向架流水線停機現(xiàn)象，大幅度提高了設(shè)備可

靠性，減少了電氣故障次數(shù)和停機時間。

采用 PDCA 循環(huán)法來降低轉(zhuǎn)向架流水線通信故障

率，具有重大意義：從經(jīng)濟層面來說，減少了因電氣

故障耽誤生產(chǎn)的問題，有效保障了鐵路貨車檢修生產(chǎn)

的正常進行，潛在的經(jīng)濟效益不可估量；從社會效益

層面來說，電氣故障大幅減少，確保了設(shè)備正常運行，

保障了生產(chǎn)任務(wù)的按時完成。

1.4 處理階段 (Act)

在接下來的工作中，以 1 個月為 1 個循環(huán)周期，

借助車輛段設(shè)備質(zhì)量分析會，維修小組成員總結(jié)本月

轉(zhuǎn)向架流水線出現(xiàn)的故障次數(shù)、種類，從“人、機、料、法、

環(huán)”等 5 個方面分析原因 [8]，不斷優(yōu)化設(shè)備維修流程，

下一步的重點工作如下：1）對 DP 網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)化改進

方案進一步完善、歸納總結(jié)，將其應(yīng)用于其他類型新

設(shè)備的維護中。2）通過崗位實操作業(yè)，提高操作人員、

維修人員業(yè)務(wù)技能水平。3）加強設(shè)備管理，做好日常

維護工作，確保設(shè)備狀態(tài)良好。

在下一個 PDCA 循環(huán)中，要加強對設(shè)備使用情況、

巡檢情況、維修情況、保養(yǎng)情況、人員培訓(xùn)以及考核情

46 2022.05 設(shè)備監(jiān)理

質(zhì)量控制

Quality Control

況的檢查 [9]，將后續(xù)出現(xiàn)的重點故障加強分析，把原因

落實到具體環(huán)節(jié)中去解決，同時將成功的經(jīng)驗應(yīng)用到

PDCA 循環(huán)中，使得轉(zhuǎn)向架流水線的故障率大大降低。

2 PDCA 應(yīng)用效果

采用 PDCA 循環(huán)管理后，2022 年 1 ～ 3 月轉(zhuǎn)向架

流水線電氣故障發(fā)生次數(shù)為 15 件，具體見表 4。

月份 2022 年 1 月 2022 年 2 月 2022 年 3 月 平均

電氣故障 / 件 4 6 5 5

停機時間 /（min/ 件） 110/4 90/6 100/5 20

表 4 運用 PDCA 循環(huán)管理后設(shè)備電氣故障及停機時間統(tǒng)計

從表 4 可以分析出：1）設(shè)備電氣故障大幅減少，

流水線電氣故障由原來月平均 14 件降至 5 件。2）設(shè)

備停機時間大幅縮短，流水線電氣故障平均停機時間

由原來的 46 min/ 次，縮減到 20 min/ 次，保障了檢

修生產(chǎn)的順利進行。

3 結(jié)束語

通過運用 PDCA 循環(huán)法，經(jīng)過計劃、實施、檢

查以及處理 4 個階段 [10]，總結(jié)了轉(zhuǎn)向架流水線的電

氣故障，找出了其中的關(guān)鍵故障是 DP 通信故障，并

對 DP 通信故障的原因進行了詳細分析，針對關(guān)鍵

原因提出了相應(yīng)的解決措施：配備維修用專用筆記

本和數(shù)據(jù)線；維修時優(yōu)先采用 PLC 實時監(jiān)控方法；

調(diào)整、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)分段，解決信號串擾問題。

經(jīng)過一段時間的實踐證明，PDCA 循環(huán)法的應(yīng)用

確實降低了轉(zhuǎn)向架流水線電氣故障率，減少了維修費

用和縮短了維修時間，提高了轉(zhuǎn)向架流水線作業(yè)效率。

后續(xù)將進一步研究下一次 PDCA 循環(huán)中發(fā)現(xiàn)的問題，

進一步優(yōu)化管理措施，同時研究運用 PDCA 循環(huán)法解

決其他設(shè)備的類似故障，提升設(shè)備的可靠性，為安全

生產(chǎn)提供可靠的設(shè)備保障。

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35(03):70-72.

（上接第 42 頁）

3 結(jié)束語

優(yōu)化后的自主車輛監(jiān)造能夠從后期運營維護的角

度對車輛的可靠性、可維修性進行管控，在一定程度

上達到了提前介入的作用，車輛監(jiān)造組織架構(gòu)的優(yōu)化

也起到了以監(jiān)造代替培養(yǎng)的效果，閉環(huán)質(zhì)量管控為后

期車輛運營的品質(zhì)打下基礎(chǔ)。地鐵公司自主開展車輛

監(jiān)造工作仍面臨著許多問題，如何進一步優(yōu)化流程、

提升質(zhì)量，真正達到以運營的要求促進建設(shè)的提升，

還需對運營中面臨的實際問題進行深入研究，在此基

礎(chǔ)上，加強進度管控、質(zhì)量管控，達到提供優(yōu)質(zhì)車輛

的目的。

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PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 47

質(zhì)量控制

Quality Control

巴基斯坦拉合爾軌道交通橙線項目

設(shè)備工程質(zhì)量管理實踐

楊 柯

（中鐵華鐵工程設(shè)計集團有限公司 北京 100071）

摘 要：國內(nèi)地鐵技術(shù)日趨成熟，很多施工單位已走出國門，承建國外地鐵項目。在國外地鐵建設(shè)中，

土建專業(yè)常常由本國企業(yè)承擔，國內(nèi)企業(yè)通常以 EPC 形式承攬機電專業(yè)的設(shè)計、采購、安裝調(diào)試等工作，如

何進行有效的質(zhì)量管理便成為重要課題，設(shè)備工程的質(zhì)量管理顯得更加重要。基于這些原因，本文結(jié)合巴基

斯坦橙線地鐵設(shè)備工程質(zhì)量管理實踐，通過歸納總結(jié)，探討軌道交通設(shè)備工程質(zhì)量管理的原則和手段，總結(jié)

出質(zhì)量管理的 2 項重要原則和 2 個有效手段，為同類項目提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：巴基斯坦 橙線地鐵 機電專業(yè) 質(zhì)量管理

Equipment Engineering Quality Management Practice of Light Railway Project

Orange Line in Lahore, Pakistan

Yang Ke

（China Railway Huatie Engineering Design Group Co., Ltd. Beijing 100071）

Abstract Nowadays, domestic subway technology is becoming more and more mature, and many construction

companies have gone abroad to undertake foreign subway projects. In foreign subway construction, civil engineering

is often undertaken by the home country. Domestic enterprises often undertake the design, procurement, installation

and commissioning of electromechanical majors in the form of EPC. How to carry out effective quality management

has become an important issue. Equipment engineering quality management is more important. This paper discusses

the principles and means of quality management of rail transit equipment engineering by the practice of quality

management of subway equipment engineering in the Orange Line in Pakistan, and sums up two important principles

and two effective means of quality management, which can provide reference for similar projects.

Keywords Pakistan Orange line subway Electromechanical engineering Quality management

中圖分類號：TB497 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2022)10-0047-04 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2022.10.012

作者簡介：楊柯（1978 ～ )，男，本科，工程師，從事城市

軌道交通機電專業(yè)監(jiān)理工作。

通訊作者：楊柯，E-mail: 59672405@qq.com。

（收稿日期：2022-06-05）

1 項目背景

1.1 項目概況

巴基斯坦拉合爾軌道交通橙線項目（以下簡稱橙

線）是巴基斯坦第 1 條地鐵，屬于中巴經(jīng)濟走廊早期

收獲項目，也是“一帶一路”國際合作重點建設(shè)項目。

橙線落戶于巴基斯坦第二大城市，素有“花園城

市”之稱的拉合爾。橙線大致為南北走向，正線全長

約 25.58 km，其中地下線路 1.290 km，地下線路與高

架線路過渡段 0.722 km，高架線路 23.568 km；共設(shè)車

站 26 座，其中高架站 24 座，地下站 2 座。橙線在線

路北端和南端分別設(shè)車輛段和停車場，車輛段出入線

長 0.85 km，停車場出入線長約 0.76 km。

全線設(shè) 2 座主變電所，在車輛段內(nèi)設(shè)控制中心及

安全中心，共用同一建筑。

1.2 項目服務(wù)范圍

橙線為 EPC（工程總承包）項目，由中國鐵路總

48 2022.05 設(shè)備監(jiān)理

質(zhì)量控制

Quality Control

公司和中國北方工業(yè)公司組成的鐵總 - 北方聯(lián)營體承

建（以下簡稱聯(lián)營體），聯(lián)營體負責設(shè)備工程（以下

簡稱機電系統(tǒng)，含軌道，常規(guī)機電、強電、弱電等專業(yè)）

建設(shè)。

筆者單位中鐵華鐵工程設(shè)計集團有限公司（以下

簡稱中鐵華鐵）與聯(lián)營體簽訂服務(wù)合同，負責橙線通

風空調(diào)、給排水及消防、動力照明、供電 4 個專業(yè)的

項目管理和車輛駐場監(jiān)造工作。后按照聯(lián)營體要求，

負責橙線所有機電專業(yè)的質(zhì)量管理，包含軌道、風水電、

供電、通信、信號、AFC(Automatic Fare Collection，

自動售檢票系統(tǒng) )、FAS（Fire Alarm System，火災(zāi)自

動報警系統(tǒng)）、BAS（Building Automation System，環(huán)

境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)）、氣體滅火系統(tǒng)、屏蔽門、電扶梯、

車輛、場段工藝設(shè)備，并參與安全管理、技術(shù)培訓(xùn)、

驗收等工作。

2 質(zhì)量控制過程

筆者來到施工現(xiàn)場后，首先對全線進行了勘察，

對各項目部進行了走訪，以便在充分了解情況的基礎(chǔ)

上制定質(zhì)量管理方針和原則，即建立和完善各項目部

（專業(yè)）的質(zhì)量管理體系，督促其良性運轉(zhuǎn)，最終達

到質(zhì)量控制的目的。

2.1 管理問題

● 2.1.1 人員問題

聯(lián)營體機電系統(tǒng)管理人員在本項目前大多從事鐵

路站后工程工作，無軌道交通機電系統(tǒng)建設(shè)管理經(jīng)驗，

對軌道交通建設(shè)程序和專業(yè)技術(shù)知識不熟悉。

筆者利用自身優(yōu)勢，根據(jù)項目進展情況，結(jié)合現(xiàn)

場實際組織了相關(guān)管理和技術(shù)培訓(xùn)，使項目管理人

員逐步熟悉了建設(shè)程序，了解了機電系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)

知識。

如：組織了機電系統(tǒng)與裝修、土建專業(yè)的接口

培訓(xùn)；邀請施工單位的專家及技術(shù)骨干對聯(lián)營體管理

人員進行機電專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，聯(lián)調(diào)聯(lián)試專業(yè)培訓(xùn)等。

在項目建設(shè)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)向聯(lián)營體領(lǐng)導(dǎo)提出

合理化建議，根據(jù)當?shù)厍闆r優(yōu)化了建設(shè)程序，對質(zhì)量

管理工作起到了顯著的促進作用。

對聯(lián)營體的組織機構(gòu)提出合理化建議，項目管理

人員劃分為安全質(zhì)量管理部和工程部，安全質(zhì)量管理

部設(shè)專職安全和質(zhì)量管理人員，工程部下設(shè)專業(yè)管理

組和現(xiàn)場組，協(xié)調(diào)能力較強的專業(yè)工程師兼管現(xiàn)場協(xié)

調(diào)工作。

● 2.1.2 標準規(guī)范的使用理解不同

聯(lián)營體和巴方業(yè)主使用規(guī)范不同，聯(lián)營體、施工

單位技術(shù)人員對規(guī)范的理解不同。

根據(jù) EPC 總包合同約定，橙線使用中國技術(shù)、中

國標準，但巴方業(yè)主習慣使用英國標準，對中國規(guī)范、

標準不熟悉。針對這種情況，聯(lián)營體領(lǐng)導(dǎo)多次與巴方

業(yè)主單位召開專題會，最終確認橙線建設(shè)的依據(jù)為中

國標準。

由于軌道交通機電系統(tǒng)的行業(yè)驗收規(guī)范不完善，

很多專業(yè)需參考鐵路等行業(yè)規(guī)范，加上技術(shù)人員對規(guī)

范的理解不同，給施工和質(zhì)量控制造成一定困擾。針

對這種情況，由筆者牽頭，組織各專業(yè)技術(shù)骨干在相

關(guān)規(guī)范標準、圖集、企業(yè)標準和施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上編

制了一套圖文并茂、淺顯易懂的《軌道交通機電系統(tǒng)

施工工藝圖冊》（以下簡稱《圖冊》），用以指導(dǎo)施工，

進行質(zhì)量控制。《圖冊》編制完成后，對廣大技術(shù)人

員進行了宣貫，對橙線質(zhì)量控制起到了極大的推動

作用。

● 2.1.3 巴方技術(shù)工人生產(chǎn)力低下，施工水平

較差

經(jīng)過現(xiàn)場實踐，確定由中方班組長帶領(lǐng)巴方技術(shù)

工人進行施工，人員比例為 1:6。中方班組長對班組

進行質(zhì)量控制，每天施工前，由中方班組長對作業(yè)人

員進行安全質(zhì)量交底，并在施工過程中進行傳幫帶，

保證整個班組的施工質(zhì)量符合要求。

在各項目部推行領(lǐng)導(dǎo)帶班制度，確定檢查頻次，

確定技術(shù)人員每周至少對現(xiàn)場施工質(zhì)量進行2次檢查，

班子成員每月至少對現(xiàn)場施工質(zhì)量情況進行4次檢查。

通過中方班組長自檢，技術(shù)人員日常檢查，領(lǐng)導(dǎo)

定期檢查，提高了一次施工合格率，促進了質(zhì)量管理

工作。

2.2 技術(shù)問題

● 2.2.1 供電專業(yè)區(qū)間環(huán)網(wǎng)電纜問題

供電專業(yè)區(qū)間環(huán)網(wǎng)電纜伸縮縫處無補償措施，環(huán)

網(wǎng)電纜固定線卡安裝不規(guī)范。日常檢查中發(fā)現(xiàn)，高架

區(qū)間環(huán)網(wǎng)電纜開始敷設(shè)時，部分環(huán)網(wǎng)電纜在梁間接縫

（伸縮縫）處未做預(yù)留，環(huán)網(wǎng)電纜未按圖紙要求進行

蛇形敷設(shè)，且金屬線卡安裝數(shù)量不足（間距過大），

不設(shè)線卡的支架未采用電纜綁帶固定，見圖 1、圖 2。

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 49

質(zhì)量控制

Quality Control

由于在施工剛開始時即發(fā)現(xiàn)此問題，下發(fā)了質(zhì)量

通報，施工單位及時進行整改，未導(dǎo)致質(zhì)量問題進一

步擴大。技術(shù)與施工人員現(xiàn)場明確了技術(shù)要求后才大

規(guī)模施工，環(huán)網(wǎng)電纜后續(xù)施工質(zhì)量普遍較好，見圖 3。

圖 1 環(huán)網(wǎng)電纜固定線卡稀疏且未用綁帶固定

、

圖 2 伸縮縫處無補償措施

圖 3 整改后的環(huán)網(wǎng)電纜

● 2.2.2 給排水專業(yè)消防水管與動照、FAS、通

信專業(yè)線槽位置沖突問題

停車場綜合辦公樓一層通信、FAS 專業(yè)線槽位于

消防水管下方，不符合規(guī)范要求，水管泄漏時易損害

下方的線槽和線纜，見圖 4。

組織給排水、動照、通信和 FAS 專業(yè)監(jiān)理和施工

單位召開現(xiàn)場會，確定了整改方案。

1) 通信、FAS 專業(yè)線槽整改至消防水管上方，并

圖 4 通信、FAS 線槽位于消防水管下方

排敷設(shè)。通信線槽、FAS 線槽分別位于消防水管立管

兩側(cè)，動照線槽挪動，緊靠消防立管，為 FAS 線槽讓

出位置。

2) 增加 1 處吊架，材料由給排水專業(yè)提供，由通

信專業(yè)施工，各施工單位應(yīng)注意消防水管成品保護，

給排水專業(yè)派專人看護。

由于各相關(guān)方在現(xiàn)場達成了一致意見，明確了各

方責任，限定了整改期限，并嚴格按照會議紀要實施

了整改，效果較好，見圖 5。

圖 5 整改后通信、FAS 線槽與消防水管位置情況

3 質(zhì)量控制的原則和有效手段

通過以上典型問題的解決，結(jié)合筆者 3 年來在橙

線的質(zhì)量管理工作，歸納總結(jié)了地鐵機電系統(tǒng)質(zhì)量管

理的 2 項原則和 2 個有效手段。

3.1 2 項重要原則

● 3.1.1 全過程管理

全過程管理是指除施工階段外，應(yīng)在軌道交通各

建設(shè)階段均進行質(zhì)量控制，如招標階段、施工圖設(shè)計

階段、驗收階段、綜合聯(lián)調(diào)階段、試運營階段等。各

50 2022.05 設(shè)備監(jiān)理

質(zhì)量控制

Quality Control

建設(shè)階段的質(zhì)量控制一環(huán)套一環(huán)，前一個階段的質(zhì)量

控制做好了，能對后續(xù)階段的質(zhì)量控制起到事半功倍

的作用。筆者在質(zhì)量管理實踐中發(fā)現(xiàn)，很多質(zhì)量問題

在施工階段前期已埋下隱患，施工階段已很難處理。

進而對各建設(shè)階段的質(zhì)量控制工作進行了解、分析和

總結(jié)，發(fā)現(xiàn)在整個地鐵建設(shè)過程中，質(zhì)量控制貫穿始終，

仿佛一套完整的流水線，每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量得到保證，

才能保障最終產(chǎn)品的質(zhì)量。關(guān)于地鐵各建設(shè)階段的質(zhì)

量控制，詳見楊柯的研究成果 [1-2]。

● 3.1.2 事前控制

事前控制是指在質(zhì)量問題發(fā)生前或發(fā)生初期進行

質(zhì)量控制。質(zhì)量控制應(yīng)以預(yù)防為主，一次成優(yōu)，努力

做到少發(fā)生和不發(fā)生質(zhì)量問題，盡量避免返工和整改。

對于質(zhì)量問題，應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)，及時處理，把問題消滅

在萌芽狀態(tài)。這樣的質(zhì)量控制往往是效果最好，代價

最小的。施工單位最有效的事前控制手段是技術(shù)交底

和崗前培訓(xùn)。在施工前由技術(shù)人員明確工藝要求，向

班組長及班組成員交底。班組長在施工中嚴格按技術(shù)

交底施工，控制工序質(zhì)量。如能嚴格執(zhí)行，將在工序

開始時盡快走上良性循環(huán)，極大地減少返工和整改，

提高施工質(zhì)量。對于質(zhì)量管理人員來說，事前控制意

味著在施工大規(guī)模開始前，應(yīng)統(tǒng)一和明確工藝要求（重

點工藝應(yīng)進行首件定標），并在施工一開始就嚴格進

行質(zhì)量控制，使現(xiàn)場施工盡快走上良性循環(huán)，盡量做

到一次合格。從而提高質(zhì)量控制的成效。

3.2 2 個主要手段

● 3.2.1 PDCA 循環(huán)

質(zhì)量控制工作經(jīng)過策劃（Plan）、實施（Do）、

檢查（Check）和處置（Act）進行閉環(huán)管理。PDCA

循環(huán)是一種有效的工作方法，應(yīng)用到質(zhì)量管理工作中，

能發(fā)揮事半功倍的效果。例如：在每道施工工序開始前，

應(yīng)了解其重點和難點，容易發(fā)生的質(zhì)量缺陷，制定有

效的質(zhì)量管理措施和檢查計劃，從而有的放矢，有針

對性地解決問題。在工序?qū)嵤┻^程中，要根據(jù)制定的

質(zhì)量管理措施和檢查計劃開展質(zhì)量管理工作，應(yīng)在工

藝實施一開始即形成良好的施工習慣，成果符合規(guī)范

及設(shè)計要求。同時，通過自檢、互檢、交接檢，日常

檢查、專項檢查和綜合檢查等形式不斷優(yōu)化施工工藝，

促進質(zhì)量提高，爭取一次成優(yōu)，避免返工和整改。最后，

關(guān)注問題的整改，通過復(fù)查督促和確認問題的閉合。

通過分析總結(jié)，找出問題發(fā)生的原因，從根本上預(yù)防

問題再次發(fā)生。

● 3.2.2 全員控制

即影響質(zhì)量形成的所有相關(guān)人員均參與質(zhì)量控制

工作。全員控制的重點在于班組長的質(zhì)量控制。在軌

道交通機電系統(tǒng)施工中，質(zhì)量形成的最小單位為施工

班組，班組的關(guān)鍵在于班組長。如班組長施工水平高，

責任心強，將促進整個班組的施工質(zhì)量，進而提升整

體施工質(zhì)量。

軌道交通設(shè)備工程是一個相對復(fù)雜的系統(tǒng)，在建

設(shè)過程中難免遇到各種質(zhì)量問題，需秉承事前控制和

全過程控制的原則，對所有與質(zhì)量形成有關(guān)的人員進

行控制，包括施工人員、技術(shù)人員、質(zhì)量管理人員、

監(jiān)理人員、設(shè)計人員、業(yè)主代表等。只有所有相關(guān)人

員妥善完成了自己的工作，才能從根本上保證整個地

鐵項目的質(zhì)量。

4 結(jié)束語

在橙線設(shè)備工程的質(zhì)量管理過程中，筆者總結(jié)發(fā)

現(xiàn)，軌道交通設(shè)備工程質(zhì)量管理工作是一個系統(tǒng)工程，

涉及軌道交通建設(shè)的全過程。從工程可行性研究及立

項、初步設(shè)計、設(shè)備招標（設(shè)備采購及安裝招標）、

施工圖設(shè)計到設(shè)備安裝、單機調(diào)試、單系統(tǒng)調(diào)試、接

口調(diào)試、驗收、綜合聯(lián)調(diào)、空載試運行、試運營，每

個階段都應(yīng)進行嚴格的質(zhì)量控制，并為下階段的質(zhì)量

控制做好準備、打好基礎(chǔ)，不留任何隱患。好比一套

生產(chǎn)線，從每一個環(huán)節(jié)保證質(zhì)量，從而保證最終產(chǎn)品

的質(zhì)量。每一個環(huán)節(jié)中，應(yīng)通過 PDCA 的工作方法提

高每個工作人員的工作成果質(zhì)量，一次成優(yōu)，避免返

工和整改。同時，把工作重點放在每個環(huán)節(jié)的開始階段，

認真細致地開展事前控制工作。對于普遍問題、典型

問題和重大質(zhì)量問題，應(yīng)找到問題發(fā)生的根本原因，

及時解決，盡量將問題消滅在萌芽狀態(tài)，最大限度減

少問題的影響。如這些工作都能有效實施，軌道交通

設(shè)備工程質(zhì)量控制將成為一個按部就班、事半功倍的

過程。

參考文獻

[1] 楊柯 . 城市軌道交通設(shè)備工程各建設(shè)階段的質(zhì)量管

理（上）[J].設(shè)備監(jiān)理，2019（07）:14-17.

[2] 楊柯 .城市軌道交通設(shè)備工程各建設(shè)階段的質(zhì)量管

理（下）[J].設(shè)備監(jiān)理，2019（08）:13-15.

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 51

質(zhì)量控制

Quality Control

線束磨損對 CAB-A 型制動控制器的質(zhì)量

影響及控制方法

楊琳光

（中國鐵路北京局集團有限公司 北京 100860）

摘 要：由于制動控制器內(nèi)線束與自動制動手柄大齒輪發(fā)生接觸，導(dǎo)致編號為 HS2 的線束破損，單獨制

動手柄傳感器電源正、負端與自動制動手柄大齒輪發(fā)生短接，制動控制器通信丟失，觸發(fā)列車懲罰制動施加。

針對此現(xiàn)象，本文對人員、工藝等相關(guān)因素進行了詳細分析，在采用質(zhì)量工具進行控制的同時，重點對生產(chǎn)

工藝進行了流水線優(yōu)化，從而有效降低了發(fā)生線束磨損問題的風險。

關(guān)鍵詞：制動控制器 線束磨損 流水線

Influence of Wire Harness Wear on Quality of CAB-A Brake

Controller and its Control Method

Yang Linguang

(China Railway Beijing Group Co., Ltd Beijing 100860)

Abstract As the wiring harness in the brake controller is in contact with the big gear of the automatic brake

handle, the wiring harness numbered HS2 is damaged, and the positive and negative ends of the sensor power supply

of the single brake handle are short-connected with the big gear of the automatic brake handle, the communication

of the brake controller is lost, and the train punishment braking is triggered. In view of this phenomenon, this paper

makes a detailed analysis of the related factors such as personnel, process and so on, and focuses on optimizing the

production process while using quality tools to control it, so as to effectively reduce the risk of wire harness wear.

Keywords Brake controller Wire wear Assembly line

中圖分類號：TB497 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2022)10-0051-05 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2022.10.013

作者簡介：楊琳光（1990 ～ )，男，本科，助理工程師，從

事動車、機車、客車、貨車的配件質(zhì)量監(jiān)造工作。

通訊作者：楊琳光，E-mail: ylgyzp9@163.com。

（收稿日期：2022-06-24）

1 線束磨損的影響

CAB-A 型制動控制器線束磨損問題對列車運行

存在重要安全隱患。線束接觸性磨損的情況只在自

動制動手柄某一特定區(qū)段動作時發(fā)生，隱蔽性較高，

且受人為因素干預(yù)較大。2021 年 10 月，配屬某局

CR200J 型機車運行至某站，司機控制升 2 弓，司機匯

報主控端懲罰制動施加，報牽引封鎖，不能消除。司

機現(xiàn)場做微機復(fù)位，結(jié)果無效；做大復(fù)位，仍然無效。

隨后司機請求救援，造成列車晚點。

2 原因分析

2.1 懲罰制動原因

對問題件進行拆解分析，發(fā)現(xiàn)將自動制動手柄由

重聯(lián)位拉回到運轉(zhuǎn)位過程中，在制動區(qū)拉至運轉(zhuǎn)位時，

線束與自動制動手柄大齒輪發(fā)生接觸。進一步檢查發(fā)

現(xiàn)，線束防護層及線束已發(fā)生破損。破損線束標識為

HS2，屬于單獨制動手柄傳感器線束。此線束共有 3

根線，分別為電源正端、電源負端、信號線，其中電

源正端和負端幾乎斷開，并露出金屬銅絲。

52 2022.05 設(shè)備監(jiān)理

質(zhì)量控制

Quality Control

單獨制動手柄傳感器的正、負端通過編號為 HS2

線束分別連接到制動控制器控制板卡電源。當線束破

損后，傳感器的正、負端與自動制動手柄大齒輪發(fā)生

短接，微處理器停止工作，制動控制器的通信隨之丟失，

觸發(fā)列車懲罰制動。

2.2 線束磨損原因

● 2.2.1 直接原因

控制器內(nèi)部布線不合理。制動控制器內(nèi)部空間較

緊湊，由于操作人員布線不合理，導(dǎo)致單獨制動手柄

傳感器線束過于靠近自動制動手柄大齒輪，自動制動

手柄大齒輪為一扇形結(jié)構(gòu)零件，當推拉自動制動手柄

時，大齒輪會繞其旋轉(zhuǎn)中心往復(fù)轉(zhuǎn)動，當自動制動手

柄從制動區(qū)拉回至運轉(zhuǎn)位過程中，大齒輪向 HS2 線束

方向轉(zhuǎn)動，并與之發(fā)生接觸。當自動制動手柄從運轉(zhuǎn)

位推向制動區(qū)時，大齒輪遠離線束方向轉(zhuǎn)動，經(jīng)過與

HS2 線束磨損后脫離接觸。在自動制動手柄反復(fù)推拉

的過程中，大齒輪反復(fù)與 HS2 線束發(fā)生接觸，最終導(dǎo)

致 HS2 線束破損。

● 2.2.2 深層原因

1）人員因素：員工質(zhì)量意識、責任心不足。在完

成組裝操作后，對自檢職責履行不到位。專業(yè)技術(shù)能

力不足。由于操作人員對線束布局不合理，導(dǎo)致其過

于靠近自動制動手柄大齒輪，是發(fā)生線束磨損的直接

原因。

2）關(guān)鍵風險點識別不充分：線束磨損現(xiàn)象只在特

定工況即自動制動手柄在制動位與運轉(zhuǎn)位之間動作時

發(fā)生，具有隱蔽性較高的特點。產(chǎn)品在組裝完成后進

行專檢時，已經(jīng)處于緊固密封狀態(tài)，內(nèi)部布線質(zhì)量情

況難以觀察，若拆除后蓋進行檢查將對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生

隱患。因此，對線束磨損風險的識別與控制需滲透在

產(chǎn)品的生產(chǎn)過程當中。對既有的質(zhì)量控制文件及作業(yè)

指導(dǎo)書進行識別發(fā)現(xiàn)，對制動控制器內(nèi)布線質(zhì)量要求

不夠細化，對線束遠離金屬件的質(zhì)量控制要求不清晰，

關(guān)鍵風險點識別不充分。

3）工藝生產(chǎn)模式落后：組裝過程復(fù)雜，對操作人

員專業(yè)能力要求較高。制動控制器組裝工藝大致分為

預(yù)組裝和總組裝 2 部分，約 40 余項工序 , 涉及物料種

類 90 余種 , 操作熟練人員完成 1 臺制動控制器全部組

裝約7 h左右，在此期間需要操作人員保持高度專注力，

任何一步操作發(fā)生失誤都會對產(chǎn)品組裝質(zhì)量造成影響。

針對制動控制器產(chǎn)品，單人作業(yè)的生產(chǎn)模式不利

于三檢制度的落實 [1]。既有生產(chǎn)工藝以單人獨立作業(yè)

為主，過程復(fù)雜，組裝完成時間較長。在批量生產(chǎn)期間，

由于每名作業(yè)者熟練度不同，加之生產(chǎn)進度的要求，

導(dǎo)致互檢制度流于形式。另外，單人組裝的工藝模式

不利于互檢制度的落實，容易導(dǎo)致生產(chǎn)節(jié)拍混亂并且

頻繁的互檢會影響操作者的專注力，使得產(chǎn)品組裝質(zhì)

量產(chǎn)生潛在風險。

3 整改措施

3.1 強化人員培訓(xùn)及管理

● 3.1.1 堅持員工培訓(xùn)常態(tài)化

在對員工進行技能培訓(xùn)合格后，可定期采用技術(shù)

比武或技能考核等方式對培訓(xùn)效果進行檢驗，檢驗結(jié)

果不合格的員工需調(diào)離相關(guān)關(guān)鍵崗位并再次培訓(xùn)。在

執(zhí)行層面，將培訓(xùn)檢驗結(jié)果與獎懲制度結(jié)合起來同步

進行，會有效推動員工自我學(xué)習的主動性，有利于產(chǎn)

品質(zhì)量的保證。

● 3.1.2 動態(tài)識別員工業(yè)務(wù)能力狀態(tài)

針對員工業(yè)務(wù)能力情況進行動態(tài)識別，可利用能

力矩陣圖等方式對業(yè)務(wù)能力狀態(tài)進行分類管控。對處

于培訓(xùn)階段的員工加強管理，可利用袖章、馬甲等方

式將實習、轉(zhuǎn)崗等不同階段的“新手”員工進行可視

化區(qū)分，方便企業(yè)進行人員分工管理。

重點識別“老員工新崗位”的現(xiàn)象。是否能勝任

某一崗位不應(yīng)單純以上崗證為標準，要重點考慮其業(yè)

務(wù)能力，只要出現(xiàn)換崗、轉(zhuǎn)崗等情況，無論是新員工

還是老員工，無論是否具有上崗證，都需進行業(yè)務(wù)專

項考核，以業(yè)務(wù)成績結(jié)果作為上崗的重要指標。

● 3.1.3 加強企業(yè)管理人員的質(zhì)量意識

問題發(fā)生后企業(yè)應(yīng)及時進行反思，作為管理者更

應(yīng)主動自檢自查，領(lǐng)導(dǎo)者質(zhì)量意識的提升會直接影

響各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量推動，以及各質(zhì)量管理制度的

落實。

3.2 充分識別、落實安全風險點

問題發(fā)生后將布線工序納入產(chǎn)品組裝關(guān)鍵項點的

同時，對線束磨損問題的管理進行細化。在問題發(fā)生

前雖然也識別出了線束磨損這一風險點，但對問題發(fā)

生的工況考慮不全面，未對制動控制器內(nèi)的“動作源”

給予足夠重視，在質(zhì)量控制手段上無法得到有效落實。

現(xiàn)階段對制動控制器內(nèi)所有“動作源”進行識別，如

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 53

質(zhì)量控制

Quality Control

大閘手柄組成和小閘手柄組成。圍繞其可能出現(xiàn)的風

險重新進行研判并持續(xù)更新完善 FMEA（Failure Mode

and Effects Analysis，潛在失效模式及后果分析）報告，

同時聯(lián)合設(shè)計、工藝、車間、質(zhì)量等相關(guān)部門根據(jù)質(zhì)

量風險點的研判結(jié)果并更新質(zhì)量控制措施和工藝指導(dǎo)

文件，對執(zhí)行相關(guān)文件過程中出現(xiàn)問題積極溝通，確

保整改方案可以貫徹執(zhí)行。

除此之外，企業(yè)可根據(jù)實際情況，通過創(chuàng)建質(zhì)量

問題庫或者質(zhì)量問題展板等方式，將發(fā)生過的問題留

痕，時刻警醒車間內(nèi)所有相關(guān)人員，保證其質(zhì)量意識

不松懈，力爭做到讓已發(fā)生的問題不再重復(fù)發(fā)生，做

到真正意義上的銷號管理。

3.3 優(yōu)化流水線生產(chǎn)模式

● 3.3.1 流水線工藝

針對制動控制器組裝工藝復(fù)雜、物料種類多的特

點，依托科技創(chuàng)新提升安全生產(chǎn)水平，取消單獨作業(yè)

的既有工藝。通過對流水線項目的調(diào)研，將生產(chǎn)工藝

拆分為 5 大工序，分別是流水線組裝工序一至四，以

及試驗工序。在布局上，將流水線操作臺由一至四的

順序一字排開，操縱臺之間距離不要過大；在流水線

組裝一序中，將壓套、砸銷設(shè)備與流水線一序操作臺

相連放置，滿足生產(chǎn)工藝順序要求；試驗設(shè)備不做硬

性要求，可根據(jù)車間生產(chǎn)區(qū)域情況進行區(qū)域劃分。

1）流水線組裝工序一。該工序主要任務(wù)是將大、

小閘凸輪組成，大、小閘手柄組成等重要機械零部件

進行組裝，并安裝至上蓋。配套操作臺為制動控制器

壓套、砸銷工裝和流水線一工位單人操作臺。

制動控制器壓套、砸銷工裝主要對槽銷、銅套及

定位銷進行壓裝，其內(nèi)部設(shè)置有銅套壓裝和槽銷壓裝

2 個工位。銅套壓裝工位可通過更換壓裝位置依次實

現(xiàn)對 3 處銅套的壓裝，同時可實現(xiàn)對定位銷的壓裝，

并具備相應(yīng)壓裝力值監(jiān)測；槽銷壓裝工位可實現(xiàn)槽銷

壓入和壓出及相應(yīng)力值監(jiān)測。兩工位不需同時進行工

作，通過觸摸屏選擇切換不同工位的壓裝模式（壓裝

速度、力值設(shè)定）見圖 1。

流水線一工位操作臺是一個 1500 mm×

600 mm×750 mm 左右的單人工作臺，它由工具管控

模塊、水墨看板、小型斜口物料盒、標準件物料存放

抽屜、微機電腦等主要部分組成。物料配送方式采用

分體式齊套物料車進行上下料，物料盒承載臺為斜面

設(shè)計，具有先進先出的特點，見圖 2。

圖 1 制動控制器壓套、砸銷工序工裝示意圖

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圖 2 流水線一、二、四工位操作臺示意圖

2）流水線組裝工序二：該工序主要任務(wù)是將大、

小閘位移放大裝置、微動開關(guān)等電子單元進行組裝，

并安裝至上蓋。配套操作臺為流水線二工位單人工作

臺，其與一工位操作臺設(shè)計基本一致。

3）流水線組裝工序三：該工序主要任務(wù)是連接制

動控制器內(nèi)部各線束并進行合理布局。配套操作臺為

流水線三工位單人工作臺，由于作業(yè)內(nèi)容特點，三工

位操作臺采用壁掛式料盒進行上下料，與一、二、四

工位臺略有不同。因布線質(zhì)量受人為因素影響較大，

54 2022.05 設(shè)備監(jiān)理

質(zhì)量控制

Quality Control

建議安排經(jīng)驗豐富的技術(shù)骨干，并且在批量生產(chǎn)過程

中不要輕易換崗，保證人員的穩(wěn)定性，見圖 3。

圖 3 流水線三工位操作臺示意圖

4）流水線組裝工序四：該工序主要任務(wù)是安裝排

風閥、板卡盒、罩板等制動控制器外部零件，該工序

為制動控制器流水線組裝的最后一道工序。配套操作

臺為流水線四工位單人工作臺，其與一、二、四工位

操作臺設(shè)計基本一致。

5）試驗工序：該工序?qū)⒏鶕?jù)試驗大綱內(nèi)容對產(chǎn)品

進行性能、絕緣耐壓等相關(guān)試驗，因試驗內(nèi)容與既有

試驗工序一致，僅需將試驗臺根據(jù)流水線布局劃分至

合理位置，具體內(nèi)容可參考 TJ/JW 046—2014《交流傳

動機車制動控制器暫行技術(shù)條件》[2]。

● 3.3.2 流水線工藝特點及質(zhì)量控制措施

1）質(zhì)量風險點的科學(xué)管控。依托于先進的流水線

工藝設(shè)備，在對關(guān)鍵項點的控制上可以采用更為科學(xué)

的手段，從而盡可能減少人為因素對質(zhì)量控制的干擾。

在流水線工作臺上設(shè)置電子工具管控區(qū)，該區(qū)域

主要存放控制質(zhì)量參數(shù)的工具以及重要輔料。在產(chǎn)品

組裝前，電子工具管控區(qū)內(nèi)的一切工具均應(yīng)調(diào)試合格，

并按標識要求放置在指定存放槽內(nèi)，當進行關(guān)鍵工序

的操作時，微機顯示屏會依據(jù)工藝文件要求，提示操

作者拿取特定位置上的工具，微機電腦會根據(jù)存放槽

內(nèi)傳感器的信號反饋，判斷所使用的工具是否正確，

未拿或者拿錯顯示屏都會發(fā)出報警并阻止下道工序的

進行。例如，在制動控制器組裝過程中，可以通過對

扭力扳手和樂泰膠的使用控制，來對有扭力要求的緊

固件進行質(zhì)量把控。

在線束磨損的問題上，可以在流水線操作臺上端

安裝高清攝像頭，由于流水線操作臺的一致性較高，4

個工位均可以安裝攝像頭，因此，可以根據(jù)產(chǎn)品組裝

特點調(diào)整攝像頭位置及拍攝角度；在布線完成后通過

攝像頭測距結(jié)果保證其布線質(zhì)量。此外也可以增加特

定檢驗工裝，操作者運用檢測工裝對布線質(zhì)量進行控

制。通過微機電腦和電子工具管控區(qū)的聯(lián)合作用，可

以更有效地對關(guān)鍵項點進行控制，見圖 4。流水線操

作臺的運用不僅對關(guān)鍵項點的質(zhì)量進行了有效管控，

同時起到防呆防錯的目的，將可能出現(xiàn)的人為干擾因

素降至最低。

圖 4 電子工具管控區(qū)示意圖

2）“三檢制”的有效落實。由于將單人作業(yè)模式

改為 4 人聯(lián)合操作，下序操作人員可以安排檢驗上序

產(chǎn)品的組織質(zhì)量。在工藝中明確要求本道工序開工前

需對上序傳遞至此的零件或半成品進行質(zhì)量確認，突

出對可能出現(xiàn)問題的關(guān)鍵項點進行復(fù)查，做到安全風

險點全覆蓋。配合獎懲制度，不僅可以達到互檢制度

貫徹執(zhí)行的目的，更可以間接提高操作者自身的質(zhì)量

風險意識，督促自檢自查，提高產(chǎn)品組裝質(zhì)量。在具

體實施上，安排二工序檢驗一工序，三工序檢驗二工序，

四工序檢驗三工序；此外一工序操作人員在自檢自查

的同時要對零部件槽銷、銅套的壓裝質(zhì)量進行檢查，

企業(yè)質(zhì)量人員和工長根據(jù)安全風險點對各工序進行抽

查，對于多次抽查不合格的操作人員應(yīng)及時換崗并加

強培訓(xùn)，避免產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量批量問題。

3）產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定。通過對流水線各工序工

作量進行調(diào)研寫實發(fā)現(xiàn)，完成流水線組裝一工序需

45 min 左右，完成流水線組裝二工序需 60 min 左右，

完成流水線組裝三工序需 20 min 左右，完成流水線組

裝四工序需 44 min 左右。產(chǎn)品試驗按照試驗臺程序執(zhí)

行，完成整套實驗工序時間較固定約 50 min。除去試

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 55

質(zhì)量控制

Quality Control

驗工序，1 臺制動控制器組裝用時 169 min 左右，日均

生產(chǎn)數(shù)量與既有單人生產(chǎn)模式下的總數(shù)基本一致，但

考慮到操作者組裝熟練度各不相同，技術(shù)骨干單人作

業(yè)，以 8 h 工作時長計算可完成約 1.5 個成品，若安排

次日繼續(xù)生產(chǎn)會打破產(chǎn)品組裝的連續(xù)性，若加班完成

產(chǎn)品的組裝，人員的精力和專注度會隨工作時長的延

長而大幅降低，組裝質(zhì)量會出現(xiàn)波動。因此，綜合考慮，

流水線工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定。

4）同步提升物料配送效率，優(yōu)化了配送流程。流

水線操作臺對于物料存放的設(shè)計間接優(yōu)化了物料配送

工藝，提升了物料配送的準確率。由于流水線采用的

是分體式齊套物料車和壁掛式料盒的方式進行上下料，

在開工前物料需根據(jù)物料盒標識提前進行精準投放，

間接對配料工序流程進行有效提升。物料分選工序與

組裝生產(chǎn)從流程上做到了完全分開，履職履責更加明

確，有效保證了員工作業(yè)的專注度，提升了工作效率。

4 后續(xù)整改方向及建議

加強流水線生產(chǎn)過程中各類數(shù)據(jù)信息的采集。通

過大數(shù)據(jù)分析找到流水線生產(chǎn)模式的瓶頸點，制定專

項整改措施進一步提高流水線效率。

優(yōu)化流水線工位間半成品的運輸與存儲。由于制

動控制器內(nèi)部零部件較精密，產(chǎn)品在工位間運輸過程

中應(yīng)防止磕碰或大幅振動，為此建議定制專用半成品

運輸車，通過專業(yè)工裝等方式減少產(chǎn)品的運輸風險。

同時提前規(guī)劃出相應(yīng)的存儲區(qū)。在產(chǎn)品批量生產(chǎn)過程

中，往往會因為缺料、設(shè)備故障等因素導(dǎo)致產(chǎn)品積壓，

為此應(yīng)規(guī)劃出足夠合理的區(qū)域來應(yīng)對極端情況下產(chǎn)品

的積壓問題。設(shè)置不合格品區(qū)，并進行區(qū)域劃分，杜

絕產(chǎn)品混放的現(xiàn)象。

強化產(chǎn)品追溯性管理。流水線工藝在擁有高質(zhì)高

效的同時，也增加了產(chǎn)品出現(xiàn)批量問題的風險。為此

應(yīng)進一步加強產(chǎn)品追溯性管理，在原有管理的基礎(chǔ)上

可考慮通過流水線上的高清攝像頭對組裝過程進行影

像化記錄來保證產(chǎn)品的追溯性。

5 結(jié)束語

由于制動控制器內(nèi)部線束磨損問題的隱蔽性和對

機車車輛運用的影響，通過上述對問題發(fā)生原因的充

分分析，針對人員管理和生產(chǎn)工藝等方面制定詳細的

整改措施，其中流水線工藝可有效降低線束磨損問題

發(fā)生的風險。結(jié)合整改措施和原因分析看出，由人員

因素導(dǎo)致的問題，在問題分析過程中要重點研究是什

么導(dǎo)致人員出錯，不能止步于表面，要將深層次原因

分析透徹。質(zhì)量六要素中，直接原因為人員因素的問

題分析要更加謹慎，需將設(shè)備、物料、工藝等其余“五

要素”考慮進來，切實做到將問題銷號處理，降低重

復(fù)發(fā)生的概率。

參考文獻

[1] 范瑾，任廣慧 . 質(zhì)量安全風險管理在機車車輛監(jiān)造

工作過程中的應(yīng)用 [J].設(shè)備監(jiān)理，2018（02）:54-57.

[2] TJ/JW 046—2014 交流傳動機車制動控制器暫行

技術(shù)條件 [S].

（上接第 19 頁）

如果設(shè)施或其任何部分或承包商的臨時設(shè)施由于

以下原因發(fā)生損失或損害：

1）在現(xiàn)場所在國家范圍內(nèi)的不可抗力，或 1 個有

經(jīng)驗的承包商無法合理預(yù)見的任何偶然事件，或即使

能夠合理預(yù)見，也不能預(yù)先采取準備措施或為其投保；

2）雇主或雇主授權(quán)的任何第三方對設(shè)施任何部分

的任何使用或占有；

3）使用由雇主提供的任何信息、數(shù)據(jù)或規(guī)范，或

承包商拒絕承認其責任的事項。

則雇主應(yīng)向承包商支付已經(jīng)完成的設(shè)施的所有應(yīng)

付款額（盡管這些完成的部分設(shè)施已經(jīng)遭到破壞），

同時還應(yīng)向承包商支付所有已經(jīng)損壞的臨時設(shè)施的重

置價值。如果雇主以書面形式要求承包商修復(fù)由此引

發(fā)的任何設(shè)施的損壞，承包商應(yīng)在雇主承擔費用的情

況下，修復(fù)至原狀態(tài)，或者雇主可以根據(jù)合同提出變更，

將這些部分損壞的設(shè)施刪除，或者當損壞影響設(shè)施的

實質(zhì)部分時，雇主可以終止合同。

除上述提到的①承包商的臨時設(shè)施和②此類損壞

是由雇主應(yīng)負責任何事項的原因造成的情況外，承包

商應(yīng)對任何承包商設(shè)備或財產(chǎn)的損壞負責。

（未完待續(xù)，《設(shè)備工程采購與合同管理》(Ⅴ)

將在第 6 期雜志刊登）

56 2022.05 設(shè)備監(jiān)理

檢驗與技術(shù)

Inspection and Technology

不同磁粉探傷方法在螺母內(nèi)孔

檢驗中的適用性

劉宜文

（上海核工程研究設(shè)計院有限公司 上海 200233）

摘 要：磁粉探傷廣泛應(yīng)用于鋼鐵制品表面和近表面缺陷無損檢驗。磁粉探傷時使用的電流、方法以及

被檢驗工件的結(jié)構(gòu)均會對檢驗結(jié)果造成影響。本文以 M39 螺母全表面磁粉探傷為基礎(chǔ)，通過分析磁粉探傷的

原理、電流對磁場的影響、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對磁場的影響，從而分析不同檢驗方法的適用性。然后通過在螺母內(nèi)孔

中開展試驗，驗證直流電流及交流電流在磁軛法中的不同表現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：磁粉探傷 內(nèi)孔 直流磁軛法 交流磁軛法 中心導(dǎo)體法 中心線圈法

Applicability of Different Magnetic Particle Testing Methods

in Nut Inner Hole Inspection

Liu Yiwen

(Shanghai Nuclear Engineering Research & Design Institute CO., LTD, Shanghai 200233)

Abstract The magnetic particle testing is widely used in nondestructive testing of surface and near surface

defects of steel products. The current and the method used in magnetic particle detection and the structure of the

inspected workpiece will affect the inspection results. Based on the full surface magnetic particle inspection of M39

nut, this paper analyzes the applicability of different inspection methods by analyzing the principle of magnetic particle

inspection, the influence of current on magnetic field and the influence of product structure on magnetic field. Then, the

different performances of DC current and AC current in the yoke method are verified by experiments in the inner hole

of the nut.

Keywords Magnetic particle inspection Inner hole DC electromagnetic yoke AC electromagnetic yoke

Center conductor method Center coil method

中圖分類號：TB497 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2022)10-0056-03 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2022.10.014

作者簡介：劉宜文（1986 ～ )，男，本科，工程師，從事設(shè)

備監(jiān)理工作。

通訊作者：劉宜文，E-mail: lewuu@126.com。

（收稿日期：2022-05-05）

磁粉探傷廣泛應(yīng)用于鋼鐵制品表面和近表面缺陷

無損檢驗。鋼鐵制品磁化后，表面缺陷處的磁導(dǎo)率和

鋼鐵磁導(dǎo)率存在差異，會導(dǎo)致磁場發(fā)生畸變，在工件

表面產(chǎn)生漏磁場，從而吸引磁粉在缺陷處形成堆積。

磁粉探傷的效果與通過缺陷處的磁場方向及強度直接

相關(guān)。

工程應(yīng)用中，對于重要場合的緊固件，為了檢驗

表面或淺表面可能存在的缺陷，需要對精加工后的緊

固件進行 100% 表面的磁粉探傷。圖 1 為 M39 螺母三

維建模示意，本文將討論該螺母磁粉探傷過程中，不

同類型磁場對探傷結(jié)果的影響。

圖 1 M39 螺母三維建模示意

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 57

檢驗與技術(shù)

Inspection and Technology

1 磁粉探傷的原理

磁場有大小和方向。工程應(yīng)用中，磁粉探傷時，

當磁場方向垂直于缺陷尺寸最長方向時，磁痕顯示最

大；磁場方向平行于缺陷尺寸最長方向時，磁痕顯示

最小。如缺陷為線性，磁場方向平行于該線性，甚至

無法產(chǎn)生肉眼可見的缺陷顯示。

工程應(yīng)用中，鐵磁性材料的淺表缺陷一般為狹長

缺陷，因此，需用相互垂直的 2 個磁場對材料表面交

替檢查，以增加覆蓋性。

發(fā)明磁粉探傷時，使用的是永磁鐵，但隨著技術(shù)

迭代，現(xiàn)在工程一般用電流產(chǎn)生需要的磁場。電流特

性直接決定了磁場的特性。常用的電流有交流電、直

流電、單相半波整流電、單相全波整流電、三相半波

整流電和三相全波整流電等。

交流電的優(yōu)點包括檢測表面缺陷靈敏度高、工件

退磁容易、電源易得、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、有利于磁粉遷

移等；主要缺點是探測缺陷的深度較小。直流電的優(yōu)

點包括探測缺陷的深度較交流深，由于不存在電流方

向轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的功率損耗，因此功率較低、剩磁穩(wěn)定等；

缺點主要是需將市售交流電轉(zhuǎn)換成直流，因此電源復(fù)

雜，造價高。而整流電流特性介于兩者之間。

在各種標準中，根據(jù)磁粉探傷時使用的設(shè)備差異，

電流差異，產(chǎn)生的磁場差異，一般將磁化方法分為觸

頭技術(shù)、縱向磁化技術(shù)、周向磁化技術(shù)、磁軛技術(shù)、

多向磁化技術(shù) 5 種。

無論哪種磁化方法，其本質(zhì)是要產(chǎn)生相互垂直的

合適磁場通過待檢表面。

2 探傷試片的應(yīng)用

為方便判斷磁場強度是否滿足探傷要求，工程上

常使用試片進行檢驗，配套國家標準為 GB/T 23907—

2009《無損檢測 磁粉檢測用試片》，該標準中規(guī)定了

磁粉檢測用試片的種類、材料、人工槽尺寸等相關(guān)要求。

其中 A 型試片應(yīng)用較廣泛。

A 型試片邊長 200 mm，厚 0.1 mm，中心加工圓

形及十字人工槽，使用超高純低碳純鐵制作。使用時

貼于工件表面一同磁化，通過人工槽的磁痕狀態(tài)判斷

磁場強度及方向是否滿足檢測要求。圖 2 為 A 型試片

三維建模示意，圖 3 為 A 型試片置于螺母上以檢驗磁

場方向及強度三維建模示意。

圖 2 A 型試片三維建模示意 圖 3 A 型試片置于螺母上以檢

驗磁場方向及強度三維建模示意

3 螺母全表面探傷特點分析

螺母結(jié)構(gòu)有其特殊性，其中間存在通孔，并加工

螺紋。對其全表面的磁粉檢測，難點在于中間通孔，

特別是通孔內(nèi)表面的縱向檢測。

3.1 螺母外表面探傷工藝

螺母外表面磁粉檢測與常規(guī)檢驗類似?？梢允褂?/p>

線圈法和中心導(dǎo)體法對其外表面進行縱向磁化和周向

磁化，從而施展相互垂直的磁場，獲得表面缺陷的全

方向檢測。

檢驗用床式磁粉機，圖 4 為在床式磁粉機上直流

線圈縱向磁化三維建模示意。通過使用試片進行驗證，

在床式磁粉機上對螺母外表面進行縱向檢測，磁痕清

晰可見。

圖 5 為中心導(dǎo)體法周向磁化三維建模示意。通過

使用試片進行驗證，在床式磁粉機上對螺母外表面使

用中心導(dǎo)體法進行檢驗，磁痕清晰可見。

圖 4 直流線圈縱向磁化

三維建模示意

圖 5 中心導(dǎo)體法周向磁化

三維建模示意

3.2 使用中心導(dǎo)體法對螺母內(nèi)孔周向檢測

螺母內(nèi)孔周向檢測可通過中心導(dǎo)體法實現(xiàn)。在內(nèi)

孔中穿過 1 根導(dǎo)體，通上適當?shù)碾娏?[1]。根據(jù)安培定則，

導(dǎo)體周圍會形成閉合磁場，當電流強度合適時，理論

上能檢驗與螺母軸線同向的缺陷，如圖 6 所示。

58 2022.05 設(shè)備監(jiān)理

檢驗與技術(shù)

Inspection and Technology

圖 6 中心導(dǎo)體形成的周向磁場

??????

?????

??

通過現(xiàn)場使用試片進行檢驗，通上合適的電流

后，試片上磁痕清晰可見，滿足無損探傷要求，從而

驗證中心導(dǎo)體法可用于螺母內(nèi)孔周向檢測，見圖 7。

3.3 使用中心線圈法對螺母內(nèi)孔縱向檢測

為了對螺母內(nèi)孔進行縱向檢測，需形成平行于螺

母軸線的合適磁場。理論上可以通過中心線圈法實現(xiàn)。

其與中心導(dǎo)體法類似，在螺母中心放置線圈，線圈中

通合適的電流，圖 8 為中心線圈法三維建模示意。根

據(jù)安培定則，其會形成平行于螺母軸線的穩(wěn)定磁場，

從而實現(xiàn)螺母內(nèi)孔的縱向檢測。

圖 7 用試片檢驗中心

導(dǎo)體法的適用性

圖 8 中心線圈法

三維建模示意

中心線圈法在內(nèi)孔縱向磁粉探傷中應(yīng)用廣泛，

但在本文探討的場景中有局限性。M39 螺母內(nèi)孔較

小，約為 φ38 mm，線圈就位后，還需要留出空間噴

灑磁懸液、放置試片、觀察成像，因此，線圈直徑為

20 mm 左右較合適，這種小線圈需根據(jù)檢驗時的電流

大小、電流類型特制，成本高，適用性不強。

3.4 使用磁軛法對螺母內(nèi)孔縱向檢測

磁軛法是用固定式電磁軛兩磁極夾住工件進行整

體磁化，或用便攜式電磁軛兩磁極接觸工件表面進行

局部磁化，用于發(fā)現(xiàn)與兩磁極連線垂直的缺陷。在磁

軛法中，工件是閉合磁路的一部分，通過磁極對工件

感應(yīng)磁化，所以也稱為極間法，屬于閉路磁化。圖 9

為磁軛法閉路磁感應(yīng)線示意，圖 10 為磁軛夾持螺母三

維建模示意。

磁軛中通的電流不同，磁化結(jié)果有很大的不同 [2]。

一般可以分為直流磁軛法和交流磁軛法。通過實驗發(fā)

現(xiàn)對于螺母內(nèi)孔縱向磁化，2 種電流產(chǎn)生完全不同的 2

種效果。

實驗使用的是 CDX-I 型多用磁粉探傷儀能對磁

軛輸出直流電流或交流電流。使用直流磁軛法對工件

進行檢測前，通過了 18.1 kg 的提升力試塊檢驗，根據(jù)

相關(guān)規(guī)范，確認直流磁軛磁場強度合格，見圖 11。然

后用直流磁軛夾持螺母，將試片置于螺母內(nèi)孔中，開

始磁化并噴涂磁懸液。試片上無磁痕顯示，證明直流

磁軛對于螺母內(nèi)孔場景適用性有限?？赡苁怯捎谥绷?/p>

趨膚效應(yīng)有限、電流強度受限制導(dǎo)致內(nèi)孔表面磁場強

度不足，從而影響檢驗?zāi)芰?[3]。

與直流磁軛相對應(yīng)，將磁粉探傷儀切換至交流檔，

其在內(nèi)孔試片上能形成穩(wěn)定磁痕，從而驗證交流磁軛

適用于螺母內(nèi)孔檢驗，見圖 12。

圖 9 磁軛法閉路磁感應(yīng)線示意

???? ????

????

??????

?????

圖 10 磁軛夾持螺母三維建模示意

圖 11 提升力試塊驗證磁場強度 圖 12 交流磁軛穩(wěn)定形成磁痕

（下轉(zhuǎn)第 73 頁）

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 59

檢驗與技術(shù)

Inspection and Technology

鋼箱梁疲勞冷修復(fù)技術(shù)工藝要點

及質(zhì)量驗收標準研究

劉明元 1

徐志民 2

（1. 中國船級社實業(yè)有限公司南京分公司 南京 210000）

（2. 中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司 北京 100088）

摘 要：大型鋼制箱梁在橋梁建造工程中的應(yīng)用較為廣泛，針對鋼結(jié)構(gòu)在復(fù)雜力的作用下會出現(xiàn)疲勞開

裂等問題，冷修復(fù)技術(shù)隨即產(chǎn)生。本文對鋼結(jié)構(gòu)的修復(fù)技術(shù)展開研究，從環(huán)境控制、材料加工、施工安裝 3

個方面分析鋼結(jié)構(gòu)修復(fù)技術(shù)的質(zhì)量控制要點，并提出了質(zhì)量驗收的標準及技術(shù)指標。

關(guān)鍵詞：鋼箱梁 疲勞 冷修復(fù) 質(zhì)量驗收 質(zhì)量控制

Study on the Key Points of Fatigue Cold Repair Technology and Quality

Acceptance Standard of Steel Box Girder

Liu Mingyuan1

Xu Zhimin2

(1. China Classification Society Industrial Co., Ltd. Nanjing Branch Nanjing 210000)

(2. CCCC Highway Consultants Co., Ltd. Beijing 100088)

Abstract Large steel box girder is widely used in bridge construction engineering. In view of the fatigue

cracking of steel structure under the action of complex forces, cold repair technology is produced immediately. This

paper studies the repair technology of steel structure, analyzes the quality control points of steel structure repair

technology from three aspects: environment control, material processing and construction and installation, and puts

forward the standards and technical indexes of quality acceptance.

Keywords Steel box girder Fatigue Cold repair Quality acceptance Quality control

中圖分類號：TB497 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2022)10-0059-03 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2022.10.015

作者簡介：劉明元（1983 ～ )，男，本科，工程師，從事橋

梁建造的質(zhì)量管理工作。

通訊作者：劉明元，E-mail: myliu@ccsi.com.cn。

（收稿日期：2022-05-19）

扁平鋼箱梁結(jié)構(gòu)因其良好的抗風性能和工廠化程

度高的特點，在追求工程品質(zhì)和建設(shè)速度的環(huán)境下，

作為一種主要的橋梁截面形式得到了廣泛的應(yīng)用。運

營期在重載交通、初始焊接缺陷和自然環(huán)境的多重作

用下，結(jié)構(gòu)普遍出現(xiàn)了疲勞開裂、涂裝老化等問題。

將上述病害的影響程度進行分級，局部散發(fā)病害主要

會對結(jié)構(gòu)的使用性能、耐久性能產(chǎn)生影響，但關(guān)鍵構(gòu)

件的損傷累積，也會導(dǎo)致產(chǎn)生不相稱的風險事故。上

述問題遲遲得不到合理的解決，特別是鋼結(jié)構(gòu)頻發(fā)的

疲勞問題限制了該類結(jié)構(gòu)的推廣和應(yīng)用，對既有橋梁

的疲勞病害的處治成為目前工程研究的熱點問題 [1-3]。

針對鋼箱梁疲勞裂紋的處治具有復(fù)雜性和敏感性

的特點，屬于專項養(yǎng)護工程類型，目前尚未形成通用

有效的處治措施，現(xiàn)行的建設(shè)項目和養(yǎng)護工程質(zhì)量檢

驗規(guī)范體系當中也未涵蓋上述分項工程的檢驗標準。

特別是四新技術(shù)的應(yīng)用更增加了養(yǎng)護施工質(zhì)量監(jiān)控的

難度。

某特大型鋼箱梁橋疲勞處治過程中用到了粘鋼冷

修復(fù)的新方法，本文依托該工程實際，結(jié)合現(xiàn)有的質(zhì)

量驗收規(guī)范體系和設(shè)計意圖，提出了粘鋼冷修復(fù)工藝

控制要點和工程質(zhì)量驗收標準。

60 2022.05 設(shè)備監(jiān)理

檢驗與技術(shù)

Inspection and Technology

1 冷修復(fù)技術(shù)概述

目前針對鋼箱梁疲勞裂紋的處治主要有以下 2 類

技術(shù)思路：

1.1 改善局部應(yīng)力集中效應(yīng)，減小應(yīng)力集中

疲勞強度受初始缺陷、構(gòu)件表面狀態(tài)、尺寸和幾

何形狀引起的應(yīng)力集中影響顯著，通過一定的技術(shù)措

施降低局部位置的應(yīng)力集中現(xiàn)象是預(yù)防裂紋發(fā)生和限

制裂紋發(fā)展的重要手段。該類技術(shù)原理常見的處治方

案包括錘擊法、止裂孔法和施擰高強螺栓法等。裂紋

焊合或焊縫重熔技術(shù)在初始缺陷消除方面也可以起到

一定的效果，但由于橋址現(xiàn)場施工質(zhì)量難以把控，往

往作為其他措施的輔助性手段。

1.2 增強局部剛度，降低區(qū)域應(yīng)力水平

疲勞強度還受應(yīng)力幅 Δσ 和平均應(yīng)力σ的影響，通

過增強局部位置的剛度可以有效降低局部范圍應(yīng)力水

平，從而起到限制裂紋發(fā)展的目的。該類技術(shù)原理常

見的處治方案包括局部附加高性能材料（根據(jù)連接方

式的不同又可分為焊接、栓接、粘貼等不同方式）、

局部增設(shè)橫隔肋等。

還可通過超高性能混凝土或夾芯鋪裝對橋面鋪裝

進行整體改造，可以提升整體剛度，可以大幅度降低

橋面板的整體應(yīng)力水平。

處治方案按照技術(shù)原理、對原結(jié)構(gòu)的損傷等分類

見表 1。

技術(shù)思路 原理 對原結(jié)構(gòu)的損傷 處治方案

思路 1 減小應(yīng)力集中 有損 止裂孔法、高強螺栓法、焊縫焊

合法、焊縫重熔法

無損 錘擊法

思路 2 降低應(yīng)力水平 有損 焊接或栓接補強材料、鋪裝改造

無損 粘貼補強材料

表 1 處治方案分類

在上述處治方案總結(jié)梳理的基礎(chǔ)上，針對無損修

復(fù)、可持續(xù)維護的原則，在某特大型鋼箱梁橋疲勞裂

紋處治的過程中，提出了一種粘鋼冷修復(fù)的技術(shù)手段。

加固方案技術(shù)要點如下：

1）尖端鉆孔止裂：采用無損探傷或探孔檢查后，

在探測出來的裂縫尖端位置鉆孔止裂，一方面截斷裂

紋發(fā)展路徑，另一方面形成塑性區(qū)域，限制裂紋向頂

板和 U 肋繼續(xù)擴展。圖 1 為鉆孔止裂示意圖。

圖 1 鉆孔止裂示意圖

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U?

2）局部剛度補強：順橋向粘貼弧形鋼板，鋼板

厚度及長度根據(jù)受力需要確定。橫橋向利用弧形鋼板

的橫向支撐作用將橋面荷載直接傳至 U 肋受力，改

善頂板與 U 肋的焊縫受力情況，并且保證原有的受

力體系不發(fā)生大的轉(zhuǎn)變。同時發(fā)揮弧形鋼板的剛度效

果，替代和補強裂紋處的局部剛度?；⌒武摪迮c頂

板、U 肋之間采用高性能粘結(jié)劑連接。圖 2 為粘鋼示

意圖。

圖 2 粘鋼示意圖

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與其他既有方案相比，粘鋼冷修復(fù)方案具有以下

特點：

1）補強構(gòu)件與原結(jié)構(gòu)的連接采用高性能粘結(jié)材料

粘貼方式，對原結(jié)構(gòu)的損傷小。加固后的補強構(gòu)件還

可以方便拆卸，為后續(xù)其他替代處理方案預(yù)留了可能，

實現(xiàn)了無損修復(fù)和可持續(xù)維護的目標。

2）通過降低應(yīng)力集中效應(yīng)和局部剛度補強的措施，

降低了關(guān)注區(qū)域的應(yīng)力水平，計算表明，同等加載條

件下，可以降低 19% 的橋面板變形和 15% 的 U 肋應(yīng)力，

對限制和緩解裂紋的發(fā)展起到良好的作用 [4]。

2 工藝控制要點

前述粘鋼冷修復(fù)技術(shù)方案尚無大規(guī)模工程應(yīng)用的

經(jīng)驗，為了加強對養(yǎng)護工程質(zhì)量的把控，在項目實施

過程中從環(huán)境控制、材料加工和施工安裝 3 個方面對

相關(guān)工藝要點進行了研究。

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 61

檢驗與技術(shù)

Inspection and Technology

2.1 環(huán)境控制

環(huán)境控制包括施工溫度與結(jié)構(gòu)受力狀態(tài) 2 方面的

條件控制。

1）施工溫度需要兼顧粘結(jié)劑固化溫度和適宜的作

業(yè)溫度。采用的粘結(jié)劑為室溫固化型，最佳固化溫度

為 5 ～ 35 ℃；鋼箱梁內(nèi)部屬于受限密閉空間，由于

鋼結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱性良好，高溫季節(jié)箱梁內(nèi)部溫度可以達

到 50 ℃以上，工作場所環(huán)境惡劣，不適宜開展養(yǎng)護

作業(yè)。

2）粘鋼后靜置養(yǎng)生期間需要滿足準卸載受力狀態(tài)

的要求。高性能粘結(jié)劑固化過程除了有適宜的溫度環(huán)

境要求之外，還需要保證一定時間內(nèi)滿足“靜置 + 無

應(yīng)力”的條件狀態(tài)。在開放交通的環(huán)境下，很難滿足

嚴格的靜置養(yǎng)生條件，需要采取臨時性的交通管制手

段。根據(jù)受力分析結(jié)論，交通管控橫向?qū)挾取?1 個車

道寬度，縱向長度≥ 3 個橫隔板節(jié)段；當交通管制時

間受限時，可以通過調(diào)整粘結(jié)劑 A:B 組分的配比調(diào)整

固化時間。

2.2 材料加工

補強用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工控制要點包括材質(zhì)性能、

構(gòu)件加工尺寸及精度、涂裝相關(guān)工藝控制等。鋼結(jié)構(gòu)

廠內(nèi)加工相關(guān)工藝相對成熟，自動化程度高，相關(guān)要

點參照既有標準執(zhí)行即可。

2.3 施工安裝

橋址處安裝施工主要步驟包括：裂紋復(fù)測→鉆孔

止裂→基面處理→定位安裝→靜置養(yǎng)生→局部涂裝。

各步驟工藝控制要點如下：

1）裂紋復(fù)測：通過無損探傷或探孔檢查的方式，

探明裂紋隱藏發(fā)展的尖端位置。

2）鉆孔止裂：在探明的裂紋隱蔽發(fā)展的尖端位置

利用空心鉆進行鉆孔止裂，應(yīng)保證孔壁邊緣的光圓性。

3）基面處理：利用人工 + 機械打磨的方式對粘鋼

區(qū)域進行基面清理，清理過程中應(yīng)注意除塵防護，保

證打磨后的鋼材基面具有足夠的清潔度和粗糙度。

4）定位安裝：安裝過程中利用墊片控制膠層厚度，

安裝完成后采取臨時性的固定和頂升措施。

5）靜置養(yǎng)生：靜置養(yǎng)生期間采取交通管控措施，

保證加固位置滿足準卸載的受力狀態(tài)。

6）局部涂裝：鋼構(gòu)件在廠內(nèi)完成主體涂裝，對橋

址現(xiàn)場基面清理位置及局部破損進行現(xiàn)場涂裝。

3 質(zhì)量驗收標準

針對粘鋼冷修復(fù)工程的質(zhì)量驗收標準的研究，按

照工藝細節(jié)進行了區(qū)分，其中鋼結(jié)構(gòu)加工、表面涂裝

等作為成熟工藝參照現(xiàn)行的建設(shè)或養(yǎng)護工程質(zhì)量驗收

標準進行檢驗，對于粘鋼工藝結(jié)合現(xiàn)有的質(zhì)量驗收規(guī)

范體系和設(shè)計意圖，分別從材料性能和工程實體質(zhì)量

方面提出相應(yīng)的工程質(zhì)量驗收標準 [5]。

3.1 材料性能

受鋼橋面鋪裝的影響，在粘結(jié)劑選型過程中，除了

要考慮常規(guī)的黏結(jié)強度、耐老化性能以外，還需要充分

考慮環(huán)氧瀝青等材料在攤鋪過程中特殊高溫工況的影

響。根據(jù)實橋攤鋪工況下的溫度監(jiān)測結(jié)果，攤鋪過程中

實測鋼箱梁頂板溫度可以達到 115 ℃，持續(xù)時間可以達

到 15 min，嚴苛的溫度條件對粘結(jié)劑選型起到了控制作

用。根據(jù)設(shè)計要求，粘結(jié)劑采用室溫固化型 III 類膠，相

關(guān)材料性能參照 GB 50728—2011《工程結(jié)構(gòu)加固材料

安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》對應(yīng)標準進行檢驗。

3.2 實體質(zhì)量檢驗

實體質(zhì)量檢驗主控指標為粘鋼飽滿度，采取敲擊法、

超聲波法或其他有效探測方法進行檢查，要求推定的

有效粘貼面積不應(yīng)小于總粘貼面積的 95%，且單處空

鼓面積不大于 2 500 mm2

。同時膠層厚度作為一般控制

指標，要求膠層應(yīng)均勻，厚度按照（5.0±2.5）mm 控制。

4 結(jié)束語

本文依托某特大型鋼箱梁橋疲勞處治過程中用到

的粘鋼冷修復(fù)新方法，結(jié)合質(zhì)量驗收規(guī)范體系，提出

在粘鋼冷修復(fù)項目實施過程中需要從環(huán)境控制、材料

加工和施工安裝 3 個方面對工藝質(zhì)量進行把控。研究

過程中對粘鋼冷修復(fù)工程的質(zhì)量驗收標準的工藝細節(jié)

進行區(qū)分，尤其是對于粘鋼工藝方面，分別從材料性

能和工程實體質(zhì)量方面細化驗收標準，提高了相應(yīng)驗

收標準的可操作性。

本項研究表明針對非常規(guī)的養(yǎng)護類項目的質(zhì)量檢

驗，可以結(jié)合現(xiàn)有的質(zhì)量驗收規(guī)范體系和設(shè)計理念，

提出對應(yīng)的工藝控制要點和工程質(zhì)量驗收標準，相關(guān)

成果更具有針對性，更能解決工程實際問題。

（下轉(zhuǎn)第 74 頁）

62 2022.05 設(shè)備監(jiān)理

安全分析

Safety Analysis

TDI 企業(yè)氯化氫吸收塔泄漏原因分析

張 斌 孫曉龍 張玉群 彌藝偉

（西安核設(shè)備有限公司 西安 710021）

摘 要：氯化氫吸收塔是甲苯二異氰酸酯（TDI）企業(yè)生產(chǎn)鹽酸的核心設(shè)備，其下部塔釜采用耐腐蝕的哈

氏合金 C2000 制造。本研究首先通過對某起塔釜泄漏事件進行現(xiàn)場勘察，采用宏觀分析、金相分析、化學(xué)分

析等多種方法，結(jié)合設(shè)備生產(chǎn)制造工藝和運行工況，綜合研判多種因素誘發(fā)的應(yīng)力腐蝕是造成短期投用后塔

釜發(fā)生泄漏的主要原因。后來通過優(yōu)化制造工藝等措施大大降低了封頭成形的內(nèi)應(yīng)力和焊接應(yīng)力，維修后的

設(shè)備已經(jīng)穩(wěn)定運行超過 4 年，為同類設(shè)備高質(zhì)量運維提供了有益參考。

關(guān)鍵詞：甲苯二異氰酸酯（TDI） C2000 合金 氯化氫吸收塔 封頭泄漏 應(yīng)力腐蝕

Analysis of Leakage Causes of Hydrogen Chloride

Absorption Tower in TDI Enterprises

Zhang Bin Sun Xiaolong Zhang Yuqun Mi Yiwei

(Xi'an Nuclear Equipment Co., Ltd., Xi'an 710021)

Abstract The hydrogen chloride absorption tower is the core equipment for the production of hydrochloric

acid in toluene diisocyanate (TDI) enterprises. The lower tower kettle is made of corrosion-resistant Hastelloy C2000.

This study investigates a tower kettle leakage event on site. Through multiple methods such as macro analysis,

metallographic analysis, chemical analysis and other methods, combined with the equipment manufacturing process

and operating conditions, it is comprehensively determined that stress corrosion induced by various factors is the main

reason for the leakage of the tower kettle after short-term operation. By optimizing the manufacturing process and other

measures, the internal stress and welding stress of the head forming are greatly reduced. The repaired equipment has

been running stably for more than 4 years, providing a useful reference for the high-quality operation and maintenance

of similar equipment.

Keywords Toluene diisocyanate (TDI) C2000 alloy Hydrogen chloride absorption tower Head leakage

Stress corrosion

中圖分類號：TB496 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2022)10-0062-04 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2022.10.016

作者簡介：張斌（1987 ～ )，男，碩士，工程師，從事化工

壓力容器運維服務(wù)及經(jīng)驗反饋工作。

通訊作者：張斌，E-mail: xne_cnpec@163.com。

（收稿日期：2022-05-07）

甲苯二異氰酸酯 (Toluene Diisocyanate，簡稱 TDI)

是一種重要的異氰酸酯品種，主要用于生產(chǎn)聚氨酯泡

沫塑料、涂料、合成橡膠、絕緣漆以及粘合劑等，用

途廣泛 [1]。

TDI 生產(chǎn)過程中所涉及的原輔材料及中間產(chǎn)品大

多屬于易燃、易爆、有毒有害的危險化學(xué)品，一旦與

人體接觸或吸入，將對呼吸道、肺、肝臟、遺傳及免

疫系統(tǒng)等造成嚴重的破壞，直至危及生命安全，圖 1

為 TDI 合成技術(shù)路線。TDI 化工企業(yè)在硝化、加氫、

光氣合成以及光氣化等過程對系統(tǒng)泄漏率的控制非常

嚴格。根據(jù)統(tǒng)計，光氣化及后續(xù)尾氣處理環(huán)節(jié)發(fā)生的

事故占比接近 60%，可見該環(huán)節(jié)是 TDI 生產(chǎn)企業(yè)安全

管理的重中之重 [2-3]。

圖 1 TDI 合成技術(shù)路線

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TDI+HCl+??

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 63

安全分析

Safety Analysis

哈氏合金是美國 Haynes 公司為拓展材料的應(yīng)用

范圍而開發(fā)的一種優(yōu)化合金，具有強度高、延性好、

硬度高和易加工等特性。哈氏 C2000 合金不僅能抵

抗氧化性介質(zhì)諸如鐵離子、銅離子和溶解氧等介質(zhì)的

腐蝕，而且對還原性酸諸如稀鹽酸、硫酸也有杰出的

耐腐蝕能力。由于在合金中添加了銅元素，在鉬和銅

( 分別在 16% 和 1.6% 水平上 ) 的聯(lián)合作用下 C2000 合

金具有出色的抗還原性介質(zhì)腐蝕的能力，同時高的鉻

含量 (23%) 保證了對氧化性介質(zhì)腐蝕的抵抗能力 , 該

合金具有良好的抗點蝕和縫隙腐蝕的能力。自從哈氏

C2000 合金進入市場以來，以其優(yōu)異耐腐蝕性能為化

工工業(yè)突破了新的瓶頸，得到市場的肯定。

TDI 生產(chǎn)線的工作介質(zhì)均為劇毒物質(zhì)，裝置的

正常運行與否事關(guān)重大。裝置生產(chǎn)線大量使用哈氏

C2000 設(shè)備和管線，其中氯化氫吸收塔是企業(yè)生產(chǎn)鹽

酸的核心設(shè)備，其工作介質(zhì)為高度危害的光氣和氯化

氫混合氣，下部塔釜采用更耐腐蝕的哈氏合金 C2000

制造。通過對某 TDI 生產(chǎn)企業(yè)塔釜短期內(nèi)泄漏進行深

入調(diào)查研究，分析泄漏原因并制定改進措施，將為同

類裝置高質(zhì)量運維提供有益參考。

1 基本情況

1.1 設(shè)備信息

某 TDI 生產(chǎn)企業(yè)訂購 2 臺全新的氯化氫吸收塔塔

釜用來更換已經(jīng)運行十多年的老舊設(shè)備，塔釜的技術(shù)

信息見表 1。其為按照 GB/T 150—2011《壓力容器》

和 JB/T 4756—2006《鎳及鎳合金制壓力容器》設(shè)計

制造，按照 TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術(shù)

監(jiān)察規(guī)程》監(jiān)管的 II（D2）類壓力容器。

項目 參數(shù) 項目 參數(shù)

設(shè)計溫度 /℃ -20 ～ 50 介質(zhì)特性 極度危害

工作溫度 /℃ -18 ～ 40 （塔釜）主體材料 SB-575 N06200

設(shè)計壓力 /MPa 2.0 直徑 /mm DN700

工作壓力 /MPa 1.48 筒體厚度 /mm 6.35

介質(zhì) 光氣 +HCl 設(shè)備滿水重量 /kg 6740

表 1 氯化氫吸收塔的基本參數(shù)

1.2 事件經(jīng)過

某化工企業(yè) TDI 項目在更換了 1 套全新塔釜僅運

行 10 d 便發(fā)生泄漏，臨時補焊后泄漏量加劇，緊急停

車后更換備用塔釜，裝置恢復(fù)運行。由于該企業(yè)嚴格

按照國家安全生產(chǎn)要求配備了相應(yīng)的安全生產(chǎn)和監(jiān)測

手段，在發(fā)生微量泄漏的第一時間已經(jīng)采取果斷措施，

整個事件未釀成安全生產(chǎn)事故。

1.3 宏觀分析

技術(shù)團隊在接到反饋的第一時間進行了現(xiàn)場勘察，

泄漏部位位于塔釜封頭與筒體環(huán)焊縫封頭側(cè)母材焊接

熱影響區(qū)，目視可見 4 處裂紋，均為環(huán)向分布（基本

與焊縫平行），裂紋長度 5 ～ 15 mm 不等，大部分已

經(jīng)呈貫穿性質(zhì)。在一些裂紋的延伸段可看到明顯的補

焊痕跡，補焊區(qū)覆蓋了部分環(huán)焊縫的熱影響區(qū)，見圖 2。

圖 2 氯化氫吸收塔塔釜損壞總體情況

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從圖 3 可見，1#、2# 裂紋走勢基本與焊縫平行。

1# 裂紋始于補焊區(qū)，大致位于環(huán)焊縫熱影響區(qū)，沿環(huán)

焊縫方向擴展直至消失，裂紋長度大約為 15 mm。2#

裂紋始于焊縫邊緣與母材的熔合區(qū)，基本沿著環(huán)焊縫

方向擴展，但有向焊縫中部擴展的趨勢，裂紋長度大

約為 7 mm。裂紋從內(nèi)表面逐步擴展最終貫穿，外表面

沒有明顯的腐蝕、超溫使用痕跡。

圖 3 氯化氫吸收塔塔釜裂紋走勢分布

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技術(shù)團隊在現(xiàn)場走訪中對用戶的操作運行記錄進

行了查閱，設(shè)備未泄漏前系統(tǒng)運行平穩(wěn)，沒有超壓、

超溫、異響等異常情況。

結(jié)合哈氏合金設(shè)備的制造經(jīng)驗，技術(shù)團隊從失效

塔釜截取原材料及焊接試樣（含裂紋區(qū)），交予檢測

機構(gòu)，重點進行了化學(xué)成分、金相檢驗 [4]。

64 2022.05 設(shè)備監(jiān)理

安全分析

Safety Analysis

2 檢測和分析

2.1 化學(xué)成分分析

取樣后采用 EDS（能譜儀）進行能譜分析，結(jié)果

見表 2，焊縫取樣區(qū)化學(xué)成分符合要求。

%

化學(xué)成分 Ni Cr Mo Cu C Mn

ASME 標準 余量 22 ～ 24 15 ～ 17 1.3 ～ 1.9 0.01 0.5

試樣 59 23 16 1.6 0.004 5 0.19

化學(xué)成分 Si P S Fe Co Al

ASME 標準 0.08 0.025 0.01 3.0 2.0 0.5

試樣 0.02 0.006 0.007 7 1.45 0.13 0.29

表 2 哈氏 C2000 化學(xué)成分

2.2 金相檢測

從封頭直邊段和焊縫試樣中分別切取金相試樣，

經(jīng)拋磨后放置在光學(xué)顯微鏡下進行金相檢驗。對直邊

段母材試樣侵蝕后觀察發(fā)現(xiàn)，微觀存在大量滑移帶和

孿晶面，見圖 4。由此可見，封頭成形過程中金屬在

較大外力作用下原子之間發(fā)生滑移和孿晶。

圖 4 封頭直邊段材料滑移帶和孿晶面

對直邊段焊縫試樣（熱影響區(qū)）侵蝕后觀察發(fā)現(xiàn)，

熔合區(qū)和再結(jié)晶區(qū)晶粒雜亂，尤其是再結(jié)晶區(qū)晶粒變

大，該部位承載力必將大大減弱，見圖 5。

圖 5 直邊段焊縫試樣熱影響區(qū)金相組織

2.3 制造因素

C2000 合金是以鉻和鉬為主要合金元素的鎳基合

金，當它在含有鹽酸介質(zhì)條件下工作，有產(chǎn)生晶間腐

蝕的傾向 [5]，制造期間對原材料按照 ASTM G28A2002(R2015)《鍛制高鎳鉻軸承合金晶間腐蝕敏感性檢

測的標準試驗方法》進行了晶間腐蝕試驗，發(fā)現(xiàn)沒有

晶間腐蝕情況發(fā)生。

C2000 合金含鉬量很高，它的變形抗力和回彈較

大，加工制造中需要較大外力，材料的冷作硬化傾向

較不銹鋼材料更加明顯，冷加工后材料的硬度積聚升

高。制造過程中板料的下料、封頭成形等都可能會出

現(xiàn)冷作硬化的情況。按照哈氏公司推薦，材料表面有

超過 7% 的冷加工就要進行固溶處理，以降低冷加工

附加的內(nèi)應(yīng)力。經(jīng)查證，塔釜封頭為標準橢圓封頭，

采用冷沖壓成形方式制造，因變形率小于 7%，工藝未

增加固溶處理工序，故封頭冷成形后冷作硬化比較突

出，塔釜封頭的最大應(yīng)力位于封頭過渡段內(nèi)壁，為經(jīng)

向拉伸應(yīng)力。從圖 4 直邊段金相組織也能印證封頭成

形后合金組織硬化，直邊段因過大變形會存在較大的

殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力越大，開裂的敏感性也就越高。

一般認為，焊接過程誘發(fā)了敏化態(tài)組織（金屬間

化合物、碳化物）在晶界中的析出，這些析出相由于

含有較高的 Cr 和 Mo 等元素，會在合金組織中產(chǎn)生貧

Cr 區(qū)和貧 Mo 區(qū)，降低合金的耐蝕性 [6]。焊接是哈氏

合金壓力容器制造的關(guān)鍵工序之一。在強腐蝕環(huán)境中

焊接接頭的抗晶間腐蝕（包括焊縫、熱影響區(qū)敏化等）

能力會大大削弱。哈氏合金具有一定的熱裂紋敏感性，

焊接過程中，焊縫金屬在高溫 (375 ～ 875 ℃ ) 時間過

長時會形成一種 Fe-Cr 金屬化合物，即 σ 相，σ 相的

性能極硬而脆，且分布在晶界處，造成焊縫金屬沖擊

韌性下降而脆化 [7]。由于氬弧焊的保護作用好、熱量

集中、焊縫成型質(zhì)量好，熱影響區(qū)小，焊件變形小，

使焊縫及熱影響區(qū)抗腐蝕性能下降小。哈氏公司也比

較認可氬弧焊焊接方法，并給出了指導(dǎo)參數(shù)，但哈氏

合金熔池流體流動性不好，容易發(fā)粘，焊接線能量的

控制對焊接接頭綜合性能的影響極大，因而，焊接質(zhì)

量控制除了要有合適的焊接工藝外，高水平焊工必不

可少。

填絲 TIG 焊的焊縫試樣，其焊縫以及熱影響區(qū)在

腐蝕介質(zhì)中會有明顯的晶間腐蝕現(xiàn)象，可能產(chǎn)生大量

微觀的晶間裂紋和凹坑，這些缺陷可作為應(yīng)力腐蝕的

裂紋裂源，嚴重影響在該環(huán)境下產(chǎn)品的壽命。有證據(jù)

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 65

安全分析

Safety Analysis

證明，激光焊焊縫抗腐蝕能力優(yōu)于填絲 TIG 焊焊縫和

母材，尤其是焊接熱影響區(qū) [8]。從圖 5 焊縫及熱影響

區(qū)金相組織來看，熔合區(qū)和再結(jié)晶區(qū)晶粒雜亂，局部

晶粒粗大，可能與層間溫度較高有關(guān)。

2.4 運行因素

氯化氫吸收塔主要由底部哈氏合金 C2000 材質(zhì)的

塔釜和中、上段 S31603 制造的塔體通過緊固組裝而成，

中、上段塔體內(nèi)部裝有填料。物料氣相入口位于底部

塔釜上段，塔釜最底部封頭上設(shè)有鹽酸出口。工藝水

從塔頂進入噴淋到上層填料上，沿著填料之間的間隙，

與經(jīng)過鹽酸吸收的低濃度氯化氫接觸作用，往下流到

下層填料并在其間隙之間繼續(xù)與往上移動的高濃度氯

化氫作用進一步溶解吸收，最終匯集在吸收塔的塔釜

部位。通過不斷的循環(huán)，成品鹽酸的濃度可達到 30%

以上。氯化氫溶于水的過程是放熱反應(yīng)，吸收塔中下

段溫度往往高于上段，工作狀態(tài)下吸收塔持續(xù)承受著

溫差交變應(yīng)力載荷，給塔釜附加了一定拉應(yīng)力。盡管

氯化氫吸收塔工作期間總體壓力均衡，但由于氯化氫

極易溶于水，微觀上看塔內(nèi)壓力會出現(xiàn)周期性頻繁波

動，這一工作狀態(tài)客觀上增加了塔器工作的疲勞風險，

尤其是塔釜。綜上，運行中溫差、壓差附加的交變應(yīng)

力可能是塔釜泄漏的誘因之一。

3 泄漏原因

3.1 應(yīng)力分布復(fù)雜

從上述分析可以看出，塔釜封頭冷成形后未進行

固溶處理，封頭冷作硬化明顯，內(nèi)部殘余應(yīng)力較大。

封頭直邊段雖然不是應(yīng)力最為集中的區(qū)域，但其在冷

成形中增厚明顯，殘余應(yīng)力較為突出。封頭和筒體焊

接后外表面焊縫熱影響區(qū)初始軸向殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力，

最后逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓚?yīng)力，在距焊縫一定距離后消失。

封頭和筒體焊接后內(nèi)表面焊縫熱影響區(qū)初始軸向殘余

應(yīng)力為拉應(yīng)力，隨著不斷遠離焊縫中心逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閴?/p>

應(yīng)力，直至消失。綜上，焊縫內(nèi)表面的受力狀況相對

比較惡劣，拉應(yīng)力較為集中 [9]。

3.2 焊接接頭敏化傾向增強

塔釜封頭和筒體焊接后，焊接接頭 ( 尤其是熱影

響區(qū) ) 敏化傾向增強，材料偏析等因素會帶來焊縫抗

腐蝕能力的弱化，可能誘發(fā)晶間微裂紋。

3.3 泄漏機理

制造中封頭冷成形、焊接熱影響區(qū)（熔合區(qū)）晶

粒不均勻和運行中塔釜承受溫差、壓差交變應(yīng)力和內(nèi)

壓共同作用，誘發(fā)了封頭環(huán)焊縫熱影響區(qū)的晶間產(chǎn)生

微裂紋（晶間腐蝕），在含有較高濃度（30%）鹽酸

介質(zhì)中微裂紋在高拉應(yīng)力作用下不斷擴展。當材料應(yīng)

力難以承受設(shè)備溫差、壓差及內(nèi)部的壓力時，封頭環(huán)

焊縫失效。哈氏公司試驗顯示，合金 C2000 的原材料

U 型彎曲試樣在 45% 氯化鎂溶液中煮沸持續(xù) 1 008 h

沒有產(chǎn)生裂紋，可見其抗應(yīng)力腐蝕能力很強。設(shè)備由

于某種原因（比如冷加工、焊接敏化等）產(chǎn)生微裂紋

或內(nèi)部缺陷時，C2000 的應(yīng)力腐蝕敏感性也將大大增

強。實踐證明，在較高殘余應(yīng)力的作用下，在較高濃

度（30%）鹽酸介質(zhì)中也會發(fā)生應(yīng)力腐蝕。

4 結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論

設(shè)備失效分析中不能簡單地用原材料的抗應(yīng)力腐

蝕能力代替設(shè)備的抗應(yīng)力腐蝕性能。本例中氯化氫吸

收塔塔釜封頭環(huán)焊縫是在多種不利因素（高殘余應(yīng)力、

焊接接頭敏化、疲勞等）疊加后誘發(fā)了焊接熱影響區(qū)

微裂紋，最終在特定介質(zhì)中裂紋快速擴展導(dǎo)致的失效，

是一起應(yīng)力腐蝕事件。

4.2 建議

1）從設(shè)備制造流程來看，建議哈氏合金 C2000

封頭成形不再考慮變形率的影響，所有封頭冷成形后

均應(yīng)進行固溶處理，降低冷作硬化附加的殘余應(yīng)力對

后續(xù)工序的影響。

2）哈氏合金焊接時應(yīng)嚴格控制焊接線能量，盡量

采用小電流高的焊接速度，防止熔池過熱造成晶粒粗

大，做好冷卻措施，層間溫度不大于 93 ℃。積極探索

激光焊接，進一步降低焊接接頭的晶間敏化傾向。

3）對設(shè)備技術(shù)改造時應(yīng)充分了解原設(shè)備失效原

因，在設(shè)計、制造、運行等方面給予綜合改進，避免

同類問題的重復(fù)發(fā)生。

參考文獻

[1] 李玉芳,伍小明 .“十三五”期間我國 TDI 的進出口

分析 [J]. 精細與專用化學(xué)品 ,2021,29(11):12-16.

（下轉(zhuǎn)第 69 頁）

66 2022.05 設(shè)備監(jiān)理

安全分析

Safety Analysis

鍋爐水管開裂原因分析

張 杰 邱康勇 吳繼權(quán) 賀 艷

（深圳市質(zhì)量安全檢驗檢測研究院 深圳 518029）

摘 要：本文針對一起鍋爐水管開裂失效案例，采用宏觀檢查、化學(xué)成分分析、顯微組織分析、硬度分析、

電鏡及能譜分析多種檢測手段對水管開裂原因進行分析。結(jié)果表明，在熱應(yīng)力作用下，裂紋在水管內(nèi)表面（溫

度梯度變化最大的位置）萌生，并不斷擴展直至水管開裂。因此，建議調(diào)整鍋爐水管中汽水混合物的空間大小（縮

小汽水混合物空間的溫度梯度波動范圍），鍋爐內(nèi)部分區(qū)域選擇使用性能更加優(yōu)異的合金鋼水管。

關(guān)鍵詞：水管 開裂 原因分析 熱應(yīng)力 萌生

Analysis of Causes of Boiler Water Tube Cracking

Zhang Jie Qiu Kangyong Wu Jiquan He Yan

(Shenzhen Institute of Quality & Safety Inspection and Research Shenzhen 518029)

Abstract In this paper, in view of a case of boiler water pipe cracking failure, macro inspection, chemical

composition analysis, microstructure analysis, hardness analysis, scanning electron microscope and energy spectrum

analysis were carried out to analyze the causes of water pipe cracking. The results showed that under the action of

thermal stress, the crack initiated on the inner surface of the water pipe (where the temperature gradient changes the

most) and continued to expand until the water pipe cracked. Therefore, it was suggested to adjust the size of the steam

water mixture space in the boiler water pipe (reduced the temperature gradient fluctuation range of the steam water

mixture space). Alloy steel water pipes with better performance shall be selected for some areas in the boiler.

Keywords Water pipe Cracking Analysis of causes Thermal stress Initiated

中圖分類號：TB496 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2022)10-0066-04 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2022.10.017

作者簡介：張杰（1991 ～ )，男，碩士，工程師，從事金屬

材料理化檢驗及機械、承壓設(shè)備失效分析工作。

通訊作者：張杰，E-mail: 928533546@qq.com。

（收稿日期：2022-05-23）

貫流鍋爐通常是指那些沒有汽包、整個換熱過程幾

乎都在水管中完成的鍋爐，這類鍋爐由于具有產(chǎn)汽快、

體積小、耗材少、自動化程度高等特點，自 20 世紀 90 年

代起，在國內(nèi)得到廣泛使用 [1-2]。但這類鍋爐在實際使用

過程中，出現(xiàn)了多起水管泄漏甚至爆管事故 [3-6]。

2021 年某日，華南地區(qū)某企業(yè)鍋爐房內(nèi)的 1 臺

貫流式鍋爐出現(xiàn)水管開裂問題（見圖 1）。該鍋爐于

2013 年末投入使用，鍋爐型號為 LSS3.0-1.0-Y（Q），

額定蒸發(fā)量為 3 t/h，額定蒸汽壓力為 1.0 MPa，燃燒

介質(zhì)為天然氣。該鍋爐在運行時開啟自動控制功能，

包括超壓停爐、低壓啟爐、大小火切換等。該鍋爐內(nèi)

有 2 圈水管（分別是內(nèi)圈水管與外圈水管），水管內(nèi)

介質(zhì)均為汽水混合物，日常工作壓力約為 0.8 MPa。

其中內(nèi)圈水管周圍介質(zhì)均為煙氣，外圈水管只有一側(cè)

的介質(zhì)為煙氣（外圈水管向內(nèi)一側(cè)，即為煙氣側(cè)）。

發(fā)生開裂的水管位于外圈，該水管規(guī)格為 φ57 mm，

材質(zhì)為 20 鋼，制造標準為 GB/T 3087—2008《低中壓

鍋爐用無縫鋼管》。裂紋位于該水管煙氣側(cè)，并且靠

近上管板。為查明水管開裂原因，盡量避免類似事件

再次發(fā)生，筆者對其進行分析。

圖 1 開裂水管照片

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 67

安全分析

Safety Analysis

1 理化檢測

1.1 水管宏觀檢查

開裂水管的管身未見明顯減薄、鼓包、變形等損

傷。在該水管上截取試樣（主要包括開裂裂紋的地方），

將試樣剖開后宏觀形貌見圖 2 與圖 3，開裂位置內(nèi)表

面大部分區(qū)域可見紅棕色覆蓋物，局部出現(xiàn)點狀堆積

物。將開裂位置打開后，斷口上可見一圓弧擴展面，

圓弧的圓心位于內(nèi)表面，該區(qū)域為起裂源區(qū)，裂紋應(yīng)

由內(nèi)表面往外表面擴展（即起裂源區(qū)在水管內(nèi)表面，

最后斷裂區(qū)在水管外表面，內(nèi)表面與外表面之間的區(qū)

域為裂紋擴展區(qū)），見圖 4。將截取的水管試樣內(nèi)表

面清洗干凈并干燥后發(fā)現(xiàn)，水管試樣只在煙氣側(cè)內(nèi)

表面局部位置可見數(shù)量較多且長短不一的環(huán)向裂紋

（見圖 5），環(huán)向裂紋位置外表面正對煙氣沖刷作用

位置。

????

圖 2 開裂水管試樣內(nèi)表面宏觀形貌（煙氣側(cè)）

圖 3 開裂水管試樣內(nèi)表面宏觀形貌（非煙氣側(cè)）

圖 4 水管斷口宏觀形貌（圓弧擴展面見紅色圓圈內(nèi)）

圖 5 清洗后的水管試樣內(nèi)表面宏觀形貌

?

?

?

?

?

?

1.2 水管化學(xué)成分分析

在開裂水管上截取光譜試樣，經(jīng)清洗、干燥、打

磨后，采用臺式直讀光譜儀進行化學(xué)成分 / 光譜分析，

分析結(jié)果見表 1。水管化學(xué)成分分析結(jié)果符合 GB/T

3087—2008 對 20 鋼的技術(shù)要求 [7]。

%

項目 C Si Mn P

開裂水管 0.177 0.213 0.454 0.013

標準值 [7] 0.17 ～ 0.23 0.17 ～ 0.37 0.35 ～ 0.65 ≤ 0.035

項目 S Cr Ni Cu

開裂水管 0.0065 0.027 0.044 0.079

標準值 [7] ≤ 0.035 ≤ 0.25 ≤ 0.30 ≤ 0.25

表 1 水管成分分析結(jié)果

1.3 水管顯微組織分析

在開裂水管上截取試樣，經(jīng)鑲嵌、打磨、拋光后，

用 4％硝酸酒精溶液進行浸蝕處理后，置于金相顯微

鏡下觀察顯微組織。水管顯微組織形貌見圖 6 ～圖 8。

開裂水管顯微組織為鐵素體 + 珠光體，并呈帶狀分布。

其中煙氣側(cè)的顯微組織中可見多條長短不一且平行分

布的裂紋，其中裂紋最長為 1 073 μm；根據(jù)裂紋的形

狀（裂紋垂直于試樣表面且裂紋的頂部呈尖銳形狀）

可知，這些裂紋應(yīng)由內(nèi)表面往外表面方向擴展。

圖 6 顯微組織（煙氣側(cè)）50X

68 2022.05 設(shè)備監(jiān)理

安全分析

Safety Analysis

圖 7 顯微組織（煙氣側(cè)）200X

圖 8 顯微組織（非煙氣側(cè)）200X

1.4 水管硬度分析

在開裂水管上截取試樣，經(jīng)鑲嵌、打磨、拋光

后進行維氏硬度試驗，試驗中測點方向由內(nèi)表面向

外表面進行，試驗結(jié)果見表 2。結(jié)果表明水管硬度

分布均勻，維氏硬度值在 143 ～ 148 HV 之間，根據(jù)

GB/T 33362—2016《金屬材料 硬度值的換算》[8]，水

管的抗拉強度大約為 460 ～ 470 MPa，該抗拉強度值

范圍符合 GB/T 3087—2008 對 20 鋼的技術(shù)要求 [7]。

HV0.2

項目 測點 1 測點 2 測點 3 測點 4

維氏硬度 143 145 148 146

表 2 水管硬度測試結(jié)果

1.5 水管電鏡及能譜分析

將開裂水管內(nèi)表面的紅棕色覆蓋物和點狀堆積物

刮取下來，經(jīng)干燥后，置于掃描電鏡下觀察，并用 X

射線能譜儀進行分析。紅棕色覆蓋物微觀形貌及成分

分析結(jié)果見圖 9，由分析結(jié)果可知，開裂水管內(nèi)表面

的紅棕色覆蓋物以 Fe 的氧化物為主。點狀堆積物微

觀形貌及成分分析結(jié)果見圖 10，由分析結(jié)果可推斷

出開裂水管內(nèi)表面的點狀堆積物成分是以鈣鹽為主的

水垢。

圖 9 紅棕色覆蓋物微觀形貌及能譜分析結(jié)果

圖 10 點狀堆積物微觀形貌及能譜分析結(jié)果

目標

目標

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 69

安全分析

Safety Analysis

2 綜合分析

通過對開裂水管進行宏觀檢查可知，開裂位置處內(nèi)

表面（一圈）存在紅棕色覆蓋物與點狀堆積物；開裂位置

處內(nèi)表面（靠近煙氣側(cè)）有數(shù)量較多且長短不一的環(huán)向

裂紋。結(jié)合電鏡及能譜分析可知，紅棕色覆蓋物以 Fe 的

氧化物為主，點狀堆積物成分是以鈣鹽為主的水垢。將

開裂位置打開后可知，水管開裂裂紋應(yīng)由內(nèi)表面往外表

面擴展。由化學(xué)成分分析結(jié)果并結(jié)合硬度試驗結(jié)果轉(zhuǎn)化

成的抗拉強度值可知，開裂水管的成分及力學(xué)性能均符

合 GB/T 3087—2008 對 20 鋼的技術(shù)要求 [7]。從顯微組

織分析結(jié)果可知，開裂水管顯微組織無明顯異常，為鐵

素體 + 珠光體。與此同時，從顯微組織照片中可見其他

的環(huán)向裂紋擴展方向，從而可進一步表明開裂水管的開

裂裂紋是由水管內(nèi)表面向外表面擴展。開裂水管硬度較

為均勻，與顯微組織可以對應(yīng)。鍋爐在運行（包括啟停）

過程中，水管煙氣側(cè)與非煙氣側(cè)膨脹及收縮時受到的熱

應(yīng)力不一致，從而導(dǎo)致水管局部位置熱應(yīng)力分布不均；

并且水管內(nèi)壁上的氧化物及水垢也會影響水管的傳熱效

果。水管開裂位置位于煙氣沖刷區(qū)，并且靠近上管板，該

位置內(nèi)部介質(zhì)并不固定（有時是水，有時是蒸汽），因此，

水管開裂位置的溫度梯度波動較大。

綜上所述，在熱應(yīng)力作用下，裂紋在水管內(nèi)表面（溫

度梯度變化最大的位置）萌生，并不斷擴展，直至水

管開裂。

3 結(jié)束語

本次鍋爐水管開裂雖未引起事故，但依然有引起

重視的地方。本次水管開裂的主要影響因素與水管溫

度梯度波動有關(guān)，結(jié)合貫流鍋爐的運行特點，即貫流

鍋爐在運行過程中，水管下部靠水冷卻，水管上部靠

汽水混合物冷卻，水管中沒有明確的水位分界線。

因此，在基于重新計算鍋爐熱負荷的基礎(chǔ)上提出以下

2 點建議：

1）調(diào)整鍋爐水管中汽水混合物的空間大?。s小

汽水混合物空間的溫度梯度波動范圍）；

2）鍋爐內(nèi)部分區(qū)域選擇使用性能更加優(yōu)異的合金

鋼水管。

參考文獻

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70 2022.05 設(shè)備監(jiān)理

管理應(yīng)用

Management Application

核電設(shè)備監(jiān)造領(lǐng)域技術(shù)知識

管理系統(tǒng)的構(gòu)建

肖 巍 肖 鵬 宋冠宇 謝 鑫 聶藝漩

（蘇州熱工研究院有限公司 蘇州 215004）

摘 要：為系統(tǒng)地收集、存儲和利用核電設(shè)備監(jiān)造領(lǐng)域的技術(shù)知識，創(chuàng)建了兼具全文檢索和標簽檢索功

能的全文數(shù)據(jù)庫，并通過文檔共享編輯功能，對知識添加批注和建立鏈接，構(gòu)建了全員共建、開放式的知識

管理系統(tǒng)。知識管理系統(tǒng)有利于組織內(nèi)部隱性知識的挖掘、固化分享，使組織可利用的知識量逐步積累，提

高員工工作效率，增強了組織的核心競爭力，推動了設(shè)備監(jiān)理專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的知識管理向系統(tǒng)化、數(shù)字化和智

能化方向轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：核電 設(shè)備監(jiān)造 知識管理

Construction of Knowledge Management System of

Nuclear Power Equipment Supervision

Xiao Wei Xiao Peng Song Guanyu Xie Xin Nie Yixuan

(Suzhou Nuclear Power Research Institute Suzhou 215004 )

Abstract In order to systematically collect, store and utilize the technical knowledge of nuclear power

equipment manufacturing supervision, a full-text database with full-text retrieval and label retrieval functions is

created. Through the document shared editing function, the knowledge is annotated and linked, and an open knowledge

management system is constructed. The knowledge management system is conducive to the search and sharing of

hidden knowledge within the organization, which gradually accumulates the amount of knowledge available to the

organization, improves the working efficiency, strengthens the competitiveness of the organization, and promotes the

knowledge management of equipment supervision to be systematic, digital and intelligent.

Keywords Nuclear power Equipment manufacturing supervision Knowledge management

中圖分類號：TB497 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2022)10-0070-04 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2022.10.018

作者簡介：肖?。?982 ～ )，男，碩士，工程師，從事核電

機械設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督工作。

通訊作者：肖巍，E-mail: xiaowei_2010@cgnpc.com.cn。

（收稿日期：2022-06-22）

核電設(shè)備監(jiān)造實施過程中需要處理巨量的知識信

息，如法律法規(guī)、標準規(guī)范、合同、技術(shù)規(guī)格書、程

序文件等。隨著核電站的陸續(xù)開工建設(shè)，技術(shù)路線從

引進消化吸收到自主研發(fā)，設(shè)備由國外采購到逐步實

現(xiàn)國產(chǎn)化，在持續(xù)的設(shè)備監(jiān)造過程中，設(shè)備監(jiān)理單位

積累了大量的技術(shù)資料，如經(jīng)驗反饋、經(jīng)驗總結(jié)，也

培養(yǎng)了員工豐富的知識與經(jīng)驗。這些技術(shù)知識中，既

包括顯性知識，如圖書、文檔、圖片、視頻等，也包

括隱藏在組織內(nèi)部和個人頭腦中的隱性知識 [1]。這些

技術(shù)知識為設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督提供了必要的參考信息，是

設(shè)備監(jiān)理單位的核心資產(chǎn)。隨著知識量的日益龐大，

如何收集、加工、存儲和利用這些寶貴的知識，使設(shè)

備監(jiān)理人員能夠通過比較簡便的方式，在最短時間內(nèi)，

查找到所需的全面和準確的知識，是設(shè)備監(jiān)造領(lǐng)域技

術(shù)知識管理需要深入研究的內(nèi)容。

1 技術(shù)知識管理現(xiàn)狀

設(shè)備監(jiān)理單位一直在探索技術(shù)知識管理的方法，

也建立了很多可利用的小型“知識管理系統(tǒng)”，如共

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 71

管理應(yīng)用

Management Application

享文件夾、技術(shù)答疑平臺、經(jīng)驗反饋系統(tǒng)等，但總體

上還是分散、不系統(tǒng)的傳統(tǒng)的知識管理方式，特別是

在隱性知識的發(fā)掘、向顯性知識轉(zhuǎn)化方面存在明顯

不足。

1.1 知識儲存分散、壁壘嚴重

以往技術(shù)知識的儲存位置有紙質(zhì)文檔、辦公電腦、

各類小型“知識管理系統(tǒng)”，知識大多孤立存在，知

識共享壁壘多，分享方式少，知識只進不出、復(fù)用率低，

無法有效提升知識利用價值。

1.2 知識鏈接和隱性知識無法有效共享利用

質(zhì)量監(jiān)督過程中經(jīng)常涉及對知識點的解讀，各知

識點之間也有特定的指引關(guān)系，大量的隱性知識和知

識鏈接存儲在員工的頭腦中，缺乏一種能夠簡便、有

效地對這種知識鏈接進行固化表達的載體。

1.3 知識流失嚴重

由于缺少知識集中收集、加工、存儲、共享利用

的系統(tǒng)平臺，人員離職、換崗，資料損毀、丟失，人

的“大腦”遺忘等均造成大量知識流失，不利于企業(yè)

和組織的知識資產(chǎn)積累和員工的個人成長。

1.4 知識查找困難、重復(fù)低效

查找設(shè)備監(jiān)造所需的具體知識時，往往需要在不

同的知識存儲系統(tǒng)內(nèi)來回切換查找，或者向其他人員

咨詢求助。并且，這種查找過程中確立的知識點之間

的鏈接，又缺少一個簡便有效的系統(tǒng)工具進行固化表

達，以轉(zhuǎn)化為顯性知識供后續(xù)重復(fù)利用。因此，知識

查找困難，容易遺漏，組織內(nèi)存在大量重復(fù)、低效的

查詢解答工作，也很難確保不同人員、不同時間對同

一問題的目標信息查找結(jié)果的重復(fù)性。

2 技術(shù)知識管理系統(tǒng)的構(gòu)建

傳統(tǒng)的分散、不系統(tǒng)的知識管理方式雖然可以部

分解決知識管理的問題，但隨著組織或企業(yè)的成長，

一個自動化的知識管理系統(tǒng)就顯示出非常重要的意義。

相對于傳統(tǒng)的知識管理方式，它通過更好地收集信息、

加工信息、分享利用信息以及提供搜尋功能，使員工

可用最簡單方式，耗費最短時間，找到所需的最全面、

最準確的知識。

2.1 知識元的分類存儲與檢索

● 2.1.1 分類存儲與檢索模型

知識元指知識管理系統(tǒng)內(nèi)儲存的單個文件資料，

資料的格式包括文檔、圖片、視頻、語音等，資料的

語種包括中文、英文、法文等。知識元通過全文數(shù)據(jù)

庫進行存儲，知識的全部內(nèi)容轉(zhuǎn)化為計算機可以識別、

處理的信息單元，不僅存儲了信息，而且還有對全文

數(shù)據(jù)進行詞、字、段落等更深層次的編輯、加工的功能，

能夠?qū)崿F(xiàn)全文檢索，以及方便知識管理系統(tǒng)后續(xù)的功

能拓展。

全文檢索是指直接以文件的內(nèi)容作為主要處理對

象，根據(jù)文件的內(nèi)容而不是外在特征來實現(xiàn)的信息檢

索手段，只要文件中的任何字段包含了檢索詞都可以

被檢索到，理論上全文數(shù)據(jù)庫內(nèi)不需要對知識元進行

分類存儲 [2]。但全文檢索往往檢索結(jié)果過多，干擾因

素增大。此外，質(zhì)量監(jiān)督中對一個具體問題往往需要

同時查找多語種的資料，并且需要快速獲取準確的查

詢結(jié)果。因此，單純依靠全文檢索無法帶來良好的使

用體驗，還必須對知識元進行分類存儲，設(shè)置多維度

可供檢索的特征標簽，通過復(fù)合邏輯檢索知識元的特

征標簽，可以快速、準確地搜索到目標信息，可將檢

索結(jié)果根據(jù)特定維度的標簽進行排序呈現(xiàn)，并可在檢

索結(jié)果內(nèi)進行二次檢索。知識管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲和

檢索模型如圖 1 所示。

圖 1 知識管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲和檢索模型

???2

1 2

3 ?

???

??

???? ???X

???? ???Y

???3

???4

????

???? ??????? ?

?

?

● 2.1.2 分類存儲與檢索實施情況

對核電設(shè)備監(jiān)造領(lǐng)域知識的分類有多個分類邏輯。

從法律、法規(guī)、標準規(guī)范的角度，可以分為核安全法

律法規(guī)、法國壓水堆核島機械設(shè)備設(shè)計和建造規(guī)則、

法國核島電氣設(shè)備設(shè)計和建造規(guī)則、ASME（American

Society of Mechanical Engineers，美國機械工程師協(xié)會

標準）、NB（中華人民共和國能源行業(yè)標準）、GB

（中華人民共和國國家標準）、JB（中華人民共和國

72 2022.05 設(shè)備監(jiān)理

管理應(yīng)用

Management Application

機械行業(yè)標準）、ASTM（American Society of Testing

Materials，美國材料試驗協(xié)會標準）、NF（French

Standard，法國標準）、EN（European Norm，歐洲標準）、

ISO（International Organization for Standardization，

國 際 標 準 化 組 織 標 準）、API（American Petroleum

Institute，美國石油協(xié)會標準）等；從工序種類和設(shè)備

類型的角度，可以分為設(shè)計、材料、無損檢驗、性能

試驗、反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、泵、閥門、管

道 / 管件、大宗材料等；從文件主體格式的角度，可

以分為文檔、圖片、視頻、語音等?？梢越Y(jié)合設(shè)備監(jiān)

理單位的實際監(jiān)造業(yè)務(wù)情況，選擇合適的分類邏輯將

文件分類儲存在知識管理系統(tǒng)中。另外，知識管理系

統(tǒng)支持對同一份文件建立多個分類。

從多個維度給文件添加標簽。標簽通常包括文件

名稱、關(guān)鍵詞、主題等；從知識貢獻量統(tǒng)計、知識激

勵的角度出發(fā)，設(shè)置作者、上傳者等標簽；為標記文

件的檢索和點擊閱讀情況，系統(tǒng)自動記錄了與文件相

關(guān)的檢索詞及點擊率等信息，以此可以優(yōu)化檢索結(jié)果

排序。

2.2 知識點的批注和鏈接

● 2.2.1 批注和鏈接模型

2014 年，某核電企業(yè)調(diào)研表明員工希望知識管理

平臺除能夠?qū)崿F(xiàn)便捷的搜索外，還希望實現(xiàn)知識的關(guān)

聯(lián)，員工最希望得到的知識是經(jīng)驗、指引等隱性知識[3]。

一份知識元中包含多個知識點，知識管理系統(tǒng)具備文

檔編輯功能，可以為知識點添加批注或鏈接，對知識

點進行經(jīng)驗解讀或設(shè)置指向其他特定知識點的鏈接，

提供了一種對組織內(nèi)部和員工頭腦中大量隱性知識進

行挖掘、固化分享的簡便途徑。該功能不僅可以標記

知識元之間的指引關(guān)系，更可以具體標記知識點之間

的指引關(guān)系，使勾畫的知識地圖指向更精準。知識點

的批注和鏈接模型如圖 2 所示。

圖 2 知識點的批注和鏈接模型

???1

???

???3

????

??

??

??

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N???

??

???x

y???

● 2.2.2 批注和鏈接實施情況

通過文檔共享編輯，為知識點添加批注和鏈接，

建立知識間精確的指引，固化呈現(xiàn)隱性知識，在核電

設(shè)備監(jiān)造領(lǐng)域技術(shù)知識管理方面具有豐富的應(yīng)用場

景。例如，將標準的具體章節(jié)與相應(yīng)的修改單進行鏈

接，或?qū)⑿薷膯蔚膬?nèi)容以批注形式添加在具體章節(jié)；

為標準中的引用標準添加指向具體引用章節(jié)的鏈接；

為知識點添加圖片或視頻的鏈接，使知識內(nèi)容可視

化；監(jiān)理人員頭腦中對法規(guī)、標準規(guī)范的經(jīng)驗認知可

通過添加批注和鏈接的方式，直接固化在知識管理

系統(tǒng)中。

為防止知識的批注和鏈接干涉原文件的內(nèi)容，知

識管理系統(tǒng)中對批注和鏈接與原文件進行分層處理，

在檢索和查閱文件時可選擇是否包含批注和鏈接。

2.3 對再加工知識的審核

相對于法律法規(guī)、標準規(guī)范、合同技術(shù)規(guī)格書和

程序文件等上游知識，再加工知識指員工基于工作而

產(chǎn)生的經(jīng)驗認知，包括經(jīng)驗反饋、經(jīng)驗總結(jié)、對知識

點的批注和設(shè)置的鏈接等。由于核電設(shè)備監(jiān)造對依據(jù)

信息的準確性、權(quán)威性有嚴格要求，因此系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置

了對再加工知識的審核功能。

2.4 知識管理系統(tǒng)的開放性

知識管理系統(tǒng)內(nèi)需要錄入巨量的知識信息，知識

的產(chǎn)生、存儲、共享利用以及淘汰是動態(tài)的過程，員

工頭腦中的隱性知識和知識鏈接更是需要可以及時固

化表達。因此，將知識管理系統(tǒng)設(shè)計為全員共同建設(shè)、

文檔共享編輯、共享利用的可持續(xù)擴容的系統(tǒng)平臺。

同時，也可兼具使用者權(quán)限分級管理的功能。

2.5 系統(tǒng)功能的拓展架構(gòu)

對知識元的存儲、檢索，知識點的批注、鏈接以

及對再加工知識的審核等構(gòu)成了知識管理系統(tǒng)基本的、

核心的功能模塊。在此基礎(chǔ)上，圍繞知識的發(fā)掘、個

人知識庫建設(shè)以及對設(shè)備監(jiān)造業(yè)務(wù)端的智能輔助等，

對知識管理系統(tǒng)進行了拓展架構(gòu)。

● 2.5.1 問答系統(tǒng)

員工在日常工作生活中遇到的各種問題，都可以

通過問答系統(tǒng)進行提問，其他員工可以對問題進行回

答，也可以通過問答系統(tǒng)直接向?qū)＜疫M行提問，專家

在登錄系統(tǒng)后，可以在問答系統(tǒng)中直接進行答復(fù)和處

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 73

管理應(yīng)用

Management Application

理。問答系統(tǒng)是在知識管理系統(tǒng)中分享員工對知識

點批注和鏈接、發(fā)掘員工頭腦中隱性知識的有效功能

模塊。

● 2.5.2 知識收藏功能

利用知識收藏功能可建立個人知識庫，建立項目、

產(chǎn)品或?qū)I(yè)知識庫，建設(shè)培訓(xùn)資源庫等；收藏具有復(fù)

制功能，可以向他人推薦收藏，便于知識分享和崗位

知識傳承。

● 2.5.3 知識推送功能

根據(jù)員工的瀏覽軌跡、檢索行為以及設(shè)備監(jiān)造業(yè)

務(wù)端的具體業(yè)務(wù)需求等信息，系統(tǒng)自動將與之最相關(guān)

的知識推薦給員工。

3 結(jié)束語

知識資源是企業(yè)的重要資產(chǎn)，通過技術(shù)知識管理

系統(tǒng)，對核電設(shè)備監(jiān)理領(lǐng)域的技術(shù)知識進行收集、加

工、存儲和共享利用，構(gòu)建了專業(yè)領(lǐng)域的知識庫和專

家系統(tǒng)，使組織可利用的知識量逐步積累。知識管理

系統(tǒng)是提高員工工作效率和成效、支撐員工個人成長、

3.5 直流磁軛法和交流磁軛法的分析

交流電具有趨膚效應(yīng)，有助于磁粉遷移，因此，

交流磁軛法對表面缺陷有較高的靈敏度，但不利于發(fā)

現(xiàn)較深缺陷。

直流電產(chǎn)生的磁場穩(wěn)定，能深入工件表面，有利

于發(fā)現(xiàn)較深層缺陷。因此，在同樣的磁通量下，探測

深度越大，磁通密度就越低，不利于磁痕的顯示。厚

鋼板與薄鋼板比較，這種現(xiàn)象更明顯。當使用提升力

試塊檢驗磁場強度時，盡管提升力滿足標準要求，但

測量工件表面的磁場強度和在 A 型試片上的磁痕顯示，

往往達不到要求。因此，對于厚度＞ 6 mm 的工件，

直流電磁軛要慎用。

ASME(American Society of Mechanical Engineers,

美國機械工程師協(xié)會 ) 無損檢測規(guī)范第 V 卷 (2013 版 )

指出：直流磁軛與交流磁軛比較，一般情況下，交流

電磁軛優(yōu)于直流和永久磁軛，僅對于＜ 6 mm 的薄壁

壓力管道宜采用直流電磁軛。

4 結(jié)束語

磁粉檢驗廣泛應(yīng)用于無損檢驗中，其包含的方法眾

多，其中又以磁軛法、中心導(dǎo)體周向磁化、線圈縱向磁化

應(yīng)用最為廣泛。各種磁化方法使用的電流不同，又會對

檢驗結(jié)果產(chǎn)生重大影響。特別是對產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行磁

粉檢驗時，應(yīng)關(guān)注交變電磁場趨膚效應(yīng)對檢測結(jié)果的影

響。本文驗證了直流磁軛法無法適用于螺母內(nèi)孔縱向磁

化檢驗，工藝制定人員及質(zhì)量控制人員需特別關(guān)注。

參考文獻

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中心導(dǎo)體法磁化工件的影響研究 [J].冶金與材料，

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[3] 馮斌，張富生 .密封螺母磁粉探傷方法 [J].無損探

傷，2015,39(01) ：40-42.

提高組織核心競爭力的基礎(chǔ)平臺，改變了以往分散、

不系統(tǒng)的知識管理方式，使設(shè)備監(jiān)理專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的知

識管理實現(xiàn)了向系統(tǒng)化、數(shù)字化和智能化方向的轉(zhuǎn)變，

引領(lǐng)了行業(yè)知識管理方式的發(fā)展。知識管理系統(tǒng)內(nèi)儲

存了大量的專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的知識信息，作為底層支撐平

臺為后續(xù)開發(fā)更多智能化系統(tǒng)或功能模塊提供了充足

的數(shù)據(jù)支持。

參考文獻

[1] 查鳳華 . 核電企業(yè)知識管理研究及應(yīng)用——以江

蘇核電有限公司知識管理為例 [C]//.創(chuàng)新：檔案與文

化強國建設(shè)——2014 年全國檔案工作者年會優(yōu)秀論文

集 .2014:77-83.

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與實踐 [C].//2016電力行業(yè)信息化年會論文集 .北京：

人民郵電出版社 ,2016 ：181-185.

（上接第 58 頁）

74 2022.05 設(shè)備監(jiān)理

2023 年征稿啟事

《設(shè)備監(jiān)理》雜志由國家市場監(jiān)督管理總局主管，中國特種設(shè)備檢測研究院、中國設(shè)備監(jiān)理協(xié)會主辦，《中國特種設(shè)備安全》雜

志社有限公司出版，是面向海內(nèi)外公開發(fā)行的綜合性科技期刊。雜志國內(nèi)刊號 CN 10-1021/TB、國際刊號 ISSN 2095-2465，是原國家

新聞出版廣電總局認定的首批科技類學(xué)術(shù)期刊，國家科技學(xué)術(shù)期刊開放平臺收錄期刊，中國核心期刊（遴選）數(shù)據(jù)庫收錄期刊，中國

學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫收錄期刊，中文科技期刊數(shù)據(jù)庫收錄期刊。

為做好 2023 年《設(shè)備監(jiān)理》雜志的編輯出版工作，雜志結(jié)合當前國家經(jīng)濟形勢和行業(yè)發(fā)展情況，每期對行業(yè)發(fā)展的重點、難點

和熱點進行系列全方位報道。現(xiàn)就 2023 年每期重點選題和重點欄目面向廣大讀者征稿。

一、每期重點選題方向

第 1 期 智能監(jiān)造技術(shù)在設(shè)備監(jiān)理中的探索和應(yīng)用

第 2 期 設(shè)備監(jiān)理服務(wù)“碳達峰”與“碳中和”

第 3 期 設(shè)備監(jiān)理標準化工作的探討與開拓

第 4 期 設(shè)備監(jiān)理為大國裝備保駕護航

第 5 期 設(shè)備監(jiān)理人才隊伍與建設(shè)

第 6 期 質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施（NQI）與設(shè)備監(jiān)理

另外，其他重點選題方向有設(shè)備監(jiān)理與項目管理、設(shè)備監(jiān)理與質(zhì)量風險防控、設(shè)備監(jiān)理與質(zhì)量管理 / 控制、設(shè)備監(jiān)理與進度管理 /

控制、設(shè)備監(jiān)理見證點設(shè)置與控制、設(shè)備監(jiān)理服務(wù)的策劃、設(shè)備監(jiān)理文件檔案管理、設(shè)備監(jiān)理服務(wù)能力建設(shè)與提升。

這些重點策劃稿件一經(jīng)錄用優(yōu)先刊登，主要刊發(fā)在雜志的專論與綜述欄目。

二、重點欄目

1. 業(yè)主論壇：設(shè)備監(jiān)理業(yè)主在質(zhì)量管理、項目管理方法及對設(shè)備監(jiān)理工作的評價、需求及建議。

2. 探索：設(shè)備監(jiān)理在管理、技術(shù)、市場、企業(yè)文化建設(shè)等方面的探索。

3. 視野：與設(shè)備監(jiān)理工作相關(guān)，具有一定借鑒意義的國際信息、技術(shù)管理及法律法規(guī)等方面。

4. 技術(shù)方案：設(shè)備監(jiān)理各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的新材料、新裝備、新技術(shù)。

5. 監(jiān)理要點：設(shè)備監(jiān)理現(xiàn)場監(jiān)造案例分析探討。

三、投稿要求

請將稿件發(fā)送至《設(shè)備監(jiān)理》雜志采編系統(tǒng) https://sbjl.cbpt.cnki.net，稿件請使用 word 排版，單欄，所投稿件請保證文章版權(quán)的獨

立性，無抄襲、署名排序無爭議，文責自負，請勿一稿多投。

1. 稿件應(yīng)論點明確、論據(jù)可靠、數(shù)據(jù)準確、邏輯嚴謹、文字通順。

2. 論文以 4500 ～ 6000 字符數(shù)為宜（包括圖片）。論文層次標題格式統(tǒng)一，請按下列格式手動輸入（請勿采用 word 自動編號）。

例：1.（一級標題） 1.1（二級標題） 1.1.1（三級標題） 1）（四級標題）

3. 論文的基本要素齊全，應(yīng)包括：中英文文章標題、作者姓名、中英文單位名稱（所在城市、郵編）、中英文摘要、中英文關(guān)鍵詞、

結(jié)束語、參考文獻等。 摘要敘述簡明、清楚、完整，字數(shù) 200 ～ 300 字，關(guān)鍵詞 3 ～ 5 個。

4. 第一作者個人簡介：姓名（出生年～），性別，學(xué)歷，職務(wù)，職稱，主要從事的工作內(nèi)容。

5. 通訊作者：姓名、郵箱。

（上接第 61 頁）

本文的研究成果已在相應(yīng)工程質(zhì)量成果的把控上

面得到驗證，對完善既有質(zhì)量檢驗評定體系能夠起到

較好的促進作用，為類似工程提供了可參考的依據(jù)。

后續(xù)還需要結(jié)合工程實施，進一步論證分部分項工程

的劃分標準，建立更為完善的評分體系。

參考文獻

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