目 次

主 管 國家市場監(jiān)督管理總局

主 辦 中國特種設備檢測研究院

中國設備監(jiān)理協(xié)會

刊名題字 錢正英

顧 問 宋繼紅 郭汝斌

編委會主任 李 強

編委會副主任 許可達 錢仲裘 白德美

編委會委員 王建庭 江 華 劉鳳奎 劉瑞華 （按姓氏筆畫排序 ) 呂文學 孫東曉 孫 寧 湯紫德

許以儷 許松林 閆獻軍 余建國

宋亞東 張小毅 張漢亞 張麗英

張連營 張建梅 張瑞杰 李長燕

束國剛 辛海燕 陳 琳 楊新民

周 國 周丙濤 孟慶發(fā) 林逸川

金 潔 姚建斌 趙 兵 袁曉玲

郭育榮 高艷玲 崔 成 程志虎

主 編 李 強

出 版單位 《中國特種設備安全》雜志社有限公司

社 長 王淑蘭

副 社 長 吳 茉

編輯部主任 陳佩佩

編輯部副主任 羅 軍

執(zhí)行主編 梁少霞 孫潤業(yè)

副 主 編 鄒長宏 郇淑萍

編 輯 羅 軍 胡 丹 韓曉璐 任珈瑤

美術編輯 秦莉娟

英文翻譯 梁少霞 鄒長宏 秦 毅

國際標準連續(xù)出版物號 ISSN 2095-2465

國內統(tǒng)一連續(xù)出版物號 CN10-1021/TB

編輯部地址 北京市朝陽區(qū)和平街西苑 2 號

郵 編 100029

電 話 010-64221783

010-59068618

傳 真 010-64216385

網(wǎng) 址 www.csespub.cn

電子郵箱 sbjlzz@126.com

每冊定價 40.00 元

全年定價 240.00 元

印刷單位 北京博海升彩色印刷有限公司

廣告發(fā)布登記證號 京朝市監(jiān)廣登字 20210005 號

敬告讀者 本刊凡有印刷、裝訂質量問題請向

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2023 年第 1 期 總第 74 期

出版日期：2 月 25 日

專論與綜述

01 云監(jiān)造平臺的信息安全研究 張 泳等

法規(guī)標準

05 以“質量效益型”標準引領城市軌道交通高質量發(fā)展

——城市軌道交通設備工程監(jiān)理服務標準編制路徑探析

鄭旭日等

質量控制

10 地鐵車輛調試中AB連接器故障分析及質量控制

包春光等

14 如何做一名合格的核電工程項目質量總監(jiān) 馬新朝

19 大尺寸光伏組件質量問題分析及對策 吳 瓊等

監(jiān)理要點

24 HARDOX類耐磨鋼焊接監(jiān)造要點分析 司 丹等

安全分析

29 某核電汽輪機抗燃油劣化原因分析及處理 解永超等

34 在役輸氣站場焊縫隱患排查治理的分析與討論 邊 遠

37 660 MW超臨界CFB鍋爐受熱面常見問題分析 尉 君

40 柴油機消防泵振動原因分析與解決措施 武 煒等

43 循環(huán)流化床鍋爐旋風分離器中心筒失效分析 譚雄健等

檢驗與技術

48 礦井提升機液壓制動系統(tǒng)數(shù)學模型研究 韓 雨

52 電梯檢驗中安全鉗和限速器相關問題探討 冀旭慧

55 三維高清漏磁內檢測技術在天然氣長輸管道中的應用

唐飛龍等

59 水泥粉磨智能優(yōu)化控制系統(tǒng)的實踐研究 屠 威

管理應用

62 煤礦綜采機電設備管理現(xiàn)狀及策略研究 李寶利

專訪

65 守正創(chuàng)新 勇毅前行

——記白鶴灘至浙江特高壓直流工程國產(chǎn)套管監(jiān)造

2023 年 2 月 第 1 期 總第 74 期

SHEBEI JIANLI

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使用本刊所刊登的文章及圖片。

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起，3 個月內未收到采用通知，可另行處理，切

勿一稿多投。來稿一律不退，請自留底稿。

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者不同意文章被收錄，請在來稿時向本刊聲明，

本刊將作適當處理。

6. 作者觀點與本刊立場無關。

本刊編輯部

戰(zhàn)略合作伙伴單位

國網(wǎng)經(jīng)濟技術研究院有限公司

南京三方化工設備監(jiān)理有限公司

北京中唐電工程咨詢有限公司

陜西威能檢驗咨詢有限公司

英泰克工程顧問（上海）有限公司

中國鐵道科學研究院集團有限公司城市軌道交通中心

CONTENTS

P49

Monograph and Summary

Information Security Research of Cloud

Manufacturing Supervision Platform Zhang Yong et al(01)

Regulations and Standards

“Quality-benefit Type” Standard Leading High-quality

Development of Urban Rail Transit: Analysis on the

Compilation Path of Urban Rail Transit Equipment

Engineering Supervision Service Standards Zheng Xuri et al(05)

Quality Control

Fault Analysis and Quality Control of AB Connector

in Metro Vehicle Commissioning Bao Chunguang et al(10)

How to be a Qualified Nuclear Power Project Quality Director

Ma Xinchao(14)

Analysis and Countermeasures on Quality Problems

of Large-size PV Modules Wu Qiong et al(19)

Supervision Points

Analysis of Welding Supervision Points of

HARDOX Type Wear-resistant Steel Si Dan et al(24)

Safety Analysis

Cause Analysis and Treatment of Deteriorated

Turbine EH Oil in a Nuclear Power Plant Xie Yongchao et al(29)

Analysis and Discussion on the Investigation and

Treatment of Potential Weld Defects in Service

Gas Transmission Station Bian Yuan(34)

Analysis of Problems on Heating Surface of

660 MW Supercritical CFB Boiler Yu Jun(37)

Cause Analysis and Solution of Vibration

of Diesel Engine Firewater Pump Wu Wei et al(40)

Failure Analysis of Central Barrel of Cyclone Separator

in Circulating Fluidized Bed Boiler Tan Xiongjian et al(43)

Inspection and Technology

Research on Mathematical Model of Hydraulic

Braking System of Mine Hoist Han Yu(48)

Discussion on Safety Clamp and Speed

Limiter in Elevator Inspection Ji Xuhui(52)

Application of 3D HD Magnetic Flux Leakage Internal

Detection Technology in Long-distance

Natural Gas Pipeline Tang Feilong et al(55)

Practical Research on Intelligent Optimization

Control System of Cement Grinding Tu Wei(59)

Management Application

Research on the Current Situation and Strategy of

Electromechanical Equipment Management

in Fully Mechanized Coal Mining Li Baoli(62)

Exclusive Interview

Integrate and Innovate, Forge ahead Bravely: Report on the

Supervision of Domestic Bushing Manufacturing

for Baihetan to Zhejiang UHV DC Project (65)

圖 3 提升機液壓站

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 1

Monograph and Summary

專論與綜述

作者簡介：張泳（1967 ～ )，男，本科，高級工程師，從事

設備工程和信息工程的監(jiān)理、咨詢工作。

通訊作者：沙金，E-mail: sj@sscenter.sh.cn。

（收稿日期：2022-11-10）

云監(jiān)造平臺的信息安全研究

張 泳 沙 金

（上海計算機軟件技術開發(fā)中心 上海 201112）

摘 要：云監(jiān)造涉及能源、交通運輸、水利、金融等重要行業(yè)以及公共服務領域的關鍵基礎設施，云監(jiān)

造的廣泛應用面臨數(shù)據(jù)安全、信息安全的風險與挑戰(zhàn)且直接關乎國家安全和企業(yè)信息安全、商業(yè)秘密，應做

到安全先行。本文分析了云監(jiān)造平臺應用在數(shù)據(jù)與信息安全方面可能存在的風險，從技術及管理等方面提出

了基于云監(jiān)造的信息安全應對措施，力爭使云監(jiān)造得到健康發(fā)展，更好地助力設備監(jiān)理行業(yè)的高質量發(fā)展。

關鍵詞：云監(jiān)造 信息安全 等級保護 商用密碼

Information Security Research of Cloud

Manufacturing Supervision Platform

Zhang Yong Sha Jin

(Shanghai Computer Software Technology Development Center Shanghai 201112)

Abstract Cloud supervision involves the key infrastructure of energy, communication and transportation,

water conservancy, finance and other important industries as well as public service areas. The wide application of cloud

monitoring and manufacturing faces the risks and challenges of data security and information security. It is directly

related to national security, enterprise information security and business secrets. This paper analyzes the possible risks

in data and information security of cloud manufacturing platform application. From the aspects of technology and

management, information security countermeasures based on cloud monitoring are put forward, and strive to enable

the cloud monitoring and manufacturing a healthy development, and promote high-quality development in equipment

engineering industry.

Keywords Cloud supervision Information security Grade protection Commercial cryptography

中圖分類號：TB496 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2023)02-0001-04 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2023.02.001

1 云監(jiān)造產(chǎn)生背景

近年來，隨著云計算、5G、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、

人工智能等新一代先進信息技術的不斷發(fā)展和應用，

根據(jù)國家“中國制造 2025”“十四五”規(guī)劃等關于數(shù)

字化轉型的發(fā)展要求，將信息技術與各行業(yè)進行深度

融合，推動設備監(jiān)理的數(shù)字化轉型是設備監(jiān)理行業(yè)面

臨的新課題和新任務 [1]。

設備監(jiān)造是設備監(jiān)理的重要階段 [1]，伴隨著數(shù)字

化時代的來臨，設備監(jiān)造工作也迎來了解決“人員分

散、協(xié)同效率低、信息不能及時共享、人工判斷標準

不一”等行業(yè)痛點、難點、堵點的良好契機。云監(jiān)造

也在順應數(shù)字化轉型的新形勢和新背景下，得到了快

速發(fā)展，云監(jiān)造結合新一代技術建立了一套高效的設

備監(jiān)造數(shù)字化平臺，實現(xiàn)了監(jiān)造過程“信息共享、遠

程監(jiān)管、數(shù)據(jù)可視可溯、過程動態(tài)管理”的創(chuàng)新監(jiān)管

模式。2020—2022 年，國內持續(xù)受到新冠肺炎疫情的

影響，這也推動了設備監(jiān)造機構與監(jiān)管工作模式的轉

型，云監(jiān)造開始在諸多行業(yè)被廣泛應用，提高設備監(jiān)

造工作效率，助力復工復產(chǎn) [2]。例如在電力設備的制

造生產(chǎn)、出廠試驗等過程中，云監(jiān)造都發(fā)揮了重要作用，

提供了可靠的質量保障。

2 2023.01 設備監(jiān)理

Monograph and Summary

專論與綜述

2 云監(jiān)造應用場景和技術創(chuàng)新

2.1 云監(jiān)造應用場景

云監(jiān)造平臺一般通過后臺與各監(jiān)造現(xiàn)場進行人員

互動和信息交互，建立現(xiàn)場監(jiān)造人員與公司管理人員

的在線可視溝通機制，圖 1 所示為云監(jiān)造應用場景。

設備監(jiān)造人員在現(xiàn)場可以通過各 PC 終端、移動端以

及數(shù)據(jù)采集端（如：監(jiān)控攝像機、無人機、各類傳感

器等）將現(xiàn)場監(jiān)造數(shù)據(jù)和人員工作信息傳輸至后臺，

完成現(xiàn)場監(jiān)造工作的審核、見證、巡檢工作以及質量

問題的實時監(jiān)管和即時處理；后臺通過對于現(xiàn)場各類

數(shù)據(jù)的分析，對現(xiàn)場監(jiān)造過程提供智能的質量評估和

風險預警 [3]。對于核心關鍵的監(jiān)造環(huán)節(jié)，平臺可以通

過線上視頻會議的方式，組織技術專家進行遠程“線

上問題會診”，各專業(yè)合同協(xié)作、做出決策。實現(xiàn)全

生產(chǎn)過程的智慧化管理，實現(xiàn)了后臺與前端“異地在

線互動、遠程控制管理、監(jiān)造數(shù)據(jù)可視化可追溯的智

慧管理”的創(chuàng)新監(jiān)造管理模式。云監(jiān)造平臺還可以通

過對監(jiān)造過程的見證取樣、巡檢、檢測，對質量問題

實現(xiàn)在線管理、遠程協(xié)作、實時監(jiān)督等工作同步管理，

對于設備、材料質量有了較大提高，監(jiān)理效率也有了

較大提升。

2.2 云監(jiān)造技術創(chuàng)新

云監(jiān)造平臺采用全新的監(jiān)理模式，借助“互聯(lián)網(wǎng) +”

云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G 等前沿技術，將監(jiān)理業(yè)

務流程與技術進行深度融合 [3]。提供監(jiān)造平臺可擴展

的數(shù)據(jù)存儲與算力支持，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、大容量、業(yè)

務類型與業(yè)務量的擴展，對各類測試數(shù)據(jù)、圖像等監(jiān)

造數(shù)據(jù)高速傳輸、實時推送；實現(xiàn)監(jiān)造業(yè)務數(shù)據(jù)智能

分析研判、輔助決策；全節(jié)點監(jiān)造數(shù)據(jù)上鏈，有效打

破數(shù)據(jù)孤島和信息壁壘。

3 云監(jiān)造平臺面臨的信息安全風險與挑戰(zhàn)

設備監(jiān)理面向的許多領域屬于國計民生重要行業(yè)，

可能會涉及國家關鍵基礎設施，關系國家安全，云監(jiān)

造平臺在許多行業(yè)的應用也隨之會面臨信息安全的風

險與挑戰(zhàn)。試想，如果核電站、三峽大壩、高鐵等設

備監(jiān)造的核心數(shù)據(jù)一旦泄露，或者云監(jiān)造平臺遭到惡

意攻擊，那將會對國家安全帶來極大威脅。

隨著《中華人民共和國網(wǎng)絡安全法》《中華人民共

和國密碼法》《中華人民共和國數(shù)據(jù)安全法》《中華人民

共和國個人信息保護法》《關鍵信息基礎設施安全保護

條例》等安全法律、法規(guī)的出臺，對涉及關鍵基礎設施

在監(jiān)造過程中的數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、分析及應用的安

全風險及其安全防護措施的要求也越來越高。信息安全

必須引起全體監(jiān)理同仁高度重視，云監(jiān)造平臺作為設備

監(jiān)造數(shù)字化轉型的利器，必須筑牢信息安全底座。云監(jiān)

造平臺的信息安全存在以下 3 個方面的風險。

3.1 云監(jiān)造平臺數(shù)據(jù)安全風險

云監(jiān)造平臺遠程移動應用場景復雜，監(jiān)造現(xiàn)場的

數(shù)據(jù)采集設備多樣，部分采集設備可能存在安全風險，

平臺如果與存在安全風險的設備終端連接，可能會出

圖 1 云監(jiān)造應用場景

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PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 3

Monograph and Summary

專論與綜述

現(xiàn)設備監(jiān)造數(shù)據(jù)和個人數(shù)據(jù)泄露風險；云監(jiān)造平臺在

使用監(jiān)造數(shù)據(jù)的過程中也存在安全風險，容易出現(xiàn)監(jiān)

造數(shù)據(jù)采集過度、使用權限擴展過大、數(shù)據(jù)存儲缺乏

安全保護、數(shù)據(jù)流轉監(jiān)管不嚴、監(jiān)控審計和追蹤溯源

技術手段不足的風險 [4]；云監(jiān)造平臺的用戶管理權限

分配是否合理，會導致數(shù)據(jù)泄露、無法溯源的風險。

3.2 云監(jiān)造平臺網(wǎng)絡安全風險

云監(jiān)造平臺通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了監(jiān)造現(xiàn)場跨地域數(shù)

據(jù)信息的互通共享，云監(jiān)造平臺在利用網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳

輸?shù)倪^程中存在因缺乏有效的安全防護手段，缺少必要

的安全防護措施，遭受被非法用戶入侵、網(wǎng)絡攻擊、植入

惡意程序網(wǎng)絡攻擊，導致整個云監(jiān)造平臺出現(xiàn)系統(tǒng)癱瘓

的風險；現(xiàn)場監(jiān)造核心關鍵數(shù)據(jù)在通過網(wǎng)絡進行傳輸和

交互的過程中，如缺乏安全有效的密碼防護手段，以明

文的形式進行傳輸和存儲，一旦核心數(shù)據(jù)被竊取或惡意

篡改，將對所涉行業(yè)甚至國家安全造成重大安全風險。

3.3 云監(jiān)造平臺使用的人員和制度風險

云監(jiān)造平臺的運行和使用離不開人的操作，云監(jiān)

造平臺在使用過程中涉及的單位、環(huán)節(jié)較多，平臺使

用人員可能安全意識薄弱，缺少基本的信息安全技能；

制造單位、監(jiān)理單位、使用單位等云監(jiān)造平臺的使用

機構對操作人員也缺乏系統(tǒng)、完整的信息安全培訓與

安全意識教育，可能會因人員自身安全防范意識不足

而引發(fā)信息泄露和數(shù)據(jù)泄露的安全事件。

云監(jiān)造平臺的信息安全管理制度和風險防護體系

與信息安全防護技術的應用同等重要，不可或缺。如

果缺乏健全完善的信息安全管理制度和信息安全風險

防護體系，將無法為云監(jiān)造平臺的使用做好安全指引，

無法樹立云監(jiān)造平臺的使用人員的安全意識，無法為

平臺的安全運行提供可靠的保障，無法為平臺安全防

護技術的使用提供行之有效的操作規(guī)范。

4 云監(jiān)造信息安全應對措施

云監(jiān)造平臺被廣泛地應用在關系國計民生的重要

行業(yè)，涉及國家關鍵基礎設施、國家利益和安全。為

了應對云監(jiān)造平臺面臨的信息安全風險，構建云監(jiān)造

信息安全體系刻不容緩。云監(jiān)造信息安全體系應該是

以信息技術應用創(chuàng)新為安全底座，以數(shù)據(jù)的全生命周

期安全管理為核心，以網(wǎng)絡安全等級保護和商用密碼

安全為保障，以信息安全運營管理和安全保密管理為

支撐，圖 2 所示為云監(jiān)造信息安全體系。

圖 2 云監(jiān)造信息安全體系

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4.1 對監(jiān)造數(shù)據(jù)的全生命周期管理，保證數(shù)

據(jù)可信、可控、可追溯

云監(jiān)造平臺的數(shù)據(jù)和信息多種多樣，包括各種測

試測量信息、圖像信息、視頻信息、CAD 圖紙、BIM

數(shù)據(jù)、ERP 數(shù)據(jù)等。設備監(jiān)理企業(yè)要做好數(shù)據(jù)在收集、

傳遞、保存、管理、交易、共享、使用和銷毀整個生

命周期的管理與維護 [4]。圖 3 所示為云監(jiān)造平臺數(shù)據(jù)

安全技術要求。

在數(shù)據(jù)采集階段，要明確數(shù)據(jù)采集標準，完善數(shù)

據(jù)采集風險評價機制，以防止過量采集；在數(shù)據(jù)傳輸

4 2023.01 設備監(jiān)理

Monograph and Summary

專論與綜述

階段，采取合理的加密算法對數(shù)據(jù)進行加密傳輸，以

確保數(shù)據(jù)安全性；在數(shù)據(jù)儲存階段，通過建立對存儲

介質與存儲系統(tǒng)的安全保護標準，防止重大數(shù)據(jù)儲存

風險；在數(shù)據(jù)處理階段，通過對數(shù)據(jù)進行適當?shù)拿撁?/p>

管理，防止重要信息外泄；在數(shù)據(jù)交換階段，通過對

數(shù)據(jù)“可用不可見”的加密算法，在達到數(shù)據(jù)價值最

大化的同時保證信息安全；在數(shù)據(jù)銷毀階段，保證數(shù)

據(jù)被徹底銷毀，無法復原，防范數(shù)據(jù)泄露風險。

例如：滴滴被罰 80.26 億元事件存在 8 個方面共

計 16 項違規(guī)行為，其中包括違規(guī)收集用戶相冊截圖信

息、過度收集用戶剪切表和應用列表信息、過度收集

用戶人臉識別和年齡職業(yè)信息以及親情關系信息等等。

其收集的地圖、道路以及個人信息也關乎安全層面，

而滴滴并沒有妥善保管和處理好這些信息，進行其他

商業(yè)運作。此事件對于設備監(jiān)理行業(yè)也是一種警示。

4.2 定期對云監(jiān)造平臺進行網(wǎng)絡安全等級保

護測評和風險評估

為保證云監(jiān)造平臺的穩(wěn)定性、保密性以及數(shù)據(jù)資

源共享的安全性，預防外部代碼入侵和內部程序缺陷

導致的系統(tǒng)崩潰和信息泄露，要加強網(wǎng)絡、平臺、基

礎軟硬件設施的安全防護，確保云監(jiān)造平臺的信息安

全。全面深入地做好平臺的身份鑒別、訪問控制、權限控

制、安全審計、網(wǎng)絡邊界防護、應用數(shù)據(jù)安全、主機系統(tǒng)

安全、漏洞掃描、入侵防御、防惡意代碼等安全防護措施。

充分考慮安全防護產(chǎn)品和安全管理產(chǎn)品的合理部署，既

能夠保證平臺的信息安全又不影響平臺的性能。

4.3 云監(jiān)造平臺應做好密碼防護

密碼是國家安全的命門命脈，云監(jiān)造平臺應做好密

碼防護。密碼技術是破解當前網(wǎng)絡空間安全保障問題最

有效的關鍵技術，通過符合國密算法的密碼技術可以對

監(jiān)造過程的關鍵數(shù)據(jù)和核心數(shù)據(jù)加以保護，并對監(jiān)造數(shù)

據(jù)實現(xiàn)加密傳輸和加密存儲，通過密碼技術加強對云監(jiān)

造平臺用戶的身份認證、數(shù)據(jù)防篡改從而實現(xiàn)了監(jiān)造數(shù)

據(jù)的高保密性、完整性、高真實性和抗抵賴性，使云監(jiān)造

平臺滿足商用密碼應用安全性評估的要求。

4.4 云監(jiān)造平臺應做到自主可控，筑牢安全

底座

根據(jù)《關鍵信息基礎設施安全保護條例》和

《“十四五”軟件和信息技術服務業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出

的要壯大信息技術應用創(chuàng)新（簡稱信創(chuàng)）體系，開展

軟件、硬件、應用和服務一體化適配，逐步完善國產(chǎn)

技術和產(chǎn)品體系的要求，加快監(jiān)造云平臺基礎設施的

信創(chuàng)建設，實現(xiàn)平臺基礎軟件、基礎硬件、應用軟件、

網(wǎng)絡通信、安全軟件、云環(huán)境的自主可控，進一步筑

牢基礎環(huán)境的安全基座，真正做到安全自主、可控可信。

4.5 制定完善的云監(jiān)造平臺安全運營管理制度

對平臺運行使用和運行所涉及的各方人員、平臺物

理環(huán)境、監(jiān)造現(xiàn)場環(huán)境、網(wǎng)絡環(huán)境、應急預案、平臺操

作規(guī)范等方面進行詳細梳理，形成完善有針對性的信

息安全管理制度、系統(tǒng)使用管理制度、應急防范預案，

（下轉第 23 頁）

圖 3 云監(jiān)造平臺數(shù)據(jù)安全技術要求

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PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 5

法規(guī)標準

Regulations and Standards

以“質量效 益型”標 準引領城市

軌道交通高質量發(fā)展

——城市軌道交通設備工程監(jiān)理服務標準編制路徑探析

鄭旭日 1

張文燕 2

（1. 中鐵華鐵工程設計集團有限公司 北京 100071）

（2. 中國設備監(jiān)理協(xié)會 北京 100029）

摘 要：本文通過分析城市軌道交通設備工程特點，對比其設備監(jiān)理市場需求與供給情況，得出了設備

監(jiān)理供給滯后于市場需求的重要結論。筆者通過研究，提出以《國家標準化發(fā)展綱要》（以下簡稱《綱要》）

為指引，通過探析“質量效益型”標準內涵，準確把握市場需求趨勢及特點，提出了構建滿足市場需求的設

備監(jiān)理標準體系的實施路徑，并對建立實施效果評價機制進行了探索。該研究旨在貫徹《綱要》精神，有效

發(fā)揮標準在設備監(jiān)理服務提升中的支撐引領作用，為滿足業(yè)主不斷提升的需求，始終保持設備監(jiān)理服務的先

進性提供了新思路。

關鍵詞：質量效益型標準 設備工程監(jiān)理 城市軌道交通 高質量發(fā)展

“Quality-benefit Type” Standard Leading High-quality Development of Urban

Rail Transit: Analysis on the Compilation Path of Urban Rail Transit

Equipment Engineering Supervision Service Standards

Zheng Xuri1

Zhang Wenyan2

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

(2. China Association of Plant Equipment Consultants Beijing 100029)

Abstract This paper analyzes the characteristics of urban rail transit equipment engineering, compares the

market demand and supply of equipment supervision, and draws an important conclusion that the supply of equipment

supervision lags behind the market demand. Through research, the author puts forward to the National Standardization

Development Compendium (hereinafter referred to as the Outline) as the guide, through the analysis of connotation

of the “product quality standard”, accurately grasps the market demand trends and characteristics, proposes the

implementation path of the construction of equipment supervision standard system to meet the market demand, and

explores to set up the mechanism of effect evaluation. This study aims to implement the spirit of the Outline, effectively

play the supporting and leading role of standards in the improvement of equipment supervision services, and provide

new ideas for meeting the increasing needs of owners and maintaining the advancement of equipment supervision

services.

Keywords Quality-benefit type standard Plant project management and supervision Urban rail transit Highquality development

中圖分類號：TB497 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2023)02-0005-05 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2023.02.002

作者簡介：鄭旭日（1966 ～ )，男，本科，教授級高級工程

師，從事軌道交通設備工程監(jiān)理的管理和研究工作。

通訊作者：鄭旭日，E-mail: ht_zxr@126.com。

（收稿日期：2022-08-26）

近年來，隨著我國經(jīng)濟高速增長和城市化進程快

速推進，我國城市軌道交通行業(yè)也得以快速發(fā)展，運

營線路長度、客運量、在建線路長度屢創(chuàng)歷史新高。

截至 2021 年底，中國大陸地區(qū)（不含港澳臺）共有

6 2023.01 設備監(jiān)理

法規(guī)標準

Regulations and Standards

50 個城市開通軌道交通運營線路 283 條，運營線路總

長度 9 206 km[1]，城市軌道交通的快速發(fā)展，極大程度

上解決了人們出行難題，緩解了交通擁堵，帶動了相

關產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在城市軌道交通工程建設中，設備工程

監(jiān)理為保障工程質量、實現(xiàn)投資目標發(fā)揮了重要作用。

1 城市軌道交通設備工程監(jiān)理綜述

1.1 設備工程專業(yè)特點分析

城市軌道交通工程是一個投資規(guī)模大、專業(yè)復雜

的綜合性系統(tǒng)工程，其中土建工程與設備工程是緊密

聯(lián)系的“有機體”，土建工程形成了該系統(tǒng)的“基礎

與構架”，設備工程形成了“中樞與功能”，相對于

土建工程，設備工程具有以下 3 方面突出特點。

● 1.1.1 與運營安全的密切相關性

城市軌道交通是一個復雜的系統(tǒng)工程，其運營安

全與設備系統(tǒng)密切相關，運營的安全可靠依賴于車輛、

供電、通信、信號、綜合監(jiān)控等多個設備系統(tǒng)，任何

一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能造成嚴重后果。城市軌道

交通封閉運行，具有客流集中、布局特殊的特點，如

果發(fā)生事故，就會影響救援和疏散，極易造成人員傷亡，

帶來較大的社會影響 [2]。

● 1.1.2 設備工程專業(yè)構成綜合性

設備工程是相互聯(lián)系密切的多種專業(yè)技術的綜合

體，一般都要涉及機械、電氣自動化、計算機等各大

領域技術的有形和無形載體，具有很強的專業(yè)性，決

定著設備工程的安全性、可靠性、可用性和可維護性。

隨著智慧城軌、綠色城軌相關技術的推廣應用，設備

工程系統(tǒng)化、精密化、智能化、集成化的綜合性特征

更加明顯。

● 1.1.3 實體形成早于施工階段

設備工程與土建工程實體形成的階段具有明顯差

異。土建工程實體形成于施工階段，而設備工程形成

于制造階段，在施工階段前其實體已形成約 60%，進

入施工階段后主要是預留預埋、線纜敷設、設備安

裝和驗收等。城市軌道交通工程實體形成曲線如圖 1

所示。

1.2 設備工程監(jiān)理需求分析

隨著城市軌道交通進入高質量發(fā)展階段，業(yè)主對

設備監(jiān)理的需求呈現(xiàn)全過程化趨勢，期待設備監(jiān)理在

設備工程的設計、采購、制造等階段提供更多的技術

咨詢服務。施工前各階段業(yè)主需求情況見表 1。

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圖 1 城市軌道交通工程實體形成曲線圖

業(yè)主需求 業(yè)主關注焦點 協(xié)助業(yè)主提供監(jiān)理服務的主要內容

技術咨詢

服務

1）專業(yè)技術力量投入

不足；

2）部分標準有待補充

1）為合同談判提供技術支持、技術咨詢；

2）確認技術規(guī)格書的符合性及關鍵性能指標；

3）編寫尚屬空白的分部、分項工程驗收標準

設計監(jiān)理

服務

減少設計變更對進度、

質量、投資和安全的不

利影響

1）協(xié)助審查設計單位提供的用戶需求書；

2）審核設計文件及所采用的設計標準；

3）審核系統(tǒng)設計方案（技術風險分析）

采購監(jiān)理

服務

各類系統(tǒng)軟硬件及專

用設備，是構成實現(xiàn)和

保障軌道交通各項功能、

性能的重要組成部分，

關乎運營的安全性、可

靠性、可維修性

1）審查計算機系統(tǒng)平臺軟、硬件以及網(wǎng)絡設

備的適用性、維護性、安全性；

2）參與應用軟件及專用設備的采購、定制；

3）審查系統(tǒng)總體設計、應用軟件設計等；

4）對系統(tǒng)軟件和硬件的安全性、可靠性、可

操作性、可維護性進行評估

制造監(jiān)理

服務

設備制造過程留下的

質量缺陷，約占設備工

程缺陷總數(shù)的 70%，這

些缺陷的后期處理將增

加質量與安全風險

1）審查設計聯(lián)絡計劃，參加重點設備設計聯(lián)

絡會、設計圖紙審查會并提出咨詢意見；

2）審查重要設備主要部件的工藝規(guī)程；

3）審查重要設備制造工藝的可靠性與合理性；

4）審查設備的檢驗報告、型式試驗報告等

表 1 施工前各階段業(yè)主需求情況一覽表

1.3 設備監(jiān)理服務供給分析

隨著城市軌道交通建設發(fā)展，設備監(jiān)理在保障質

量安全、確保實現(xiàn)投資目標等方面發(fā)揮了重要作用，

成為不可或缺的市場主體。然而面對業(yè)主需求的提升，

對設備監(jiān)理服務、技術咨詢、標準化能力等方面提出

了更高需求。

● 1.3.1 監(jiān)理服務階段的局限性

根據(jù)現(xiàn)行建設工程監(jiān)理有關規(guī)定，目前城市軌道

交通設備工程監(jiān)理的范圍仍僅限于施工階段。工程

監(jiān)理服務費范圍界定及取費的參考依據(jù)依然是《建

設工程監(jiān)理與相關服務收費管理規(guī)定》（發(fā)改價格

〔2007〕670 號），對應工程監(jiān)理取費的監(jiān)理服務范

圍限于施工階段。

以質量控制為例（如圖 1 所示），在施工階段之前，

設備設計、采購和制造已經(jīng)完成，施工階段工程監(jiān)理

服務內容僅為設備進場驗收、預留預埋、線槽安裝、

線纜敷設、設備安裝及調試以及檢驗批、分項工程、

分部工程驗收及單位工程預驗收等工作。

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 7

法規(guī)標準

Regulations and Standards

● 1.3.2 監(jiān)理服務能力有較大的提升空間

為滿足業(yè)主不斷提升的需求，設備監(jiān)理人員既要

有扎實的理論基礎，又要有豐富的實踐經(jīng)驗，強化學

習不斷提升綜合能力。1）標準化工作能力，能善于運

用標準化工具，不斷規(guī)范和提升設備監(jiān)理服務水平，

并能接受委托為建設管理提供標準化服務；2）技術咨

詢能力，在招標、采購等環(huán)節(jié)中，能為業(yè)主提供技術

咨詢、合規(guī)管理等專業(yè)化服務；3）設計管理能力，能

熟悉設計階段特點及各項管理工作要求，做好設計關

鍵環(huán)節(jié)控制，在優(yōu)化設計上提供監(jiān)理服務；4）設備制

造監(jiān)理能力，能熟練運用質量管理理論，協(xié)助業(yè)主做

好生產(chǎn)制造關鍵環(huán)節(jié)的控制等。

● 1.3.3 設備監(jiān)理服務標準供給不足

目前，城市軌道交通領域具有較完備的標準體系，

包括設計標準、產(chǎn)品標準、施工技術標準、施工質量

驗收標準、檢測標準及運營技術標準等，而工程監(jiān)理

標準不夠完善，標準的供給滯后于業(yè)主需求的升級，

特別是設備工程監(jiān)理標準存在明顯的針對性、適用性

不足。軌道交通設備監(jiān)理（監(jiān)造）與工程監(jiān)理的主要

差異見表 2。

序號 對比內容 設備監(jiān)理（監(jiān)造） 設備工程監(jiān)理

1 合同引用的監(jiān)理標準

1.1 國家標準 GB/T 26429—2022

《設備工程監(jiān)理規(guī)范》

GB/T 50319—2013

《建設工程監(jiān)理規(guī)范》

1.2 地方標準 無 地方建設工程監(jiān)理規(guī)程

1.3 團體標準 中國設備監(jiān)理協(xié)會團體標準 相關行業(yè)協(xié)會團體標準

2 資質資格要求

2.1 監(jiān)理單位 設備監(jiān)理規(guī)范條件單位 工程監(jiān)理企業(yè)資質

2.2 總監(jiān)理工程師 設備監(jiān)理師 監(jiān)理工程師

3 監(jiān)理工作方式

3.1 主要工作地點 設備制造廠 施工現(xiàn)場

3.2 被監(jiān)理單位 設備制造廠 / 承制方 施工單位

3.3 駐廠監(jiān)造 有 無（除車輛）

3.4 過程檢驗方式 見證 檢驗批、分項工程、

分部工程

3.5 投資控制方式 供貨支付 基于工程量清單的

計量支付

3.6 最終驗收方式 設備出廠驗收 工程竣工驗收

4 監(jiān)理工作內容

4.1 合同管理對象 采購合同 施工合同

4.2 “設計”內涵 設備設計 工程設計

4.3 進度控制內涵 設備制造進度控制 工程進度控制

4.4 進度控制目標 設備按時交付 工程按期竣工

5 監(jiān)理承擔責任

5.1 設計、制造、儲運 有 無

5.2 施工 / 安裝、調試 無 / 有 有 / 有

5.3 安全監(jiān)理責任風險 小 大

表 2 軌道交通設備監(jiān)理（監(jiān)造）與工程監(jiān)理的主要差異

2 “質量效益型”標準內涵探析

《綱要》提出到 2025 年實現(xiàn)“四個轉變”的發(fā)展

目標，為當前和今后一個時期我國標準化工作改革發(fā)

展指明了主攻方向。向“質量效益型”標準轉變，是

標準供給由政府主導向政府與市場并重轉變的客觀要

求和必然結果。

2.1 揭示了質量效益與標準化的內在聯(lián)系

標準化、質量、效益是企業(yè)發(fā)展的 3 大要素，市

場是前提，標準化是手段，提高質量和效益是目的，

三者是一個不可分割的整體。標準化與質量相互促進，

直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟效益。在市場競爭中，滿足客

戶要求的高質量產(chǎn)品或服務是取勝的法寶；而標準是

客戶利益的體現(xiàn)，是衡量產(chǎn)品或服務質量的尺度。因此，

質量是企業(yè)的生命，標準則是質量的基石。

“質量效益型”基本含義是“標準的質量最優(yōu)、

標準的市場效益好”。引申含義是指這個“最優(yōu)”標

準完全擁抱了市場，能夠緊扣市場需求而有的放矢，

因而被市場中的業(yè)主普遍引用和推廣，業(yè)主的合理利

益和需求得到滿足。設備監(jiān)理企業(yè)因實施該標準而產(chǎn)

生的監(jiān)理服務成果得到市場認同，其合理利益也將得

到滿足，從而可以實現(xiàn)“促進共同效益”的目標。

2.2 揭示了標準化是經(jīng)濟發(fā)展關鍵性要素

根據(jù)美國商務部計算機科學技術標準研究所估計，

使用標準后的效率與制定標準的投入比值約為 25:1。

2001 年 5 月德國標準化委員會（DIN）在《標準化的

經(jīng)濟效益》中提出，德國國民經(jīng)濟增長的 1/3 是由標

準化創(chuàng)造的。從 20 世紀 60 年代開始到現(xiàn)在，法國每

年的 GDP 總值中標準化貢獻的約占 1.1%[3]?？梢姌藴?/p>

化工作的確能帶來巨大的經(jīng)濟效益。標準對經(jīng)濟發(fā)展

的貢獻表明，標準的競爭和制定關乎一個地區(qū)和一個

行業(yè)產(chǎn)業(yè)結構調整及轉型升級的質量，通過標準競爭

獲得產(chǎn)業(yè)領先的能力，形成先發(fā)的競爭優(yōu)勢，再轉化

為產(chǎn)業(yè)的持久競爭優(yōu)勢。

標準的質量效益是由其質量水平的高低所決定的，

提高質量水平是最顯著的效益。監(jiān)理作為一種服務類

產(chǎn)品，服務的質量與產(chǎn)生的效益成正相關關系，只有

優(yōu)質的監(jiān)理服務才能取得良好的經(jīng)濟效益。因此，設

備監(jiān)理要主動適應顧客需求，制定優(yōu)質的設備監(jiān)理服

務標準。

8 2023.01 設備監(jiān)理

法規(guī)標準

Regulations and Standards

2.3 揭示了市場對標準化的決定性作用

在市場經(jīng)濟條件下，市場是企業(yè)生存、發(fā)展的唯

一土壤。企業(yè)的一切工作都必須圍繞市場展開，這決

定了標準化與質量工作要以市場為軸心。由于市場引

發(fā)競爭，競爭會促使市場細化、產(chǎn)品 / 服務升級、質

量升級、標準化升級，因此市場既是起點，又是終點 [4]。

實踐證明，工程監(jiān)理標準是監(jiān)理質量特性與市場

（業(yè)主）對監(jiān)理質量期望有機連接的“紐帶”，是衡

量工程監(jiān)理質量的重要尺度。市場是瞬息萬變的，顧

客需求是不斷升級的，這是市場經(jīng)濟最普遍的特征。

標準化與質量管理必須緊扣市場需求，不斷隨市場變

化而創(chuàng)新。因此，只有從總體上把握市場、服務質量

與標準的辯證關系，編制符合業(yè)主需求的標準，并通

過監(jiān)理成功實踐，才可能得到業(yè)主的認同和引用，這

個標準才能實現(xiàn)其價值并獲得長久生命力。

3 “質量效益型”標準編制路徑研究

探索“質量效益型”設備工程監(jiān)理標準編制的研

究路徑，要充分發(fā)揮市場配置資源的決定性作用，以《綱

要》為指引，以顧客需求為輸入，構建滿足市場需求

的城市軌道交通設備工程監(jiān)理服務標準體系，并建立

實施效果評價機制來保持輸出標準的適用性。

3.1 以標準化發(fā)展綱要為指引

城市軌道交通設備工程監(jiān)理服務標準編制要以《綱

要》為指引，堅持以顧客需求為導向的指導原則，找

準標準的“服務市場”定位，貫徹落實“質量效益型”

目標要求，研制出滿足市場顧客需求的標準體系，最

終實現(xiàn)“獲得最佳秩序，促進共同效益”的目標。

在市場經(jīng)濟條件下，軌道交通設備工程監(jiān)理服務

的供給既要滿足顧客的需求，也要引導和規(guī)范顧客的

需求。從實踐角度來看，標準的研發(fā)過程就是一個實踐、

認識、再實踐的過程。首先，標準的制定來源于實踐；

其次，標準的編制過程，是對標準化對象的深入認識；

最后，完成的標準又是一個指導實踐的載體。同時，

標準從研發(fā)階段，到實施階段，再到修訂階段的全周

期也是一個實踐、認識、再實踐的過程，全周期的認

識過程是對標準效用的認識。

3.2 堅持以顧客需求為導向原則

服務提供以滿足顧客需求為根本宗旨。因此，制

定服務標準時應充分考慮顧客的需求和期望，不斷提

高服務質量，從而增強顧客滿意度 [5]。監(jiān)理服務提供

是以滿足顧客需求為根本宗旨，要將以顧客需求為導

向的原則貫徹于標準編制全部過程。在編制工程監(jiān)理

服務標準時，應充分考慮顧客的需求和期望，從而促

進提高服務質量，增強顧客滿意度。監(jiān)理企業(yè)是標準

的一般用戶，而業(yè)主才是標準的最終客戶。只有最終

客戶引用標準并獲得效益，一般用戶效益才得以實現(xiàn)，

那么這樣的標準就具有了長久生命力。

3.3 構建科學的監(jiān)理服務標準體系

根據(jù)城市軌道交通設備工程及業(yè)主需求特點，結

合 GB/T 26429—2022《設備工程監(jiān)理規(guī)范》和 GB/T

13016—2018《標準體系構建原則和要求》要求，設備

工程監(jiān)理服務標準體系設計體現(xiàn)在 3 個維度。1）專業(yè)

維度，涵蓋主要設備系統(tǒng)專業(yè)；2）建設階段維度，

包括設計、采購、儲運、制造、安裝、調試和驗收等

階段；3）職能維度，包括投資控制、進度控制、質量

控制、合同管理、信息管理等。城市軌道交通系統(tǒng)設

備工程監(jiān)理服務標準體系如圖 2 所示。

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圖 2 城市軌道交通系統(tǒng)設備工程監(jiān)理服務標準體系圖

在標準體系構架設計上擬采用“1+X”模式。其

中“1”為通用標準，側重管理方面，主要內容包括各

建設階段的監(jiān)理內容、程序與要求等；“X”側重專

業(yè)性監(jiān)理技術要求，涵蓋城市軌道交通領域各主要設

備專業(yè)。

3.4 邀請業(yè)主參與標準編制工作

根據(jù)服務標準制定的“照顧全面”原則，標準起

草工作組要考慮所有的利益相關方，注意標準起草工

作組中利益相關方代表的均衡性，既要有服務提供者

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 9

法規(guī)標準

Regulations and Standards

代表、相關生產(chǎn)者代表，也要有消費者代表。當所制

定的重要內容對消費者產(chǎn)生影響時，標準制定組織中

要有消費者代表 [5]。城市軌道交通設備工程業(yè)主就是

監(jiān)理服務的“消費者”，因此，標準起草工作組中應

有業(yè)主代表。

為更好地滿足業(yè)主需求，實現(xiàn)“質量效益型”標

準目標，設備監(jiān)理服務標準的編制工作要實現(xiàn)“三個

轉變”，即標準條款從“監(jiān)理視角”向“業(yè)主視角”

轉變；業(yè)主從標準編制“旁觀者”向“參與者”轉變；

標準從“征求業(yè)主意見”向“融入業(yè)主意見”轉變。

3.5 探索建立實施效果評價機制

標準系統(tǒng)的真正價值在于適用性。標準系統(tǒng)的環(huán)

境是指系統(tǒng)存在和發(fā)展的外界條件的總和。系統(tǒng)是離

不開環(huán)境的，它是在與環(huán)境不斷相互作用下生存與發(fā)

展的。所以，標準系統(tǒng)的運動，不僅依賴于其內部要

素的相互作用，同時依賴于它和周圍環(huán)境的相互作用。

這兩種作用構成了標準系統(tǒng)發(fā)展的動力，對環(huán)境缺乏

適應性的標準系統(tǒng)是不會有生命力的 [6]。

開展標準實施效果評價是深化標準化工作改革方

案和《中華人民共和國標準化法》的明確要求。在理

論依據(jù)上，目前有 2 項有關標準評價、論證的國家推

薦標準，其中 GB/T 3533.1—2017《標準化效益評價

第 1 部分：經(jīng)濟效益評價通則》規(guī)定了評價、計算和

論證標準化經(jīng)濟效益的原則和方法；GB/T 3533.2—

2017《標準化效益評價 第 2 部分：社會效益評價通則》

規(guī)定了標準化社會效益的評價原則和評價過程。城市

軌道交通設備工程監(jiān)理服務標準的評價實施效果評價

體系尚未建立，對于如何構建科學的評價指標體系，

建立數(shù)據(jù)采集與分析機制，確保標準始終保持適用性、

先進性，還需要進一步研究探索。

4 結束語

未來 5 年，我國城市軌道交通仍將保持快速發(fā)展

態(tài)勢，智慧化、自主化、綠色化成為發(fā)展潮流和趨勢，

都市圈城市群軌道交通將向縱深發(fā)展。設備監(jiān)理企業(yè)

要順應城市軌道交通發(fā)展潮流和趨勢，以《綱要》為

指引，以顧客需求為導向，構建和保持符合市場需求

的“質量效益型”設備監(jiān)理標準體系，以高水平的標

準支撐和引領城市軌道交通行業(yè)高質量發(fā)展。

參考文獻

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《中國特種設備安全》刊號 CN 11-5345/TK、ISSN 1673-257X。月刊，大 16 開，每期定價 55.00 元，全年定價 660.00 元，郵發(fā)

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10 2023.01 設備監(jiān)理

質量控制

Quality Control

地鐵車輛調試中 AB 連接器

故障分析及質量控制

包春光 高秋芙

（北京城市軌道交通咨詢有限公司 北京 100068）

摘 要：連接器廣泛應用于地鐵車輛。本文介紹了 AB 連接器關鍵技術，針對某項目車輛調試中發(fā)生的連

接器故障，從組裝、并線、拆卸和檢查幾個工序深入分析，發(fā)現(xiàn)如不嚴格按照工藝規(guī)范執(zhí)行會導致連接器絞

線、斷股、縮針等現(xiàn)象發(fā)生，重點對縮針現(xiàn)象從結構、產(chǎn)生原因、測量方法和矯正方法等幾個角度進行闡述，

最后提出整改方案，并進一步從“人、機、料、法、環(huán)、測”六要素提出質量控制措施。

關鍵詞：地鐵 車輛 連接器 質量控制

Fault Analysis and Quality Control of AB Connector

in Metro Vehicle Commissioning

Bao Chunguang Gao Qiufu

(Beijing Metro Consultancy Corporation Ltd. Beijing 100068)

Abstract Connectors are widely used in metro vehicles. This paper introduces the key technology of AB

connector. In view of the connector failure occurred in the vehicle commissioning of a project, it is deeply analyzed

from the following processes: assembly, parallel wiring, disassembly and inspection. It is found that if the process

specifications are not strictly followed, the connector strand, strand breakage, pin shrinkage and other phenomena will

occur. This paper focuses on the structure, causes, measurement methods and correction methods of needle reduction.

Finally, the rectification scheme is proposed, and the quality control measures are further proposed from the six

elements of human, machine, material, method, environment and measurement.

Keywords Subway Vehicles Connector Quality control

中圖分類號：TB496 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2023)02-0010-04 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2023.02.003

作者簡介：包春光（1981 ～ )，男，碩士，高級工程師，從

事地鐵車輛設計、咨詢及監(jiān)造工作。

通訊作者：包春光，E-mail: bitbcg@126.com。

（收稿日期：2022-09-14）

當前國內地鐵建設處于高速發(fā)展階段，地鐵車輛

作為整個工程中至關重要設備一直以來得到各方重視，

它也是運營單位載運乘客的工具。地鐵車輛可靠性和

安全性對正線運營服務水平產(chǎn)生極大影響，地鐵公司

對地鐵車輛的關鍵部件要求也越來越高，電氣連接器

屬于關鍵器件之一。車輛到段后需進行一系列調試和

驗收方可載客運營。連接器已廣泛應用于地鐵車輛，

其使用過程中會經(jīng)歷組裝、并線、拆卸和檢查等環(huán)節(jié)。

不規(guī)范的操作會導致連接器發(fā)生絞線、斷股、縮針、

歪針、橡膠圈破裂等現(xiàn)象，這將影響列車安全性，必

須進行整改。本文針對某項目調試中發(fā)生的連接器故

障進行深入分析，提出整改方案，并進一步從“人、機、

料、法、環(huán)、測”六要素提出質量控制措施。

1 發(fā)現(xiàn)故障

某項目車輛到段調試過程中發(fā)現(xiàn)列車 HMI 屏報制

動圖標顯紅，列車回運用庫檢查判斷是速度傳感器 AB

連接器斷股導致。車輛供應商在處理故障的時候拆卸

連接器發(fā)現(xiàn)連接器有絞線、斷股、縮針、歪針、橡膠

圈破裂等現(xiàn)象，見圖 1。后續(xù)在緊急制動環(huán)路中亦發(fā)

現(xiàn) AB 連接器故障，鑒于多列車發(fā)生此情況，存在較

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 11

質量控制

Quality Control

大安全隱患，監(jiān)造足夠重視報業(yè)主并組織召開專題會

議，要求車輛供應商排查整改并對連接器故障現(xiàn)象進

行分析。

（c) 公頭公針歪針

圖 1 AB 連接器故障

（a) 絞線、屏蔽層絞斷 （b) 斷股

2 關鍵技術

2.1 AB 連接器

電氣連接器是一種為電線和電纜端頭提供快速接

通和斷開的裝置，擔負著控制系統(tǒng)的電能傳輸和信號

控制與傳遞功能，在航空、電力、軌道交通等行業(yè)中

的應用十分廣泛 [1]。地鐵車輛連接器分很多種，本案

例使用的是 AB 連接器。AB 連接器不同于其他連接器，

屬反卡口 - 圓柱形連接器，其結構如圖 2 所示，其針

子的固定方式是依靠插頭或插座內部的絕緣橡膠體的

擠壓來固定針子，所以當遇到超過橡膠體保持力的外

部推拉力時，針子會產(chǎn)生不同程度的位移現(xiàn)象，母針

見圖 3，公針見圖 4。車輛制造階段，連接器需要在車

輛供應商現(xiàn)場制作，為避免連接器組裝時發(fā)生絞線現(xiàn)

象，在緊固時還專門配有工裝。

2.2 縮針

根據(jù)連接器的設計結構，針子在絕緣體的鎖定型

腔中，存在上下 2 個限位，距離達到 2 mm，在此限位

區(qū)間內，針子均符合安裝要求，且針子在兩限位之間

的保持力低于鎖定力。因此，連接器針子在安裝到位后，

針頭距離絕緣體端部的距離母針在 1.6 ～ 3.6 mm 之間，

公針在 5.6 ～ 7.6 mm 之間，母針超過 3.6 mm，公針超

過 7.6 mm，可判定為縮針。

圖 2 AB 連接器結構

圖 3 母針

圖 4 公針

2.3 并線技術規(guī)范

1）并線前檢查各接觸體形態(tài)正常，無變形、破損

及污染，且處于同一平面上。連接器插頭插座定位點

必須相匹配，連接器外觀必須完好無損，無絕緣體損

壞及孔位損壞等明顯損傷。

2）試插良好后，檢查連接器狀態(tài)后，將連接器完

整并線。

3）鎖桿旋擰到反卡扣終端回旋式圓槽內，聽到“咔

噠”一聲，表明旋擰到位，輕用力回旋不分離且無任

何松動、晃動情況。

4）轉接外殼采用手動擰緊方式緊固，必須確認擰

緊方向無可再轉動余量。

5）管接頭與轉接外殼的連接必須保證管接頭自帶

的防水墊圈擠壓變形，且與轉接外殼周圈接觸，不允

許有擠出現(xiàn)象。

6）鎖線格蘭頭按照連接器規(guī)定扭力值打扭力并涂

緊固和防松標記。格蘭頭內防水橡膠墊與線纜外皮受

擠壓，線纜無法旋轉及抽空。

12 2023.01 設備監(jiān)理

質量控制

Quality Control

3 原因分析

AB 連接器在地鐵車輛應用廣泛，故障的產(chǎn)生在

各工序從“人、機、料、法、環(huán)、測”六要素角度分析。

該型號 AB 連接器故障的產(chǎn)生，具體有以下幾種情況：

3.1 連接器組裝

在連接器組裝過程中，在將封線體固定尾附旋入連

接器插頭 / 插座時，插針絕緣體未固定住跟轉，此時電

纜會產(chǎn)生絞線，嚴重的會使電纜在針子連接處斷裂。順

時針絞線甚至斷股是組裝時操作不當導致，見圖 5。

3.2 連接器并線

AB 連接器的典型特征是插座外側或插頭鎖緊螺

帽內側具有反卡口，卡口終端（見圖 6）有明顯回旋

式圓槽，對插端僅包括 2 個對稱的圓柱形鎖桿。當插

頭的鎖桿沿反卡口螺紋滑到其終端回旋式圓槽時，連

接終止。鎖桿旋擰到反卡口終端回旋式圓槽內，聽到“咔

噠”一聲，表明旋擰到位，輕用力回旋不分離且無任

何松動、晃動等情況。當反卡口沒有對準或針子有歪

斜時用力連接會產(chǎn)生縮針現(xiàn)象，甚至會使橡膠絕緣體

損壞。

圖 5 順時針絞線并斷股 圖 6 卡口終端結構

3.3 連接器拆卸

當發(fā)生故障需要拆開連接器檢查時，應當在連接

器對接的狀態(tài)下，先退出波紋管，再旋封線體固定尾附。

逆時針絞線為拆卸時操作不當導致，見圖 7。當出現(xiàn)

絞線時電纜受力會帶動針子產(chǎn)生縮針現(xiàn)象。

3.4 日常檢查

AB 連接器做好之后會在連接器上畫有防松標記，

見圖 8。為了檢查封線體固定尾附是否緊固到位會用

手去轉動，轉動過多會造成絞線，從而導致針子縮針。

圖 7 逆時針絞線并縮針 圖 8 防松標記

本案例中車輛調試過程中因為速度傳感器連接器

和緊急制動環(huán)路連接器電纜斷股短接、針子接觸不良

在 HMI 界面報制動故障。進一步分析，結合車輛供應

商在廠內連接器組裝以及車輛在段內調試和售后整改

反饋情況，可得出人為操作不當是主要因素。造成連

接器針子縮針的主要原因為：1）并線時操作不當，插

頭和插座定位槽沒有對準的情況下連接，會使針子出

現(xiàn)歪斜，繼續(xù)擰緊會出現(xiàn)針子縮針現(xiàn)象；2）由于連接

器插針依靠連接器內部絕緣體擠壓固定，在電纜絞線

后插針受到非正常方向外力后，針子出現(xiàn)縮針現(xiàn)象。

4 整改方案

制定連接器普查方案，根據(jù)原因分析及 AB 連接

器結構和組裝工藝，并結合現(xiàn)場實際情況決定主要針

對絞線、縮針和松動 3 類問題進行排查。

4.1 絞線排查

排查連接器內部屏蔽層絞線及線芯絞線類的問題。

需拆卸連接器查看，連接器拆卸部位順序見圖 9。

圖 9 拆卸部位順序

1 2 3

1- 插座外殼；2- 封線體固定尾附；3- 屏蔽接地箍固定附件

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 13

質量控制

Quality Control

拆卸方法為：連接器插頭插座保持并線狀態(tài)，將

尾部波紋管與管接頭分離后，使用皮帶扳手松動圖 9

中部件 2，然后再使用皮帶扳手松動圖 9 中部件 3。若

線纜破損需更換線纜，若線纜無絞線、破損和斷股等

現(xiàn)象進一步排查是否有縮針，若有絞線而無線纜破損

現(xiàn)象待縮針排查完成需重新組裝連接器和并線。

4.2 縮針排查

按照正確的拆卸順序將連接器拆卸后，使用數(shù)

顯游標卡尺對插針的縮進量進行測量。該型號標準

為 16 號接觸體，公針為 6.6 mm±1.0 mm，母針為

2.6 mm±1.0 mm，若縮進量在組裝標準要求范圍內，

則插針安裝正常，若縮進量不合格，則將插針送至與

絕緣體平齊，使用 2 mm 工裝調整縮進量。重新組裝

連接器后，進行插頭插座的連接，利用插頭插座公

母針自校正功能，調整母針的縮進量。若不滿足要

求再解除連接器并線，繼續(xù)使用數(shù)顯游標卡尺進行縮

進量測量，判斷該孔位安裝是否存在問題。若縮進量

依舊超出連接器組裝標準要求，對連接器插頭體進行

更換。

4.3 松動排查

目視檢查連接各安裝部件的安裝情況，包含中部

圓環(huán)、尾部圓環(huán)及波紋管。

中部圓環(huán)及尾部圓環(huán)上的防松標記若出現(xiàn)錯位情

況，需擦除防松標記，并將連接器安裝在固定的位置，

使用皮帶扳手重新緊固，直至無法擰緊為止；若防松

標記無明顯錯位，需將連接器安裝在固定的位置，使

用皮帶扳手進行檢查，若無法再擰動，證明安裝正常，

若可繼續(xù)擰動，則需擰至無法擰緊為止，并重新涂打

防松標記。

最終經(jīng)過上述排查，發(fā)現(xiàn)了部分連接器質量問題

并嚴格按工藝規(guī)范操作對連接器進行了整改，消除了

列車運營安全隱患。

5 質量控制

車輛供應商及相應部件供應商應有獨立行使權力

的質量檢驗機構及專職檢驗人員，具備完善的質量控

制程序文件、檢驗規(guī)程或檢驗作業(yè)指導文件、不合格

品控制等文件。檢驗人員能熟練掌握產(chǎn)品、檢驗方法，

對重要和關鍵工序或產(chǎn)品關鍵特性（風險點）設置質

量控制點，并進行標注。按規(guī)定進行首件檢驗（包括

關鍵 / 主要首道工序、關鍵 / 主要零部件首件）。評

估經(jīng)返修、返工后的產(chǎn)品是否進行重新檢測。對不合

格品處置應按程序執(zhí)行，讓步使用、放行僅對不符合

內控標準的產(chǎn)品須經(jīng)有關授權人員批準。[2]

監(jiān)造在生產(chǎn)及調試期間加強巡檢，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問

題，督促車輛供應商通過“人、機、料、法、環(huán)、測”

六要素分析原因，并進一步制定整改方案和預防措施。

針對頻繁發(fā)生質量問題的產(chǎn)品，究其原因，加強質量

管控力度，對產(chǎn)生原因、防范措施、整改效果進行跟蹤，

形成閉環(huán)管理。

連接器從設計到使用，各工序都會對最終效果產(chǎn)

生影響。工序是產(chǎn)品形成的基本環(huán)節(jié)，工序質量是保

障產(chǎn)品質量的基礎，結合六要素質量管理法，針對連

接器提出如下糾正措施：

1）對操作人員就 AB 連接器組裝、并線、拆卸進

行專項培訓，使操作者嚴格按工藝規(guī)范操作。

2）對來料進行嚴格驗收，確保質量合格。

3）完善 AB 連接器工藝實施方案，使之避免再次

發(fā)生已存在的故障。

4）優(yōu)化連接器組裝工裝，向操作者提供縮針檢測

工具。

5）用游標卡尺抽查針子縮進量。

6）車輛制造商落實三檢制，監(jiān)造強化隱蔽工程

驗收。

6 結束語

地鐵車輛關鍵部件質量直接關系乘客安全，應確

保包括連接器在內的電氣設備可靠性。連接器應該在

其組裝、并線、拆卸和檢查工序中嚴格按照工藝規(guī)范

執(zhí)行，加強操作人員培訓是重中之重，車輛制造商應

嚴格落實三檢制，切實貫徹六要素全面質量管理理念，

監(jiān)造巡檢中加強關注隱蔽工程。AB 連接器在電器設

備連接中優(yōu)點明顯，其絞線、斷股、縮針、松動等故

障通過規(guī)范操作是可以有效避免的。

參考文獻

[1] 殷君,楊丹楓 .高壓母線連接器故障分析及換型改

造 [J].軌道交通裝備與技術 ,2015(05): 29-31.

[2] 劉喜雙 .淺析構建鐵路造修企業(yè)質量保證能力評

價標準 [J].設備監(jiān)理 ,2022(01): 6-11+15.

14 2023.01 設備監(jiān)理

質量控制

Quality Control

如何做一名合格的核電工程項目質量總監(jiān)

馬新朝

（中國核電工程有限公司 北京 100840）

摘 要：合格的質量總監(jiān)須采取卓越績效目標管理方法持續(xù)改進，要建立健全目標責任體系、質量保證

體系、技術支撐體系；充分應用質保監(jiān)查 / 監(jiān)督方法維護體系持續(xù)有效運行；實施質量精細化管理，對重點

關鍵環(huán)節(jié)、工藝鏈及關鍵工藝實施 5M1E 預控措施；營造良好核安全文化氛圍，建設質量信得過班組，推進質

量風險管控和缺陷排查治理，組織并持續(xù)推進質量大聯(lián)檢等質量活動，可實現(xiàn)工程零質量事件的良好績效。

正確履職的做法可為各行業(yè)如何做合格的質量總監(jiān)提供參考。

關鍵詞：核電工程 合格 質量保證（QA） 質量總監(jiān)

How to be a Qualified Nuclear Power Project Quality Director

Ma Xinchao

(China Nuclear Power Engineering Co., Ltd. Beijing 100840)

Abstract A qualified quality director must adopt excellent performance target management methods for

continuous improvement, and establish and improve target responsibility system, quality assurance system and

technical support system; and make full use of quality assurance supervision / supervision methods to maintain the

continuous and effective operation of the system; put forward measures for fine quality management, implement 5M1E

pre-control measures for key links, process chain and key process; create a good nuclear safety culture atmosphere,

build quality trustworthy teams, promote quality risk control and defect troubleshooting and governance, organize and

continue to promote quality activities such as quality joint inspection, which can achieve good performance of zero

quality events in the project. The correct performance of duties can provide reference for how to be a qualified quality

director in various industries.

Keywords Nuclear engineering project Qualified Quality assurance（QA）Quality director

中圖分類號：TB497 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2023)02-0014-05 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2023.02.004

作者簡介：馬新朝（1974 ～ )，男，碩士，正高級工程師，

從事田灣核電項目 3 ～ 8 號機組工程建設管理工作。

通訊作者：馬新朝，E-mail: mxccnnc@126.com。

（收稿日期：2022-05-08）

質量總監(jiān)是工程現(xiàn)場專門負責質量保證體系建設、

有效運行及維護，管理本單位質量活動和服務工程質

量的關鍵崗位，組織工程施工質量驗收、技術方案及

工藝執(zhí)行情況監(jiān)督的管理等工作，責任重大。質量總

監(jiān)工作中須注重過程控制方法并考慮如何強化技術管

理、有效落實質量控制方法和工具、提供高質量置信

度和顧客滿意度，協(xié)助項目總經(jīng)理促進工程有序進行，

合格的質量總監(jiān)必須正確履職！

組織建立清晰的質量管理責任目標和穩(wěn)定有效運

行的質保體系，營造良好的核安全文化氛圍、持續(xù)改

進提高是質量總監(jiān)的終極任務。采取 QA 分級管理、

監(jiān)查/監(jiān)督及預控，全過程控制實施項目管理，可分為：

完善體系及持續(xù)改進，持續(xù)推進施工質量體系標準化、

全面質量管理，分析、辨識質量風險，做好質量控制，

保證各方面活動、月 / 季 / 年度及整個建設周期的工

程質量，實現(xiàn)質量零事件 / 事故目標。

1 關注質量管理信息前沿

質量總監(jiān)須一專多能，能靈活處理工程管理中的

突發(fā)技術、質量問題，具備豐富的質量管理知識、經(jīng)

驗和領導力，在此基礎上要熟悉工程建設質量領域諸

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 15

質量控制

Quality Control

如《中華人民共和國產(chǎn)品質量法》《中華人民共和國

核安全法》《中華人民共和國合同法》《中華人民共

和國民法典》等各類法律法規(guī)，熟悉核電工程建造規(guī)

律并認識核工程獨特的管理技術；須及時聯(lián)絡中國質

量管理協(xié)會、核工業(yè)勘察設計協(xié)會、中國設備監(jiān)理協(xié)

會、中國建設監(jiān)理協(xié)會等質量相關管理協(xié)會，特別是

要同核與輻射安全管理局建立充分的溝通協(xié)調機制，

掌握最新的質量管理信息、前沿的管理知識及核安全

管理要求；須熟悉核工程合同范圍，熟悉設計、施工、

采購標準、標準強條文及管理規(guī)定，做到分層分類、

理清脈絡，能在核工程的建設過程中充分應用。

2 建設質量保證體系

嚴格按照 HAF003《核電廠質量保證安全規(guī)定》，

結合 GB/T 19001—2016《質量管理體系 要求》以及

業(yè)主的管理要求，建立健全核電工程質保體系、項目

組織機構，以業(yè)主質量保證大綱為總綱領，策劃項目

質保大綱及質量規(guī)劃，完善質量管理程序（如單項、

單位、分部、分項及檢驗批的劃分，驗收、竣工交工

程序），有效指導項目管理。

2.1 構建質量責任體系

嚴格質量責任制，以高度的責任心正確履職，對

自己的工作質量負責；組織質量目標責任分解，細化

至每個人，實施“計劃→驗證→考核”績效管理，講

究方式方法動態(tài)控制，應用“火爐原理”實施質量管

控，對發(fā)現(xiàn)的質量問題及缺陷及時處理，保證質量計

劃、行為、結果能控、在控，質量可追蹤、可溯源、

可傳遞。

2.2 健全培訓教育體系

嚴格落實三級教育培訓制度，將“培訓、考核、授權、

上崗”[1] 的核電特質理念充分落實，做到授權范圍作

業(yè)管理，不超越資質施工；培育優(yōu)秀的核安全文化，

營造人人重視質量的良好施工氛圍。

按照 HAF601《民用核安全設備設計制造安裝

和無損檢驗監(jiān)督管理規(guī)定》、HAF602《民用核安全

設備無損檢驗人員資格管理規(guī)定》、HAF603《民用

核安全設備焊接人員資格管理規(guī)定》等系列法規(guī)制

定專項管理制度，對射線檢測（RT）、超聲波檢測

（UT）、相控陣超聲檢測等檢測人員，對焊工及焊接

操作工等特殊工種必須嚴格執(zhí)行 HAF602、HAF603 等

法規(guī)的要求復證及技能再驗證，確保資格持續(xù)有效，

持證作業(yè)。

培訓諸如“卓越績效評價、精益管理評價、企業(yè)

6S 管理、質量統(tǒng)計分析技術及方法、平衡計分卡、統(tǒng)

計技術、根本原因分析”等質量管理新理論、新方法、

新模式，提升項目質量管理技能。

對質保監(jiān)查員、注冊 QC 診斷師、質量檢查員等

質量注冊類工程師實施資格持續(xù)管理，制定繼續(xù)教育

培訓計劃，保持能力與專業(yè)及其發(fā)展相適應；對工程

技術人員實施年度復訓，沉淀經(jīng)驗、優(yōu)化技術、轉換

能力，提升質量管理能力。

2.3 做好技術支持體系管理

做好技術管理及優(yōu)化，充分發(fā)揮總工、質量總監(jiān)

的職能，通過優(yōu)化技術、完善方案實施源頭質控；組

織專家嚴審施工方案保質量、評審專項方案保安全；

充分應用質量預警、檢查、評估、綠色環(huán)保技術預控

施工質量。

● 2.3.1 充分應用預警與評估技術

通過質保監(jiān)查和監(jiān)督，現(xiàn)場工程質量抽檢驗收，

分析施工過程數(shù)據(jù)及質量趨勢，按質量趨勢分析結果

對施工承包商預警、提示，督促改進。

針對體系建設及管理制度的運行進行階段性內

部 / 外部評估和同行評估，分析薄弱環(huán)節(jié)，持續(xù)改進。

● 2.3.2 強化綠色施工技術

須不斷實施技術改進和創(chuàng)新來提高工程質量和施

工效率，優(yōu)化工藝做到科學環(huán)保，既減少施工勞動強

度又保證質量，用質量促進度：如將仰焊位（4G）

改為平焊位 (1G)，降低操作的難度等；優(yōu)化管道模塊

施工和重型設備平衡吊裝模式等技術，保證施工質量

安全。

質量總監(jiān)須對工程質量及各類細節(jié)變化（如施工

方法變動、參數(shù)改變等）保持高度敏感，高度重視人

員的工作質量，嚴肅施工工藝紀律，約束各職能部門，

用施工方案和工藝的科學精準、綠色環(huán)保保證質量可

靠，用嚴謹?shù)谋O(jiān)督來保障流程正確。

● 2.3.3 應用智能信息化技術

充分學習并應用新技術、新工藝、新流程、新裝

備、新材料 [2] 等信息化管理技術，保證工藝先進；采

用 BIM (Building Information Modeling) 及 3D 模擬技

術、激光掃描技術、VR(Virtual Reality) 虛擬現(xiàn)實技術

16 2023.01 設備監(jiān)理

質量控制

Quality Control

等技術手段實現(xiàn)技術、建造的全過程質量控制，并采

取 BIM 及 3D 模擬等可視化、信息化安全技術交底，

交底要覆蓋施工、質量驗收、消防及應急救援等方面，

能指導施工，做到能預防、能控制、會處理。

建立質量管理 App、微信 NCR 處理平臺，設置視

頻監(jiān)控、云臺攝錄像、智能分析和報警技術，監(jiān)控物

料管理、施工人員行為、智能信息化分析和云計算并

與工程管理相結合，控制好現(xiàn)場人員的質量違章，保

證施工質量。

2.4 質量控制體系管理

建立健全項目組織機構，配備能力與崗位相配的

管理人員，保持資格持續(xù)，明確分工。從質量方針、

目標、制度、操作文件方面建立健全質量控制體系，

管控好施工單位、監(jiān)理、總承包 / 業(yè)主的一級、二級

及三級質控體系和質量控制結構，實現(xiàn)班組、專業(yè)施

工部、項目部能分專業(yè)、分階段實施質量控制。

質量縱深管理，實現(xiàn)現(xiàn)場各級質量管理人員職能

共享，人人做質量的最后一道屏障。應用防人因失誤

方法及工具，從時間順序、空間邏輯、工藝流程和工

序邏輯等不同維度綜合質量活動，辨識施工工藝鏈、

流程鏈、管理活動中的質量風險，消除隱患，實現(xiàn)本

質質量的管理效果。

2.5 維護質保監(jiān)督體系

健全質保監(jiān)督體系，完善監(jiān)督大綱、程序文件、

監(jiān)督細則，在工程建造過程中不斷通過管理評審、監(jiān)

督 /監(jiān)查和運行維護，保證體系有效改進，更符合實際。

對現(xiàn)場所有管理部門的工作、施工承包商的質量

管理體系通過人員訪談、文件檢查、作業(yè)質量行為觀

察和核安全文化調查，發(fā)現(xiàn)薄弱和不斷糾偏，維護體

系有效運轉。

2.6 強化經(jīng)驗反饋體系

核電工程建設系統(tǒng)的質量事件需要及時反饋信息，

通過警示教育、分析缺陷及事件產(chǎn)生的根本原因，找

出質量問題的致因因素及薄弱環(huán)節(jié)，針對性提出整改

措施，并對經(jīng)驗反饋的有效性進行持續(xù)管控，采用如

加強受控文件管理、提升文件編制水平、嚴格獨立驗

證等方式杜絕同類事件再次發(fā)生，并從管理、技術、

狀態(tài)、環(huán)境、質量行為 5 個方面制定長效制度，切實

改進提升。

3 實施質量精細化管理

合格的質量總監(jiān)須重視質量體系管理及現(xiàn)場活動，

實施精細化管理，杜絕“有時間返修、返工，卻沒有時間

一次性把工程做好”[3] 的不良現(xiàn)象，同時杜絕質量過剩。

3.1 質量風險分級管控及缺陷排查治理

能準確把握核電工程建設特點，按照施工不同階

段、不同專業(yè)，分級控制風險，推進質量隱患排查，

將預防工作科學化、標準化、信息化，實現(xiàn)把風險控

制在缺陷 / 隱患形成之前，把質量缺陷 / 隱患消滅在

工程交工之前，并形成常態(tài)管控機制。

● 3.1.1 質保分級管理

對工程施工物項按質量保證 I 級、II 級、質保無

級分級管控，總承包單位可選擇以下 2 種方式分級管

理：1）對施工單位的監(jiān)查 / 監(jiān)督活動的有效性進行

選點控制，以保證分級管理效果；2）對施工承包商的

施工活動制定監(jiān)查 / 監(jiān)督計劃，按計劃對質量保證工

級、II 級物項的質量計劃（QP）施工關鍵點選點監(jiān)督，

以保證質保分級管理的成效。針對核級材料驗收與反

應堆系統(tǒng)相關物項的施工見證點要隨機的定期監(jiān)督 /

監(jiān)查，確保施工活動嚴格按程序方案執(zhí)行，從而控制

好核心物項的施工活動和活動質量。

● 3.1.2 質量風險分級管控

對工程施工物項按核安全等級劃分為安全 I 級、

II 級、NC 級進行分級管控，協(xié)調各級質控部門實施質

量計劃管控，設置 H、W、R 質量見證點進行過程見證，

對工序質量鏈、施工方案各個環(huán)節(jié)和細節(jié)的執(zhí)行情況

進行重點檢查和監(jiān)督，預控質量風險并嚴格技術管理，

消除風險，杜絕風險轉為質量缺陷 / 隱患。

● 3.1.3 組織質量大聯(lián)檢，消除質量隱患

按工藝流程、施工工藝鏈實施質量風險分析管控，

每季度組織質量大聯(lián)檢，治理并消除工程質量缺陷和

各專業(yè)通用施工缺陷，保證工程建造過程質量。

3.2 核安全文化建設

今天的工程質量就是明天的核安全。組織項目各部

門嚴格推進安全生產(chǎn)標準化和核安全文化建設，對標先

進、培訓先進。統(tǒng)一標準化管理內容，特別是目標職責、

教育培訓、制度化管理、防人因失誤方法和工具、質量管

理工具和方法、質量檔案及記錄管理等，必須協(xié)調一致，

形成特色項目質量文化，強化宣傳，使全員充分理解和

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 17

質量控制

Quality Control

認可核安全文化內涵。對現(xiàn)場重點部位、關鍵環(huán)節(jié)建立

工程質量樣板區(qū)和標準示范區(qū)；實施安全技術交底可視

化、樣板化，提升全員的質量管理意識和營造濃厚氛圍，

形成遵守工藝紀律、不違規(guī)作業(yè)的良好習慣，從個人、領

導及組織 3 個層面推進卓越核安全文化建設。

個人層面形成人人交流質量，培育質疑的工作態(tài)度、

嚴謹?shù)墓ぷ鞣椒?，質量人人有責；領導層面決策體現(xiàn)質

量第一，做質量的表率，構建項目內部關系的高度信任；

組織層面要識別并解決問題，認識核技術的獨特性，建

立學習型組織，構建公眾和諧的外部關系 [4]，從而相互

影響并推進、提升全員的綜合質量管理水平。

3.3 質量信得過班組達標建設

班組的工作質量直接影響工程質量。因此，質量

總監(jiān)必須側重于質量信得過合格班組 [5] 的達標建設，

強化質量績效管理，掌握事故致因理論和事故鏈控制

技術，充分理解“質量在我手中”工程質量屬性與施

工進展相統(tǒng)一的本質質量因果倫理，用理論指導實踐，

通過提升每個班員的工作質量，保證工序質量，從而

確保工程質量。

統(tǒng)計缺陷種類、發(fā)生部位和頻率，分析產(chǎn)生質量

缺陷的根本原因，預防質量缺陷要從班組做起，實施

現(xiàn)場改善，才能保持有序的工作狀態(tài)，6S 狀態(tài)才能真

正落實，施工全過程質量才能有效受控。

● 3.3.1 推進群眾性質量活動

實施精益化管理，動員班組實施 QC 攻關，工藝

質量小改進、小創(chuàng)新；動態(tài)管理施工工藝執(zhí)行，形成

良好施工習慣；優(yōu)化設備維護保養(yǎng)規(guī)程，維護設備，

作業(yè)機械精細化；開展合理化建議、師徒結對子攻關；

6S 管理；舉辦閱圖講圖大賽、工藝我來講等 PPT 演講

授課活動，開展特殊工種施工質量技術大比武、專項

技術練兵等活動。一次性把事情做徹底、做合格，減

少浪費及返修，提升質量驗收一次合格率。

● 3.3.2 健全質量記錄管理

監(jiān)督施工班組按“過程有記錄、完工有報告、報

告有結論、結論要正確”的要求及時形成施工記錄，

從工藝施工邏輯、工序邏輯、時間順序等方面綜合管控，

保證記錄有效、完整；對各類質量活動必須實施閉環(huán)

管理驗證，追溯記錄的開啟、關閉，保證邏輯嚴密有效。

3.4 質保體系運行與維護

負責項目質量保證體系的有效運行和維護，組織

質量檢查、大聯(lián)檢、日常巡檢、專項檢查等工程實體

檢查活動，展開體系薄弱環(huán)節(jié)及診斷，促進改進；開

展如質量技術比武、技能比賽、知識競賽等各類質量

管理活動，促進現(xiàn)場質量水平提升。

質量總監(jiān)組織質保監(jiān)查、監(jiān)督、聯(lián)合審查、文件

審查等質量保證活動，開展供應商評價、源地評價、

防人因失誤知識競賽等各類質保提升活動，做質量保

證體系的維護者，保證體系運行正常有效。

3.5 工程質量創(chuàng)優(yōu)

督促設計院申報設計獎，組織參建單位總結 QC

成果、技術專利和工法、科技成果及知識產(chǎn)權，創(chuàng)建

綠色、安全、文明施工現(xiàn)場及質量樣板工程，總結五

新技術轉換和應用，沉淀質量管理經(jīng)驗，積累工程業(yè)績，

用工程質量創(chuàng)優(yōu)來提升全員質量水平。

4 抓好質量驗收工作

4.1 質保管理記錄管理

策劃并管理好質量活動記錄，質量總監(jiān)每年要做

好質量監(jiān)督規(guī)劃，形成制度，將質量管理所形成的成

果有效記錄（工作中的所有來往函件、上傳下達文件），

形成質保管理周報、月報、季報和年報，按照記錄規(guī)

則進行整理，形成履職材料，形成經(jīng)驗反饋機制，供

管理總結和提升參考。

核電項目所形成的竣工文件、質量缺陷排查 / 檢

查、巡視檢查等記錄等質量活動，照片、影音資料、

慕課（MOOC）、培訓教材等，建造質量事件報告、

質量趨勢報告、不符合項報告（NCR 報告）、監(jiān)督

監(jiān)查報告、管理評審等報告，清單式管理均按 DA/T

28—2018《建設項目檔案管理規(guī)范》等標準的要求形

成歸檔檔案，及時存檔。

4.2 優(yōu)化驗收標準

注重質量經(jīng)濟相匹配原則，不過分提升、不無限

提高工程驗收標準，組織驗收工程質量。在工程建造

過程中將設計、采購、土建安裝標準對標和優(yōu)化，消

除標準不一致、不自洽問題，減少質量過度浪費。

5 做好質量預防工作

提升全員的質量意識，充分發(fā)揚“事業(yè)高于一切、

18 2023.01 設備監(jiān)理

質量控制

Quality Control

責任重于一切、嚴細融入一切、進取成就一切”的核

工業(yè)精神，針對影響質量的各種因素實施全面質量管

理和預控，控制干系人的工作質量來保證工序質量、

工藝鏈的工作質量，繼而保證工程施工質量。

5.1 建立工程質量安全共同語言

充分熟悉工程五、六級進度計劃，形成質量、安

全、進度相協(xié)調的“共同語言”，只有知道將要做什么，

才能預控施工相關的“人、機、料、法、環(huán)、測”六因素，

才能規(guī)避風險、消除隱患，工程質量才能有效保證。

5.2 控制重點關鍵環(huán)節(jié)

重點控制供方評價、資格控制，試驗室監(jiān)督檢查，

第三方試驗室（金屬試驗室等）、無損檢測試驗室、

理化檢測試驗室專項檢查，保證這些關鍵環(huán)節(jié)不出差

錯。尤其對供應鏈各環(huán)節(jié)進行預防，控制好易造假因素，

把好材料驗收、原材料驗收關；對第三方檢測報告弄

虛作假、施工記錄作假等關鍵環(huán)節(jié)進行管控，確保現(xiàn)

場 5M1E 符合要求，從而保證質量。

5.3 控制關鍵施工工藝

核電工程必須控制好焊接及熱處理、無損檢測和

機械安裝裝配這 3 項關鍵施工工藝。從焊材復驗、焊

接 / 熱處理工藝評定、工藝規(guī)程，現(xiàn)場焊接 / 熱處理，

焊機的人機適應熟悉程度，焊接工藝紀律執(zhí)行。確保

精密準確的測量工藝和檢測方法作業(yè)；保證關鍵工藝

處于合格狀態(tài)；對機械裝配工藝的環(huán)境清潔度控制、

大螺栓螺紋的裝配工藝和成品保護、零部件裝配公差

管理均須制定專項施工方案和確保質量的控制措施。

6 結束語

合格的質量總監(jiān)不但要有明確的質量管理思路、

流程和質量領導力，更要與項目領導班子成員相互配

合和交流協(xié)作，目標導向、形成管理合力、培養(yǎng)卓越

質量文化，注重質量經(jīng)濟理論的正確應用，掌握缺陷

致因理論，全面思維、系統(tǒng)思維、底線思維，明確項

目質量目標，質量預控為先，充分發(fā)揮“事中控制及

事后控制”的過程控制原理，樹理念、建體系、帶隊伍、

強技術、管風險、治缺陷、協(xié)各方，積極解決現(xiàn)場工

程質量中的薄弱環(huán)節(jié)。通過工程的歷練，鍛煉、培育

人才，更有效地做好質量管理及監(jiān)督工作，實現(xiàn)工程

建設目標。

按上述質量管理活動及方法實施現(xiàn)場質?；顒樱?/p>

要么已是合格的質量總監(jiān)，要么已經(jīng)走上合格的質量

總監(jiān)之路。

參考文獻

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監(jiān)理，2021（03）：56-61.

[2] DL 5009.1—2014 電力建設安全工作規(guī)程 第 1部

分 ：火力發(fā)電 [S].

[3] 馬新朝 . 核電工程提高管道焊接進度控制效果的

措施 [J].焊接技術，2021,50（02）：76-84.

[4] Q/CNNC GB 8—2021 卓越安全文化基本原則 [S].

[5] T/CAQ 10204—2017 質量信得過班組建設準則 [S].

書 訊

T/CPASE GP 018—2022 燃氣氣瓶充裝

安全責任保險服務導則 56.00 元

T/CASEI 015—2023 叉車使用安全管理規(guī)范

30.00 元

T/CASEI 016—2023 場（廠）內專用機動車輛

定期（首次）檢驗作業(yè)指導書編寫規(guī)范 30.00 元

特種設備法律責任案例 150 例 135.00 元

承壓特種設備生產(chǎn)和充裝單位許可鑒定評審實務

78.00 元

NB/T 10936—2022 電加熱鍋爐技術條件 35.00 元

NB/T 10937—2022 鍋爐水（介）質處理檢驗導則

35.00 元

NB/T 10938—2022 繞管式熱交換器 85.00 元

NB/T 10939—2022 鍋爐用材料入廠驗收規(guī)則 28.00 元

NB/T 10940—2022 火力發(fā)電廠排汽消聲器

技術條件 28.00 元

NB/T 10941—2022 小型鍋爐和常壓熱水

鍋爐技術條件 45.00 元

聯(lián)系人：孫海祥 王源 010-59068616

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 19

質量控制

Quality Control

大尺寸光伏組件質量問題分析及對策

吳 瓊 1

溫友超 1

李茂林 1

郗 航 2

趙 磊 2

（1. 西安益通熱工技術服務有限責任公司 西安 710032）

（2. 西安熱工研究院有限公司 西安 710054）

摘 要：隨著國內光伏市場的迅猛發(fā)展，大尺寸光伏組件裝機趨勢已成為行業(yè)共識。隨著相關研究的深入，

大尺寸光伏組件產(chǎn)品制造差異化越來越明顯，由于各制造廠的產(chǎn)品制造水平參差不齊，導致大尺寸光伏組件

生產(chǎn)制造質量問題頻發(fā)?；诖耍疚慕y(tǒng)計分析了大尺寸光伏組件在生產(chǎn)制造中產(chǎn)生的質量問題類型，并從

工藝、材料、人員、檢測手段、標準規(guī)范、存儲運輸?shù)确矫嬖敿毞治隽藢е麓蟪叽绻夥M件質量問題頻發(fā)的

主要原因，提出了大尺寸光伏組件質量控制策略，以期為光伏組件質量提升提供參考。

關鍵詞：大尺寸光伏組件 質量問題分析 全過程質量控制

Analysis and Countermeasures on Quality Problems of Large-size PV Modules

Wu Qiong1

Wen Youchao1

Li Maolin1

Xi Hang2

Zhao Lei2

(1. Xi'an Yitong Thermal Technology Service Co., Ltd. Xi'an 710032)

(2. Xi'an Thermal Power Research Institute Co., Ltd. Xi'an 710054)

Abstract With the rapid development of domestic photovoltaic (PV) market, large-size PV modules installed

trend has become the industry consensus. With the deepening of the research, the large-size PV modules manufacturing

differentiation is more and more obvious. Each factory production level is uneven which is leading to large-size PV

modules manufacturing quality problems. Based on this, this paper statistically analyzes the types of quality problems

in the production and manufacturing of large-size PV modules, and analyzes in detail the main reasons leading to

frequent quality problems of large-size PV modules from the aspects of process, materials, personnel, detection means,

standards, storage and transportation, the main reasons for the frequent large-size PV modules quality control strategy

is proposed, so as to provide reference for PV module quality improvement.

Keywords Large-size PV modules Quality problem analysis Whole process quality control

中圖分類號：TB497 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2023)02-0019-05 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2023.02.005

作者簡介：吳瓊（1988 ～ )，女，碩士，工程師，從事光伏

設備監(jiān)理及科研工作。

通訊作者：吳瓊，E-mail: wuqiong.0702@163.com。

（收稿日期：2022-11-10）

1 大尺寸光伏組件概述

隨著光伏發(fā)電成本進一步降低以及電力市場化交

易的開展，預計“十四五”期間，我國光伏裝機容量

將持續(xù)提升。截至 2021 年底，我國光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機

容量達到 3.06 億 kW，突破 3 億 kW 大關，連續(xù) 7 年

穩(wěn)居全球首位 [1]。光伏組件為光伏產(chǎn)業(yè)鏈中最核心的

設備，其制造、運輸、安裝質量的好壞對光伏電站運

行起著至關重要的作用。已有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示建成 3 年

以上的光伏電站中 30% 的電站已出現(xiàn)不同程度的質量

問題，有的光伏電站在運行 2 ～ 3 年后，其組件衰減

率達到了 3.8% ～ 7%，遠高于國家規(guī)定的 2.7% ～ 3.5%;

有的光伏電站在運行 3 年后，其組件衰減率達到

68%；而個別光伏電站在運行 1 年后的組件衰減率高

達 30%[2-3]。隨著國內光伏市場的迅猛發(fā)展，大尺寸光

伏組件裝機趨勢已成為行業(yè)共識。但是針對大尺寸光

伏組件的制造水平各制造廠存在差異化和參差不齊的

現(xiàn)象，導致質量問題各式各樣 [4]。本文針對大尺寸光

伏組件生產(chǎn)中頻發(fā)的問題進行了系統(tǒng)的統(tǒng)計，并闡述

了問題產(chǎn)生的原因，最后給出了全過程質量控制策略

20 2023.01 設備監(jiān)理

質量控制

Quality Control

應對目前存在的問題，旨在對大尺寸光伏組件的質量

管理提供指導。

2 大尺寸光伏組件制造質量問題

在光伏組件的制造已經(jīng)建成了科學高效的制程，大

尺寸光伏組件大體的工藝流程 [5] 為：電池檢測→正面焊

接→背面串接→敷設→層壓→毛邊去除→邊框安裝→接

線盒焊接→測試→分檔入庫。在對大尺寸光伏組件生

產(chǎn)制造監(jiān)理過程中，筆者對 2022 年前三季度監(jiān)理的約

600 MW大尺寸雙面光伏組件生產(chǎn)過程中包括材質性能、

工藝裝配、性能試驗等十余項不同類型的典型質量問題

進行了統(tǒng)計，統(tǒng)計結果見表 1。根據(jù)前三季度的統(tǒng)計數(shù)據(jù)

計算出各類型缺陷占比情況，如圖 1 所示。

缺陷類型 第一季度 第二季度 第三季度 合計

表面缺陷 21 27 12 60

材質性能 13 11 15 39

工藝裝配 69 99 104 272

焊接缺陷 5 4 3 12

清潔度 1 5 3 9

設計缺陷 1 10 10 21

性能試驗 213 301 222 736

油漆包裝 3 7 3 13

邊框厚度缺陷 0 4 3 7

結構尺寸 0 1 0 1

其他 20 69 80 169

總計 346 538 455 1 339

表 1 質量缺陷類型統(tǒng)計 個

圖 1 各類型缺陷占比統(tǒng)計

55%

13% 4%

20%

1%

1%

1%

3%

0.07% 0.5%

2%

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

????

??

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

????

以下根據(jù)圖 1 統(tǒng)計的質量缺陷占比情況，詳細介

紹性能試驗、工藝裝配及其他缺陷排名前 3 的高發(fā)質

量問題。

性能試驗質量缺陷主要包括功率、電壓、電流、

內阻、填充因子、輻照度、耐壓和絕緣等不滿足技術

協(xié)議或企業(yè)標準要求。圖 2 ～圖 3 為監(jiān)理過程中發(fā)現(xiàn)

的性能試驗典型質量問題。

圖 2 輻照度不符合要求

圖 3 電壓不滿足要求

工藝裝配質量缺陷主要包括電池片隱裂、電池片

虛焊、電池片斷柵、電池片劃傷、電池片焊帶偏移、

組件焊帶夾雜、電池片間爬電距離不足、組件鋁邊框

劃傷、組件密封膠缺膠、組件氣泡、組件背板凹坑等

不符合技術協(xié)議或企業(yè)標準。圖 4 ～圖 9 為監(jiān)理過程

中發(fā)現(xiàn)的工藝裝配典型質量問題。

圖 4 焊帶偏移

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 21

質量控制

Quality Control

圖 5 組件背板凹坑

圖 6 組件邊框劃傷

圖 7 電池片隱裂

圖 8 電池片虛焊

圖 9 電池片劃傷

其他缺陷主要包含原材料代用、未報檢組件直接

發(fā)往現(xiàn)場、點檢巡檢以及原材料出入廠檢驗文件記錄

缺失、組件相關認證報告不齊全、組件正負極接線長

度不符合要求、組件不良品未進行替換、組件物料未

按照要求存放、生產(chǎn)設備技術參數(shù)設定不符、計量設

備未按照要求校檢等不符合項。圖 10 ～圖 11 為監(jiān)理

過程中發(fā)現(xiàn)的其他缺陷典型質量問題。

圖 10 原材料代用 ( 供應商不符 )

圖 11 設備參數(shù)設定不符

3 大尺寸光伏組件質量問題分析

根據(jù)大尺寸光伏組件生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)生的質量

22 2023.01 設備監(jiān)理

質量控制

Quality Control

問題，可以根據(jù)第 2 章所述質量缺陷類型，將大尺寸

光伏組件質量缺陷問題根據(jù)其嚴重程度分為三級，即

一級缺陷（一般缺陷）、二級缺陷（較大缺陷）、三

級缺陷（嚴重缺陷），具體劃分見表 2。

序號 缺陷等級 分級項目 劃分依據(jù)

1 一級缺陷

文件資料

不影響設備的安全、可靠性能，或

可通過簡單的且成熟的工藝和檢驗方

法進行返工 / 返修或檢驗

原材料問題

工藝問題

測試問題

外觀問題

包裝運輸

2 二級缺陷

文件資料

局部缺陷，不對設備安全立即產(chǎn)生

影響，但返工 / 返修后損害部分性能

原材料問題

工藝問題

測試問題

外觀問題

包裝運輸

3 三級缺陷

文件資料

返工 / 返修后肯定達不到規(guī)定性能

考核數(shù)據(jù)，影響機組可靠性

原材料問題

工藝問題

測試問題

外觀問題

包裝運輸

表 2 質量缺陷分級

產(chǎn)生上述質量問題的原因可以總結為以下 6 類。

1）人員管理難度大，且質量意識薄弱 [5-6]?，F(xiàn)階段，

我國大尺寸光伏組件制造企業(yè)對新入職員工的培訓以

及操作人員的從業(yè)資質和培訓考核普遍不規(guī)范。另外，

人員流動性較大、新進人員職業(yè)技能熟練度差、質量

意識薄弱等問題嚴重。2）制程過程追溯難。目前，部

分大尺寸光伏組件制造企業(yè)為了控制人力成本，各檢

驗環(huán)節(jié)人員配備不到位，造成檢驗項點記錄不完全、

生產(chǎn)自檢及質量專檢項點檢驗不及時；另外，因人員

流動性大，檢驗人員經(jīng)驗不足，導致組件在制造過程

中，檢驗項點未執(zhí)行或執(zhí)行不及時，檢驗記錄不規(guī)范

以及質量問題未被及時發(fā)現(xiàn)或處理不當，造成質量問

題無法發(fā)現(xiàn)或未處理。上述原因導致質量文件、生產(chǎn)

過程及設備檢驗文件無法完全追溯。3）原材料檢驗標

準難統(tǒng)一。大尺寸光伏組件制造業(yè)市場競爭加劇，光

伏組件價格趨于增長。為了獲得更多利潤，光伏組件

原材料質量參差不齊，而原材料使用對光伏組件結構

性能的影響并未被深入研究，導致生產(chǎn)的光伏組件存

在質量隱患。4）檢驗標準不統(tǒng)一。目前，大尺寸光伏

組件質量驗收過程中爭議較多的問題主要是質量缺陷

評判依據(jù)不統(tǒng)一。例如，組件氣泡通常按照高寬比、

長度等參數(shù)進行分類，但各制造企業(yè)的缺陷評定標準

差異較大。5）控制技術不夠。隨著產(chǎn)業(yè)的進步，硅片

面積從 156 mm×156 mm 發(fā)展到 182 mm×182 mm、

210 mm×210 mm、220 mm×220 mm、230 mm×

230 mm 等，面積一直在增加，其電池、組件功率相應

大幅增加。綜合硅片尺寸的增大及組件產(chǎn)品跨度、設備、

工藝、輔材的不成熟度，產(chǎn)線升級難度和現(xiàn)階段產(chǎn)品

良率幾大因素來看，大硅片大尺寸組件面臨的挑戰(zhàn)對

其機械強度、熱性能、安裝、運輸有待解決。6）運輸

質量難管控。組件尺寸越大，也面臨搬運、包裝及安

裝等問題。過大的組件尺寸，可能會導致組件擺放方式

改變而增加運輸成本，同時組件破損率也會有所增加。

4 大尺寸光伏組件質量控制策略

為了保證大尺寸光伏組件質量，首要任務是制定

全過程質量控制 [7] 策略。針對大尺寸光伏組件的全過

程質量控制即從組件原材料進廠生產(chǎn)到光伏組件運抵

項目現(xiàn)場安裝及投運后設備質量跟蹤控制，控制方式

包括駐廠設備監(jiān)造、光伏組件到貨檢、光伏電站運行

半年后的現(xiàn)場性能測試。

駐廠設備監(jiān)造質量控制內容包括質量體系文件檢

查、八大主材現(xiàn)場檢查（電池片、光伏電池裝膠膜

EVA、玻璃、焊帶、硅膠、接線盒、背板、密封膠）、

生產(chǎn)工序檢查、成品試驗控制、特殊環(huán)節(jié)質量控制等，

具體項目如圖 12 所示。

圖 12 大尺寸組件駐廠監(jiān)造質量控制內容

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EL??

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為了進一步保證投運組件的性能，還需要預防因

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 23

質量控制

Quality Control

運輸過程導致的光伏組件損壞，設置光伏組件到貨檢

也是很有必要的，到貨檢除了需要檢驗光伏組件外觀

以外更重要的是對組件進行 EL（電致發(fā)光）測試，找

出組件“看不見”的質量隱患。

光伏電站現(xiàn)場性能測試中光伏組件的測試內容包

括組件熱斑檢測、光伏組件 EL 測試、光伏組件衰減

測試。測試目的是發(fā)現(xiàn)光伏組件制造階段及安裝階段

光伏組件質量控制措施是否有效，對質量管理效果進

行閉環(huán)驗證。

另外，針對我國組件技術的現(xiàn)狀，建議制造企業(yè)應

該先綜合考慮組件制造與系統(tǒng)應用環(huán)節(jié)涉及的各項邊界

條件，不僅要針對我國光伏現(xiàn)場特殊環(huán)境進行技術和工

藝改進，而且要盡快加大研發(fā)投入，選擇高良率、技術與

配套成熟的技術路線，通過最穩(wěn)妥的方式，伴隨著技術

進一步成熟和產(chǎn)業(yè)配套升級來提高轉換效率，并在加大

硅片尺寸及組件尺寸的同時配套相應的系統(tǒng)設計。

5 結束語

文章全面分析了大尺寸光伏組件生產(chǎn)制造過程中

產(chǎn)生的質量問題類型，多角度全方位對質量問題產(chǎn)生

的原因進行了深入分析，并給出了大尺寸光伏組件生

產(chǎn)質量控制措施。對光伏組件的質量提升和光伏行業(yè)

的健康發(fā)展具有指導意義。

參考文獻

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[J].設備監(jiān)理，2020(03):45-47.

（上接第 4 頁）

構建云平臺安全運行風險防護體系，加強對于云監(jiān)造

平臺各使用人員的安全保密培訓和信息安全技術培

訓，只有建立制度，樹立人員安全保密意識，具備信

息安全基本技能，才能讓云監(jiān)造平臺更加安全可信。

5 結束語

設備監(jiān)理關乎國家重要、關鍵基礎設施建設，涉

及國家重大項目設計、制造、安裝、運營等期間的重

要數(shù)據(jù)，云監(jiān)造是非常有效的監(jiān)理工具，如果數(shù)據(jù)和

信息的安全和保護得不到有效保護，將會給國家和集

體帶來特別嚴重的損失。

在建設云監(jiān)造平臺的同時，應該設計和建立好一

套完善的信息防護體系，把數(shù)據(jù)和信息安全保護好，

保證云監(jiān)造的有效應用和健康發(fā)展，保證國家重要建

設項目的正常開展。工程監(jiān)理方、承包人、設備制造

商以及任何參加的當事人在保證監(jiān)理工程質量的同時

還承擔了資料和信息安全方面的保密職責與義務，承

擔了不泄露其他國家機密或企業(yè)機密和自身私密數(shù)據(jù)

的法律責任。應該在數(shù)字化轉型賦能智能制造，利用

云監(jiān)造助力設備監(jiān)理行業(yè)發(fā)展的同時，高度重視信息

安全、數(shù)據(jù)安全，保證監(jiān)理行業(yè)的高質量發(fā)展。

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24 2023.01 設備監(jiān)理

監(jiān)理要點

Supervision Points

HARDOX 類耐磨鋼焊接監(jiān)造要點分析

司 丹 趙 軍 張建國

（中煤設備工程咨詢有限公司 北京 100011）

摘 要：HARDOX 類鋼以其出色的耐磨性能，被大量應用于采煤工作面刮板輸送機中部槽中間板和底部板

部件，與材質一般為 ZG30MnSi 的鑄造槽幫鋼進行異種鋼焊接使用，焊縫承擔著很大的強度性能要求，直接決

定著設備質量。因此本文通過對原材料焊接性能、焊接工藝進行分析，找出監(jiān)造或質量控制的要點，為監(jiān)理

工程師提供類似焊接過程監(jiān)造的分析方法，供業(yè)內同行參考。

關鍵詞： HARDOX 類鋼 刮板輸送機 異種鋼焊接 監(jiān)造要點

Analysis of Welding Supervision Points of

HARDOX Type Wear-resistant Steel

Si Dan Zhao Jun Zhang Jianguo

(China Coal Equipment Engineering Consulting Co., Ltd. Beijing 100011)

Abstract With its excellent wear resistance, HARDOX steel is widely used in the middle and bottom plate

parts of the scraper conveyor in the coal mining face. It is welded with the cast channel side steel made of ZG30MnSi

in general. The weld seam bears great strength performance requirements and directly determines the equipment

quality. Therefore, by analyzing the welding performance and welding process of raw materials, this paper finds out the

key points of supervision or quality control, and provides supervision engineers with analysis and control methods of

similar welding processes for reference by peers in the industry.

Keywords HARDOX steel Scraper conveyor Welding of dissimilar steel Key points of supervision

manufacturing

中圖分類號：TB497 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2023)02-0024-05 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2023.02.006

作者簡介：司丹（1984 ～ )，女，碩士，工程師，從事設備

監(jiān)造、后評價、設備報廢的咨詢、分析、評估工作。

通訊作者：趙軍，E-mail: zj5c216@126.com。

（收稿日期：2022-11-24）

1 HARDOX 類耐磨鋼板材料介紹

HARDOX 類鋼是瑞典鋼鐵奧克隆德有限公司

（SSAB）生產(chǎn)的一種具有很高的耐磨性的特殊結構

鋼，國內譯名為哈道斯鋼或悍達鋼，它屬于低合金

高強度耐磨鋼板，具有很好的耐磨性和一定的冷彎

性。HARDOX 耐磨鋼板類主要有 HARDOX400、

HARDOX450、HARDOX500（其中 400、450、500 分

別表示該鋼的布氏硬度值，一般來說硬度越高，耐磨

性越高，如 HARDOX450 這種耐磨鋼的平均硬度為

450 HB，經(jīng)過淬火或淬火加回火，具有好的馬氏體 -

貝氏體金相組織）。部分國內外耐磨鋼板的化學成分

及機械性能分別見表 1 和表 2。

由表 2 中的機械性能指標可以看到，該類板的

硬度高，抗拉強度高，屈強比高，另外還有良好的

沖擊韌性。HARDOX 類鋼出色的耐磨性是采用表

面熱處理淬火回火調質而來，所以其合金成分得

以保持，加工工藝上表現(xiàn)為易于機加工、彎曲和

焊接，使用性能上能承受重度沖擊，典型應用于采

石和采礦中礦石的裝載和傾倒。據(jù)美通社《SSAB

瑞典鋼鐵推出新一代 HARDOX（R）500Tuf 悍

達 鋼 耐 磨 鋼 板》 一 文 介 紹， 使 用 HARDOX（R）

500Tuf 生產(chǎn)的自卸車車廂底板全負荷使用一年的磨

損量僅為 0.3 mm[1]，從而大大延長了類似自卸車車

身、挖掘機鏟斗、破碎機等類似設備的使用壽命。

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 25

監(jiān)理要點

Supervision Points

表 1 部分耐磨鋼板化學成分

材料牌號 板厚 /

mm

σ0.2/

MPa

σb/

MPa

δ 5/

%

90°冷彎

D = 3a

硬度 /

HB 附注

JFE-EH400 δ40 950 1 200 15 完好 ≥ 401 日本產(chǎn)

HARDOX450 δ20 1 200 1400 10 完好 425～475 瑞典產(chǎn)

B-Hard450C δ10～50 — ≥ 1 300 δ50 ≥ 9 完好 400～480 寶鋼產(chǎn)

WNM450B ≤δ50 ≥ 1 000 ≥ 1200 δ50 ≥ 8 完好 410～490 舞鋼產(chǎn)

表 2 部分耐磨鋼板機械性能

材料牌號 C Si Mn P S Cr

HARDOX450 Max

0.23

Max

0.70

Max

1.60

Max

0.025

Max

0.010

Max

1.40

B-Hard450C 0.19 ～

0.31

0.10 ～

0.50 ≤ 1.45 ≤ 0.015 ≤ 0.010 0.30 ～

1.20

WNM450B ≤ 0.26 ≤ 0.70 ≤ 1.60 ≤ 0.025 ≤ 0.010 ≤ 1.50

JFE-EH400 Max

0.25

Max

0.55

Max

1.60

Max

0.030

Max

0.030

Max

0.40

材料牌號 Mo B Ti Ni Al 附注

HARDOX450 Max

0.60

Max

0.004 — Max

0.25 — 瑞典產(chǎn)

B-Hard450C 0.10 ～ 0.50 ≤ 0.0025 ≤ 0.030 ≤ 0.50 ≤ 0.05 寶鋼產(chǎn)

WNM450B ≤ 0.50 ≤ 0.004 — ≤ 0.50 — 舞鋼產(chǎn)

JFE-EH400 — Max

0.004

0.005 ～

0.02 — — 日本產(chǎn)

%

2 HARDOX 類耐磨鋼板在煤礦機械設備上

的應用

HARDOX 類耐磨鋼板在我國煤礦機械中應用始

于 20 世紀 90 年代中期，從瑞典引進，在此之前，我

國煤礦機械行業(yè)為解決采煤工作面刮板輸送機的高磨

損部位，提高產(chǎn)品使用壽命，采取了很多措施，實踐

了多種途徑，在當時取得了一定的效果，其主要方法

是采用堆焊耐磨材料層或局部熱處理來提高硬度，達

到耐磨的目的。但局限于堆焊耐磨材料層只宜在局部

進行，如大面積或整個鋼板件上全平面堆焊耐磨層，

會出現(xiàn)效率低且成本高；熱變形大，不便整形；堆

焊面光滑度不足，運行阻力大，噪聲大等弊病。而

HARDOX 耐磨鋼板類的高硬度是在軋鋼廠軋制工藝過

程中經(jīng)表面熱處理而形成的，所以一經(jīng)引進應用，在

煤礦機械行業(yè)迅速普及，并獲得廣大煤礦業(yè)主的認可。

繼瑞典之后日本也開發(fā)有 400 HB 硬度值的耐磨板，如

JFE-EH400 耐磨鋼板，進而國內一些鋼廠紛紛效仿生

產(chǎn)，國產(chǎn)化中出現(xiàn)了多種企業(yè)品牌，如寶鋼和舞鋼的

產(chǎn)品等。

HARDOX 類耐磨鋼板在煤礦機械中的應用，尤以

煤礦采煤工作面刮板輸送機的應用量最大，且最為典

型的是刮板輸送機上的部件中部槽。如一部刮板輸送

機整機的長度為 200 m 時，中部槽全部件的長度約占整

機長度的 90%；每節(jié)中部槽的長度一般在 1.5 ～1.75 m

范圍，它的數(shù)量也相當可觀，一般在百件以上。因此，

要研究 HARDOX 類耐磨鋼板在煤礦機械中的應用，

首先就要研究其在采煤工作面刮板輸送機中部槽上的

應用。HARDOX 類耐磨鋼板在中部槽上主要以中間板

和底部板的構成存在，兩側為鑄造槽幫鋼，一側稱鏟

板槽幫，另一側稱擋板槽幫；鑄造槽幫鋼的材質一般

為 ZG30MnSi。中部槽單件及總裝配后的照片分別見

圖 1 和圖 2。

圖 1 輸送機中部槽槽體照片

圖 2 輸送機總裝后照片

從圖 1 和圖 2 可以看出，中部槽槽體中間與刮板

和傳送鏈條接觸面的部位為零件“中板”，即為主要

負載磨損面；中間下部即為零件“底板”，它們所用

材料正是 HARDOX 類耐磨鋼板。其中板厚度一般在

δ30 ～ 60 mm，底板厚度一般在δ25 ～ 40 mm。

3 HARDOX 類耐磨鋼的焊接特性分析

3.1 關于 HARDOX400 以上耐磨鋼的碳當量

HARDOX400 以 上 的 耐 磨 鋼，σ0.2 值一般在

26 2023.01 設備監(jiān)理

監(jiān)理要點

Supervision Points

900 ～ 1 200 MPa 范圍，它屬于低合金高強度鋼范疇。

以表 1 中的上海寶鋼出產(chǎn)的 B-Hard450C 為例，計算

出它的碳當量 CE (JIS) 為 0.74% ( 如日本出產(chǎn)的 JFEEH400 耐磨鋼板的 CE (JIS) 為 0.62%)，均大于 0.60%，

由此可見這類鋼的碳當量高，焊接性差。因這類鋼的

供貨是在淬火 + 回火狀態(tài)下，故本文采用式（1）計

算碳當量。

CE(JIS)=[C+Mn/6+Cr/5+Mo/4+V/14+

Si/24+Ni/40]×100% (1)

注：因國外技術保密原因，瑞典所產(chǎn) HARDOX450

鋼的化學成分只提供了最大值，因無范圍而不能計算

出接近實際的碳當量值，故選用上海寶鋼產(chǎn) B-Hard450C

為例。

3.2 HARDOX 類耐磨鋼的焊接特點

為了強化這類鋼的耐磨性，主要提高了它的硬度

值，同時也提高了它的抗拉強度和屈強比，特別是

Mn 、Cr、Mo 元素的含量較高，使得淬硬傾向較明顯。

這類鋼的焊接特點為：一是容易產(chǎn)生冷裂紋，二是容

易產(chǎn)生熱影響區(qū)脆化。為了使這類鋼焊后的機械性能

達到設計要求，焊接時應保證奧氏體的熱影響區(qū)有足

夠的冷卻速度，以便順利獲得低碳馬氏體或下貝氏體

組織，防止焊接裂紋的產(chǎn)生和提高熱影響區(qū)的韌性。

這類鋼的焊接性差，焊接時除要嚴格控制氫，防止產(chǎn)

生氫氣孔、氫白點外，比較有效的措施是適當?shù)靥岣?/p>

預熱溫度，即延長 t8/5 的時間 [2]；或預熱和后熱組合，

以防止冷裂紋和再熱裂紋的產(chǎn)生及熱影響區(qū)脆化。

3.3 HARDOX 類耐磨鋼的異種鋼焊接特點

在實際產(chǎn)品中往往會遇到 HARDOX 類耐磨鋼與

不同鋼種牌號的板材、鍛件、鑄鋼件的焊接，通常稱

為異種鋼焊接。這里焊接性最差的應是 HARDOX 類

耐磨鋼與鑄鋼件的異種鋼焊接，因一般鑄鋼件的含碳

量較高，其馬氏體轉變溫度較低，有較大的淬硬和熱

裂傾向；由于鑄鋼件容易存在氣孔、夾雜等鑄造缺陷，

又因其金屬晶粒度粗大，導致在鑄鋼件一側的近縫區(qū)

宜出現(xiàn)焊接缺陷而降低焊縫的機械性能，特別是沖擊

韌性。以鑄鋼件 ZG30MnSi 為例，這類鋼與 HARDOX

類耐磨鋼板的異種鋼焊接特點是，它的焊接薄弱環(huán)節(jié)

是在 ZG30MnSi 一側的近縫區(qū)，容易出現(xiàn)粗晶區(qū)脆化；

ZG30MnSi 的碳當量約為 0.54%，若焊接工藝及操作不

當，有產(chǎn)生裂紋傾向。ZG30MnSi 的化學成分和機械

性能分別見表 3 和表 4，表 4 的機械性能為正火狀態(tài)

下數(shù)值。

材料牌號 σb/MPa σs/MPa δ/% ψ/% Ak/J 硬度 /HBW

ZG30MnSi 590 345 12 29 30 204 ～ 241

表 4 ZG30MnSi 機械性能

表 3 ZG30MnSi 化學成分

材料牌號 C Mn Si S P 殘余元素總量

ZG30MnSi 0.25 ～ 0.35 1.10 ～ 1.40 0.60 ～ 0.80 ≤ 0.025 ≤ 0.025 ≤ 0.10

%

3.4 焊接方法及工藝

HARDOX 類耐磨鋼的異種鋼焊接方法，通常采

用熔化極氣體保護焊、藥芯焊絲氣體保護焊及焊條電

弧焊。但在中、厚板的焊接中一般采用多道多層焊工

藝，多道多層焊的優(yōu)點是：1）對焊接接頭的熔深好；

2）可以有效地控制層間溫度，防止焊縫金屬過熱；

3）對前道焊縫有后熱作用，可以緩冷，降低冷卻速

度；4）有細化焊縫金屬晶粒的作用；5）保證焊接接

頭的機械性能等。如在采煤工作面刮板輸送機上使用

的 φ1.6 焊絲，通常焊接電流為 300 ～ 350 A，焊接電

壓為 30 ～ 34 V，焊接速度要根據(jù)合理的焊接線能量

來決定，即不能過大也不能過小 [3]。

3.5 焊后熱處理

焊接結構件的焊后熱處理方式主要有：1）在爐外

對焊件采取保溫措施起到緩冷作用，防止冷裂紋的產(chǎn)

生；2）在爐外對焊件的焊縫進行局部熱處理，消除焊

接應力；3）入爐對焊件進行熱處理達到消除應力及消

氫的目的，此舉主要是針對焊件焊后有精加工工序，

有保證尺寸精度的需求，具體的應用要根據(jù)實際情況

而定。對于 HARDOX 類耐磨鋼的焊接結構件來說，

焊后若無切屑加工或焊后加工精度要求不太高的工件，

煤礦機械行業(yè)一般不采取爐內焊后熱處理的方法，因

為它會降低 HARDOX 類耐磨鋼的硬度。

4 HARDOX 類耐磨鋼的異種鋼焊接監(jiān)造

要點

現(xiàn)以 HARDOX450 耐磨鋼板在煤礦采煤工作面刮

板輸送機的中部槽部件為實例，介紹 HARDOX 類耐

磨鋼的異種鋼焊接監(jiān)造要點。

要清楚中部槽異種鋼焊接監(jiān)造要點，首先了解

該部件的焊接接頭型式。中部槽結構（見圖 3）和它

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 27

監(jiān)理要點

Supervision Points

的 HARDOX450 中板零件（板厚 40 mm）與鑄鋼件

ZG30MnSi 槽幫（中板左、右兩側）構成異種鋼焊接

接頭（中板下面為 HARDOX450 底板）。ZG30MnSi

鑄造槽幫側為直邊（無坡口），HARDOX450 中板側

為單 V 型雙面坡口。

圖 3 中部槽焊接接頭構成示意

ZG30MnSi?? ???

????

HARDOX450??

4.1 HARDOX450 原材料的質量及下料工藝檢查

首先文件見證，核查原材料牌號的選用是否符合

圖紙，查驗鋼板的材料如材料牌號、規(guī)格、爐批次號、

生產(chǎn)廠家以及力學性能、化學成分等是否符合鋼材標

準要求，若合同技術協(xié)議要求為進口材料，還要查驗

進口手續(xù)證明。

其次現(xiàn)場見證，現(xiàn)場查驗材料標識是否齊全以及

與質量證明書的一致性，外觀質量是否符合要求，是

否存在超標缺陷等。

在下料工藝方面，因其硬度高，在氣割下料后板

邊易出現(xiàn)裂紋，特別是在環(huán)境溫度低時，因此在氣割

部位切割前，要采取預熱措施。

上述材料在某些生產(chǎn)單位使用中常出現(xiàn)下料后板邊

裂紋問題，此時應特別注意檢查、復驗該材料的化學成

分和機械性能是否合格。若符合鋼板質量證明書和相關

材料標準，并在氣割下料工藝中應采取預熱措施。

4.2 ZG30MnSi 鑄鋼件的焊接部位有無鑄造氣

孔缺陷

ZG30MnSi 鑄造槽幫側與 HARDOX450 中板零件

形成接頭的部位為直邊，厚度與中板相同。此邊在機

加工后，有時會發(fā)現(xiàn)鑄件的內部氣孔暴露出來，如氣

孔尺寸、數(shù)量在鑄鋼件允許范圍內，可采用碳弧氣刨

剖開，補焊熔合好后磨平，方可與 HARDOX450 中板

組對焊接。

4.3 焊接材料的選用及供貨是否正確

首先核查焊絲或焊條牌號的選用是否符合圖紙、

工藝要求，因 HARDOX450 材料具有較強的冷裂傾向，

一般應采用低氫焊材。其次要監(jiān)查其焊材標識是否完

整，如材料型號、牌號、規(guī)格、生產(chǎn)廠家、焊材標準

以及焊材質量證明書。再次要監(jiān)查焊材的尺寸及是否

有銹蝕等質量問題；若實物質量無問題，如是焊條應

檢查其是否按要求進行了烘干，焊條直徑是否按工藝

要求選用；若是焊絲應監(jiān)查承制方在保管過程中是否

銹蝕、有彎折。

4.4 焊接電流是否正確

通常操作者在施焊過程中為了“快”，常會超規(guī)

范地使用大焊接電流，容易使焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生過

熱，嚴重時過燒，會嚴重降低焊縫的機械性能，產(chǎn)生

脆化問題。因此要監(jiān)督限制操作者不得超出焊接工

藝規(guī)范，嚴禁使用大焊接電流，要嚴格執(zhí)行工藝紀

律；但也不能過小，過小則熔深淺，易產(chǎn)生未熔合

缺陷。

4.5 加強打底焊、填充焊過程監(jiān)督

通常決定焊縫質量的關鍵是其內部質量，相比焊

縫表面檢測，其內部檢測比較復雜且費時費力，發(fā)現(xiàn)

缺陷后返修也費時費力。而焊縫表面缺陷容易目測和

檢測，返修也容易和方便。因此加強打底焊、填充焊

的過程監(jiān)督尤為重要，如控制好這一環(huán)節(jié)，可以避免

裂紋、未焊透、未熔合及夾渣、氣孔等缺陷的產(chǎn)生。

尤為重要的是注意監(jiān)查 ZG30MnSi 鑄造槽幫側的熔深

是否足夠，是否有未熔合現(xiàn)象。

4.6 檢查焊接接頭鈍邊部位是否焊透

由于該焊接接頭型式為 K 型，鈍邊（2 mm）在板

厚 (δ40 mm) 的中間，因雙面焊時易產(chǎn)生未焊透問題以

及鑄造槽幫的上翼板板邊越過了焊縫的中心線對焊接

操作有一定的障礙，所以在板中間的鈍邊部位很容易

產(chǎn)生未焊透問題，相關示意圖見圖 4。因此在監(jiān)造過

程中要注意此種問題，如不能按承壓設備的工藝（采

用碳弧氣刨清根的方法）生產(chǎn)時，要將未焊透程度降

到相關標準允許的范圍，前提是要保證焊縫的承載力

足夠，保證設備在煤礦的安全使用。煤礦機械制造廠

一般采用超聲波檢測該焊縫內部缺陷，監(jiān)造時可查超

聲波檢測結果。

28 2023.01 設備監(jiān)理

監(jiān)理要點

Supervision Points

圖 4 中部槽焊接接頭鈍邊部位焊不透問題示意圖

1

2

3

5

4

6

????

40

????????

IBSEPY561??

4.7 中部槽槽幫與中板焊縫要形成閉環(huán)

ZG30MnSi 鑄造槽幫與 HARDOX450 中板的焊縫

長度一般為 1 750 mm 或 1 500 mm（共 2 條），其長

度兩端即起頭和收尾位置的焊縫，特別是在中板厚度

40 mm 方向部位的焊道，形成立焊道，易出現(xiàn)焊不滿

的現(xiàn)象，監(jiān)造時要注意此處應焊滿、熔合好，即每條

槽幫與中板焊縫要形成閉環(huán)（也稱封口），因為此處

易產(chǎn)生集中載荷力。

4.8 焊前預熱和焊后熱處理的檢查

由前面HARDOX類耐磨鋼的焊接特點分析可知，

焊件的焊前預熱主要是延長 t8/5 的時間，防止產(chǎn)生裂

紋和熱影響區(qū)脆性。焊后熱處理主要是為了消除應力，

降低焊縫和熱影響區(qū)的硬度，提高焊接接頭的塑韌性。

本實例的產(chǎn)品工藝對焊后熱處理沒有要求，主要是監(jiān)

查其是否按工藝要求進行了焊前預熱，并監(jiān)查其預熱

溫度是否達到了工藝要求。

4.9 焊縫外觀質量的檢查

ZG30MnSi 鑄造槽幫與 HARDOX450 中板的焊縫

外觀質量，除了不允許存在表面裂紋、表面氣孔、咬邊、

焊瘤、弧坑外，還要保證焊縫表面平滑，成形均勻，余高

不能超出圖紙和工藝要求，并注意焊道不得焊偏。其焊

縫外觀質量的檢驗一般為目測及輔以低倍放大鏡即可。

5 結束語

長期的使用經(jīng)驗證明，本文中 HARDOX 類耐磨

鋼應用于刮板輸送機的異種鋼焊接工藝是成熟可靠的，

其中焊接質量控制點也很關鍵。本文通過對原材料焊

接性能、焊接工藝過程進行詳細分析，指出了監(jiān)造時

質量控制的要點，著重對 HARDOX 類耐磨鋼及其異

種鋼焊件原材料質量、接頭坡口質量、焊接過程等監(jiān)

督檢查控制的重點進行了分析闡述，以便監(jiān)理工程師

在遇到類似問題時能了解監(jiān)理要點的分析方法和過程，

識別出監(jiān)控要點進行著重控制，更好地提高設備監(jiān)理

質量，延長設備使用壽命，提高設備效能。

參考文獻

[1] SSAB 瑞典鋼鐵 .SSAB 瑞典鋼鐵推出新一代 HARDOX

500 Tuf 悍達鋼耐磨鋼板 [EB/OL].https:/www.prnasia.

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出版社，1981.

[3] 第一機械工業(yè)部哈爾濱焊接研究所 . 機械工程手

冊 第 43篇 焊接、切割與膠接 [M].北京：機械工業(yè)

出版社，1979.

GB/T 16507.1 ～ 16507.8—2022 水管鍋爐（合訂本）

275.00 元

GB/T 16508.1 ～ 16508.8—2022 鍋殼鍋爐（合訂本）

265.00 元

T/CASEI 014—2022 在役立式圓筒形鋼制

焊接儲罐檢驗技術規(guī)范 40.00 元

TSG Z8002—2022 特種設備檢驗人員考核規(guī)則

98.00 元

TSG 81—2022 場（廠）內專用機動車輛安全技術規(guī)程

68.00 元

書 訊

電梯檢驗工藝手冊（第三版） 245.00 元

特種設備安全監(jiān)督檢查辦法（57 號令） 6.00 元

特種設備安全監(jiān)督檢查辦法（59 號令） 6.00 元

TSG Z7001—2021 特種設備檢驗機構核準規(guī)則

75.00 元

TSG Z7002—2022 特種設備檢測機構核準規(guī)則

45.00 元

T/CASEI 006—2022 在役聚乙烯燃氣

管道檢驗與評價 45.00 元

聯(lián)系人：孫海祥 王源 010-59068616

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 29

安全分析

Safety Analysis

某核電汽輪機抗燃油劣化

原因分析及處理

解永超 1

范晶磊 1

徐晨學 2

朱建軍 2

（1. 中國中原對外工程有限公司 北京 100044）

（2. 中核檢修有限公司 上海 201799）

摘 要：為解決某核電機組商運后不久出現(xiàn)的汽輪機抗燃油顏色、酸值、顆粒污染度、含水量和電阻率

等參數(shù)超標問題，本文通過對抗燃油指標特點分析，詳述一核電廠汽輪機劣化抗燃油原因的系統(tǒng)排查、抗燃

油管道沖洗、抗燃油更換以及在線過濾的處理過程，提出將顏色、酸值、顆粒污染度、含水量和電阻率作為

日常運行抗燃油品質定期化驗的首要指標，可為電廠及早發(fā)現(xiàn)抗燃油劣化，抗燃油劣化原因排查和處理提供

一定借鑒。

關鍵詞：劣化的抗燃油 過熱 處理方案

Cause Analysis and Treatment of Deteriorated

Turbine EH Oil in a Nuclear Power Plant

Xie Yongchao1

Fan Jinglei1

Xu Chenxue2

Zhu Jianjun2

(1. China National Nuclear Corporation Overseas Ltd. Beijing 100044)

(2. China Nuclear Industry Maintenance Co., Ltd. Shanghai 201799)

Abstract In order to solve the problems of steam turbine fuel color, acid value, particle contamination, water

content, resistivity and other parameters exceeding the standard, which occurred shortly after the commercial operation

of a nuclear power unit, by analyzing the characteristics of fuel resistance indexes, this paper describes in detail the

systematic investigation of the causes of fuel resistance deterioration of steam turbine in a nuclear power plant, the

treatment process of fuel resistance pipelining, fuel resistance replacement and online filtration. It is proposed that

color, acid value, particle contamination degree, water content and resistivity should be taken as the primary indexes

for regular testing of anti-fuel oil quality in daily operation, which can provide some reference for the early detection

of anti-fuel oil deterioration in power plants and the investigation and treatment of anti-fuel oil deterioration causes.

Keywords Deteriorated EH oil Overheating Treatment scheme

中圖分類號：TB496 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2023)02-0029-05 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2023.02.007

作者簡介：解永超（1990 ～ )，男，碩士，工程師，從事核

電站汽輪機運行維護和性能優(yōu)化研究工作。

通訊作者：解永超，E-mail: jasenxieyongchao@163.com。

（收稿日期：2022-09-07）

汽輪機調節(jié)系統(tǒng)控制機組功率、轉速的穩(wěn)定和調

節(jié)，并在危急事故工況下快速關閉調節(jié)汽閥或主汽閥

使機組維持空轉或快速停機，有效保障機組安全穩(wěn)定

運行。抗燃油作為調節(jié)系統(tǒng)的動力用油和控制用油

（又稱 EH 油），常采用磷酸酯基抗燃油 [1]，它具有

物理性穩(wěn)定、抗氧化安定性好、揮發(fā)性低、抗磨性好、

難燃性高等特點，其油質好壞直接影響機組的安全。

DL/T 571—2014《電廠用磷酸酯抗燃油運行維護導則》

對新抗燃油和運行中抗燃油的質量標準做了詳細規(guī)定，

但無論火電廠或者核電廠，由于安裝、調試以及運行

管理等原因，時常出現(xiàn)抗燃油劣化現(xiàn)象，科研和從業(yè)

人員對劣化抗燃油的研究和關注也逐漸深入和提高。

張志強等針對秦山第二核電廠汽輪機抗燃油泡沫特性

超標的問題，分析了泡沫特性超標的危害及其原因，

30 2023.01 設備監(jiān)理

安全分析

Safety Analysis

通過試驗室試驗和現(xiàn)場采用強極性硅鋁吸附劑再生的

方式，有效解決了汽輪機抗燃油泡沫特性超標的問

題 [2]。李元斌等針對某電廠運行抗燃油劣化嚴重，多

項指標超標，呈暗灰色且油泥析出量較大的情況，開

展油中氯含量和金屬元素分析，結果表明油中氯含量

較大，含有少量鋅、鉻離子，油泥析出物以碳氧衍生

物為主 , 并含有少量鋅、鐵、鎂金屬顆粒，對比了活

性白土和強極性硅鋁吸附劑凈化效果，發(fā)現(xiàn)活性白土

與強極性硅鋁吸附劑均具有較好的凈化功能，但極性

硅鋁吸附劑更優(yōu) [3]。靳江波等在不同溫度下對磷酸酯

抗燃油的開口杯老化試驗 , 研究了影響磷酸酯抗燃油

熱氧化的因素，提出了磷酸酯抗燃油的運行溫度應控

制在 35 ～ 55 ℃，機組啟停及正常運行時監(jiān)控冷油器

閥門開度等措施，以避免磷酸酯抗燃油運行中受熱

氧化 [4]。

以上研究通常針對劣化后的抗燃油的理化特性和

凈化方法開展研究，但當電廠發(fā)現(xiàn)抗燃油出現(xiàn)劣化后，

不能有效地指導電廠如何排查機組運行導致抗燃油劣

化的原因和快速恢復機組生產(chǎn)，減少機組因抗燃油劣

化導致的經(jīng)濟損失。

1 抗燃油指標

1.1 顏色

油質劣化會引起油的顏色加深，油的顏色變化反

映著油的劣化程度 [2-5]。新抗燃油通常為無色或淡黃，

抗燃油在高溫環(huán)境中發(fā)生氧化劣化，產(chǎn)生大量有色物

質，使顏色變深，同時高酸值也會不斷產(chǎn)生油泥，酸

值越高，洗出的油泥量越大，顏色越深。

1.2 酸值

在化學中，酸值代表中和每克油含酸量消耗的氫

氧化鉀 (KOH) 毫克數(shù)，是反映抗燃油變質劣化程度的

化學指標，酸值升高表明抗燃油劣化時有酸性物質產(chǎn)

生。抗燃油劣化反應主要有氧化反應、熱裂解反應和

水解反應，抗燃油酸值的升高通常伴隨著高溫的發(fā)生

和含水量的升高。通常酸值超過 0.1 mg/g 時油質穩(wěn)定

性開始變差，高酸值能進一步催化抗燃油水解，劣化

速度也加快，酸值更高，同時劣化產(chǎn)物也會一定程度

地影響抗燃油顆粒度、電阻率、泡沫特性等，影響汽

輪機調節(jié)系統(tǒng)安全運行。所以，運行中的抗燃油酸值

最好控制在 0.1 mg/g 以下。

1.3 顆粒污染度

顆粒污染度表示抗燃油中固體顆粒的含量，汽輪

機調節(jié)系統(tǒng)采用精密的伺服閥作為執(zhí)行機構，固體顆

粒含量超標將增大伺服閥卡澀風險，可能引起機組安

全事故。DL/T 571—2014 要求運行中抗燃油顆粒污染

度 ZR-881 中壓油應不超過 5 級，ZR-881-G 中壓油

不超過 3 級 [6]。

1.4 含水量

DL/T 571—2014 規(guī)定運行中抗燃油含水量應不超

過 0.1%。含水量越低越有利于油質的穩(wěn)定。抗燃油有

較強的極性，在空氣中容易吸潮，在合適的條件下，

如劇烈攪拌和酸性物質的條件下，在水分作用下會發(fā)

生水解，根據(jù)水解程度不同，可生成酸性磷酸二酯、

酸性磷酸一酯和酚類物質等，水解產(chǎn)生的酸性物質對

油的進一步水解產(chǎn)生催化作用，完全水解后生成磷酸

和酚類物質；酸性劣化產(chǎn)物又會加速水解反應。抗燃

油調節(jié)系統(tǒng)通常設有呼吸口，安裝有干燥機的空氣濾

清器，防止環(huán)境水分對抗燃油水含量影響。

1.5 電阻率

電阻率是抗燃油的一項非常重要的電化學性能控

制指標，如果油在運行中該項指標小于 5.0×109 Ω·cm，

就有可能引起油系統(tǒng)調節(jié)部件的電化學腐蝕，尤其是

對伺服閥的腐蝕。另外，溫度對電阻率的影響也較大，

油化驗時的檢測溫度為 20 ℃，夏季伺服閥的油溫較冬

季高，故實際電導率更低，伺服閥更容易發(fā)生電化學

腐蝕而產(chǎn)生故障。

2 某汽輪機抗燃油劣化

某核電機組汽輪機調節(jié)系統(tǒng)抗燃油油站主要由油

箱、主油泵、過濾器、蓄能器、冷卻回路、再生裝置、

油管路、溢油閥、止回閥、加熱器、其他各種閥門及

端子箱等基本部件以及用來監(jiān)控供油系統(tǒng)運行工況的

儀表、控制設備組成。圖 1 為油站主油泵供油回路原

理圖，每臺油站設置 2 臺主油泵（該油站為 0101PO

和 0102PO），每臺主油泵設置 1 個調壓閥，分別為

0100VH 和 0110VH，通過該調壓閥可以調節(jié)主油泵

以某一恒定壓力輸出抗燃油（通常設置為 16 MPa±

0.5 MPa）。2 臺主油泵均可以向相關閥門油動機供油，

汽輪機運行時 2 臺主油泵為一用一備，主油泵出口設

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 31

安全分析

Safety Analysis

置有溢流閥，分別為 0101VH 和 0111VH，設定壓力為

19 MPa，高于主油泵出口壓力。正常情況下主油泵出口

溢流閥關閉，用于防止系統(tǒng)管路超壓，系統(tǒng)超壓后（系

統(tǒng)壓力大于 19 MPa），溢流閥開啟，抗燃油溢流返回

油箱。

該機組投產(chǎn)不久發(fā)現(xiàn)1臺油站的抗燃油顏色加深，

對油樣幾項重要指標分析測定，結果見表 1。從試驗

結果可以看出該機組抗燃油粘度和含水量符合標準要

求，顆粒污染度、酸值均超標。

檢測項目 檢測結果 運行抗燃油質量標準

顏色 黑色不透明 無色或淡黃

酸值 /(mg/g) 0.45 ≤ 0.1

顆粒污染度，SAE AS4059F 級 9 ≤ 5

電阻率 /( Ω·cm) 2.0×108 ≥ 5.0×109

含水量 / (mg /L) 800 ≤ 1 000

運動粘度（40 ℃）/（mm2

/s） 70 39.1 ～ 52.9

表 1 劣化的抗燃油取樣分析結果

3 抗燃油劣化原因分析

根據(jù)抗燃油化學特性可知，水分和過熱均能導致

油品的劣化，直接表現(xiàn)在酸值的超標。表 1 分析結果

顯示含水量滿足標準要求，判斷局部過熱是導致抗燃

油劣化的根本原因。

3.1 油動機過熱排查

油動機位置靠近蒸汽管道，甚至近期汽輪機本體

高溫區(qū)域，且油動機結構相對復雜，正常運行時抗燃

油置換量非常小，散熱效果較差，極易引起油動機局

部過熱造成抗燃油劣化。經(jīng)核查，該機組油動機無保

溫設計，完全裸露，選取靠近蒸汽管道側，分別測量

油動機進口、上缸體、下缸體和回油口位置溫度，均

不高于 45 ℃，可排除油動機局部過熱的可能。

3.2 抗燃油進、回油管過熱排查

抗燃油系統(tǒng)為汽輪機進汽閥供油，進汽閥直接安

裝在高溫蒸汽管道上，抗燃油的進油和回油管路通常

貼近汽輪機和蒸汽管道布置。當抗燃油的進油和回油

管道距離高溫蒸汽管道位置非常近時，易導致抗燃油

系統(tǒng)管路局部過熱，引發(fā)油質發(fā)生急速劣化，顏色變

深，當蒸汽管道保溫存在施工減薄情況，這種過熱風

險將進一步提高。實地檢查抗燃油油箱至汽輪機供汽

閥油動機之前的進、回油管，無保溫減薄等異常情況。

圖 1 汽輪機抗燃油系統(tǒng)液壓回路原理圖

X1 X2 X3 X4 T1T2T3T4

0111

YP

0112

YP 0112

YP

0111

YP

0101

MP

0102

MP

0103

MP 0162VH

0161VH 0166VH

0169VH

0113

LP

0101

LP

0113

YP

0104

YP

0102

YP

0112

MP

0111

MP

0102VH

0101

YP

0101

YP

0101

LN

0113CW

0173VH

0170VH

0164VH

T T

P P

T

P

0167VH

0160

VH

0163

VH 0165VH

0168VH

M1

0105VH

0104VH

0103VH

0101VH

0101KI

0101VJ

0101VK

0.411

0101PO 0100VH 0102PO0110VH

19 MPa19 MPa

16 MPa 16 MPa

0197VH

0198VH

0199VH

42X3

P=1500 W

0101RS

0111VH

A

B

M

P T P T

P P

T T

0114VH

0113VH

0115VH

M2 M3 M4

M

32 2023.01 設備監(jiān)理

安全分析

Safety Analysis

同時選取進、回油管路的 4 個點分別測量管線溫度，

溫度情況如圖 2 所示。

圖 2 進、回油管路不同位置溫度

??0?

???1 ???2

?????4?????

2??? 1???

34 1 2 3 4

35

36

37

38

39

40

41

可以看出：油箱附近進、回油管路的溫度最高，

約 40 ℃；從油箱至油動機管路內油溫逐漸降低；進、

回油管路同一位置溫度差別不大，排除進、回油管線

局部過熱可能。

3.3 供油油站過熱排查

油站油箱的正常運行溫度是 40 ～ 50 ℃，設置的

加熱器將在油溫低于 10 ℃時自動啟動，并在 20 ℃時

關閉。經(jīng)過排查，因所處環(huán)境溫度較高，加熱器從未

投用過，不存在電加熱異常使用的情況?？谷加屠?/p>

卻回路溫差正常，不存在冷卻不充分問題，再生油

泵電機電源振動等均正常，無過熱可能。油箱外部

的 1 臺運行主油泵電機溫度高達 79 ℃，且電流達到

35 A，對比另外 1 臺主油泵運行時數(shù)據(jù)，主油泵溫度為

65 ℃，電流為 23 A，可知目前在運的主油泵存在異常。

主油泵為柱塞泵型式，電機溫度高和電流過大情況，

通常由于負載過大、電機內部有匝間短路和供電電路有

問題。該主油泵壓力正常，已經(jīng)連續(xù)平穩(wěn)運行數(shù)月，排除

匝間短路故障和供電電路有問題，排除油泵堵塞、油泵

內部件或電機軸承損壞等故障。排查主油泵出口溢流閥

發(fā)現(xiàn)，在運的主油泵出口溢流閥溢流管道溫度明顯高于

進油管溫度，判斷抗燃油在通過溢流閥時部分動能轉換

為摩擦生熱，導致局部過熱，造成油質的劣化。

4 抗燃油異常處理

4.1 溢流閥異常處理

該溢流閥為先導插裝式，結構如圖 3 所示，通過

螺紋安裝在液壓控制回路上。下部為主閥，上部為先

導閥，通過先導閥上的壓力調節(jié)螺釘全行程 5 圈實現(xiàn)

0.5 ～ 35 MPa 壓力調節(jié)。主閥閥瓣中心設計有濾網(wǎng)，

避免雜質進入先導閥引起閥門卡澀。

圖 3 溢流閥結構圖

b

+ _

??

??

????

c

a

2

1

正常壓力下，該溢流閥關閉，抗燃油經(jīng)閥門進油

口①和主閥閥瓣的濾網(wǎng)進入主閥閥瓣上腔。先導閥閥

瓣在液壓油和上部彈簧壓緊力合力作用下壓在閥瓣上。

主閥閥芯因上下腔受到相同抗燃油壓力作用，通過下

部彈簧預緊力壓在閥芯限位止口處，封閉回油口②。

當系統(tǒng)超壓時，先導閥閥瓣受到的抗燃油推力大于上

部彈簧壓緊力，閥瓣脫離閥座，通過卸油口卸掉主閥

閥瓣上腔的壓力，此時主閥閥瓣在下部抗燃油壓力的

推動下上移，離開回油口②位置，從而釋放系統(tǒng)壓力。

拆檢發(fā)現(xiàn)該溢流閥主閥閥瓣因油污卡澀，關閉時未

完全回座，系統(tǒng)內抗燃油流量大、壓力高，溢流時對系統(tǒng)

壓力影響不明顯，進而確定溢流閥長期溢流，閥內因抗

燃油流過摩擦產(chǎn)生熱量導致局部高溫，使抗燃油劣化。

拆解卡澀的溢流閥，將油污清洗去除后，組裝溢

流閥。組裝后的溢流閥需重新校驗并設定溢流壓力。

已知該溢流閥壓力調節(jié)螺釘可調至最小的設定壓力為

0.5 MPa，根據(jù)調節(jié)彈簧的線性特點，通過式（1）計算，

將設定壓力從最小設定壓力調整至約 19 MPa 所需要

旋緊壓力調節(jié)螺釘?shù)娜?shù)（n）用式 (1) 表示。

n fi ff (1) ff ( ) p p / ( ) p p

n s 0

1 0

0

式中：

p1 ——該溢流閥最大設定壓力，35 MPa；

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 33

安全分析

Safety Analysis

p0 ——該溢流閥最小設定壓力，0.5 MPa；

n0 ——調節(jié)螺釘?shù)男谐倘?shù)，5 圈；

ps ——壓力設定值，MPa；

n ——需要旋緊壓力調節(jié)螺釘?shù)娜?shù)，圈。

在泄壓閥試驗臺使用液壓油對調整后的溢流

閥開展啟跳試驗，配合壓力調節(jié)螺釘微調，按照

GB/T 12 243—2021《彈簧直接載荷式安全閥》要求

連續(xù) 3 次啟跳壓力均在 19（1±3%）MPa 范圍內，試

驗結果見表 2，溢流閥啟跳順暢，回座無卡澀。試驗

合格后回裝溢流閥至抗燃油系統(tǒng)，啟動主油泵，監(jiān)測

溢流閥閥后管道溫度明顯低于入口溫度，且主油泵的

運行電流在23 A，則確認溢流閥無泄漏，過熱問題消除。

啟跳試驗 啟跳壓力 /MPa 壓力驗收標準 /MPa 與設定值偏差 /%

第 1 次 19.43 19.19 ～ 19.57 2.26

第 2 次 19.27 19.19 ～ 19.57 1.42

第 3 次 19.36 19.19 ～ 19.57 1.89

表 2 溢流閥設定壓力啟跳試驗

4.2 劣化抗燃油處置

鑒于劣化抗燃油各主要指標已嚴重超標，停機對

劣化的抗燃油全部置換并盡可能對抗燃油系統(tǒng)沖洗和

清潔：

1）打開抗燃油系統(tǒng)所有回油閥將系統(tǒng)內劣化抗燃

油返回油箱。

2）拆除并更換系統(tǒng)所有濾芯，使用丙酮清理過濾

器殘油。

3）將劣化抗燃油導入廢油收集箱，打開抗燃油油

箱人孔門，清除油箱底部殘油，使用丙酮清潔油箱壁面。

4）向油箱加入新的抗燃油，使用臨時管連接系統(tǒng)

回油管至廢油收集箱。

5）啟動主油泵，待油壓建立后，分別快關主汽閥

和調閥，重復該動作數(shù)次，對油管路進行沖洗。

為減少汽輪機停機時間，更換新抗燃油后不進行

系統(tǒng)沖洗，通過多次開關主汽閥和調閥將系統(tǒng)內的局

部殘油沖出與新油混合。經(jīng)過對劣化抗燃油的置換，

抗燃油指標已大幅改善，機組起機。因無法徹底對劣

化的抗燃油系統(tǒng)沖洗更換，機組啟動時更換后的抗燃

油酸值略高為 0.15 mg/g，顏色也略深。為保證抗燃

油使用壽命，必須采用在線除水和再生方式處理。

抗燃油的酸值在線再生處理目前主要有吸附再生

和離子交換樹脂再生等方式。其中，吸附再生的介質

有多種，如極性硅鋁吸附劑、分子篩、硅藻土和氧化鋁。

離子交換是通過樹脂的離子交換作用除去油中的陰、

陽離子，達到降低酸值的目的。采用極性硅鋁吸附劑

抗燃油再生裝置處理酸值超標的劣化抗燃油被證明是

有效的，同時極性硅鋁吸附劑還能很好地改善抗燃油

電導率 [7-10]。通過采用西安熱工研究院有限公司研發(fā)

的極性硅鋁吸附劑在線處理裝置，在較短時間內對該

核電廠汽輪機更換后的抗燃油完成在線處理，經(jīng)檢驗

凈化再生后的抗燃油各主要指標均滿足要求，見表 3。

檢測項目 檢測結果 運行抗燃油質量標準

顏色 淡黃色 無色或淡黃

密度（20 ℃）/(kg/m3

) 1145 1 130 ～ 1 170

運動粘度（40 ℃）/(mm2

/s) 46 39.1 ～ 52.9

酸值 /(mg/g) 0.06 ≤ 0.1

閃點 /℃ ≥ 240 353

顆粒污染度，SAE AS4059F 級 3 ≤ 5

電阻率 /(Ω·cm) 5×1010 ≥ 5.0×109

含水量 /(mg/L) 200 ≤ 1000

表 3 凈化再生后的抗燃油取樣分析結果

5 結束語

1）該核電汽輪機抗燃油系統(tǒng)主油泵出口溢流閥卡

澀溢流產(chǎn)生局部過熱是抗燃油劣化的根本原因。

2）抗燃油系統(tǒng)溢流閥為精密部件，運行中在保障

抗燃油品質的同時需定期拆解檢查并校驗。

3）通過對抗燃油系統(tǒng)劣化抗燃油的置換，管路沖

洗，油箱清潔，過濾器清洗和濾芯的更換，配合在線

的凈化再生裝置，在較短時間內使抗燃油品質達標，

為機組穩(wěn)定運行提供基礎。

4）抗燃油顏色、酸值、顆粒污染度、含水量和電

阻率可作為電廠運行期間抗燃油油品監(jiān)測的關鍵指標，

任何指標異常，應引起足夠重視，立即排查原因并及

時處理，避免油質進一步惡化。

參考文獻

[1] 李合友 .夏季抗燃油水分高原因分析與治理 [J].東

北電力技術 ,2021,42(07):28-30.

[2] 張 志強 , 吳瓊 ,雷水 雄 ,等 . 抗 燃油 泡 沫 特

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[3] 李元斌 ,朱玉華 . 抗燃油劣化產(chǎn)物成分的綜合分析

與處理 [J].黑龍江電力,2019,41(04):342-346.

（下轉第 51 頁）

34 2023.01 設備監(jiān)理

安全分析

Safety Analysis

作者簡介：邊遠（1986 ～ )，男，本科，工程師，從事工程

建設和天然氣場站、輸氣管道及其配套設備設施的維修管理工作。

通訊作者：邊遠，E-mail: 1064845737@qq.com。

（收稿日期：2022-11-18）

在役輸氣站場焊縫隱患排查治理的

分析與討論

邊 遠

（中海福建天然氣有限責任公司 莆田 351100）

摘 要：輸氣站場作為供氣的重要紐帶，其安全平穩(wěn)運行與用戶密切相關，需重點關注。如何排查并治

理在役站場的安全隱患如焊縫質量問題，實現(xiàn)本質安全，是保證安全平穩(wěn)運行的關鍵途徑之一。在法定檢驗、

日常排查、全面檢測的過程中會發(fā)現(xiàn)此類問題。本文通過與實踐案例結合進行分析，認為在建設期施工質量

把控不嚴、檢驗標準的更新等因素，使站場在運行中存在隱患，同時闡述了流程化的治理過程。

關鍵詞：隱患排查 焊縫缺陷 無損檢測 焊縫復檢

Analysis and Discussion on the Investigation and Treatment of Potential

Weld Defects in Service Gas Transmission Station

Bian Yuan

(China Shipping Fujian Natural Gas Co., Ltd. Putian 351100)

Abstract As an important link of gas supply, the safe and smooth operation of gas transmission station

is closely related to users. How to check and control the safety risks in service station yard, such as weld quality

problems, to achieve intrinsic safety is one of the key ways to ensure safe and smooth operation. Such problems will

be found in the process of legal inspection, daily investigation and comprehensive inspection. This paper, through

combining with the analysis of practical cases, believes that the factors such as lax control of construction quality and

updating of inspection standards during the construction period lead to hidden dangers in the operation of the station

yard, and expounds the procedural management process.

Keywords Hidden trouble investigation Weld defect Nondestructive testing Weld reinspection

中圖分類號：TB496 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2023)02-0034-03 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2023.02.008

法定檢驗作為特種設備安全監(jiān)督管理部門考核輸

氣站場安全運行的重要手段，同時也是運營單位了解

自身特種設備情況的一個途徑。在一次法檢中發(fā)現(xiàn)壓

力管道焊縫存在超標缺陷，運營單位在進行整改的同

時，還會內部自行擴大隱患排查范圍，保證站場的安

全平穩(wěn)運行。下面針對一座運行 10 年的輸氣站（見圖

1）焊縫缺陷排查與治理過程展開討論與分析。

圖 1 輸氣站場圖

1 隱患排查過程

1.1 初期排查

2021 年，在對一輸氣站內所有焊口進行射線檢測

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 35

安全分析

Safety Analysis

復查時，當采用 NB/T 47013—2015 《承壓設備無損

檢測》進行復檢復評時，發(fā)現(xiàn)排查焊口的不合格率高

達 50% 以上，經(jīng)查閱設計資料發(fā)現(xiàn)，站場建設時無損

檢測標準執(zhí)行的是 SY/T 4109—2020《石油天然氣鋼

質管道無損檢測》，兩者對焊接缺陷的判定存在差異，

前者更為嚴格，當與特種設備安全監(jiān)督管理部門溝通

了解后，在先期的站場建設時按照此標準進行建設符

合相關規(guī)范規(guī)定。為保證隱患排查效果，還是對照設

計時的標準進行了復評 [1-2]。

1.2 深入研判

在對照 SY/T 4109《石油天然氣鋼質管道無損

檢測》2020 版和 2009 版時發(fā)現(xiàn)，兩版標準中，對圓

形缺陷的評定標準一致，對條形缺欠、未熔合的評定

2020 版更寬松，對內凹的評定 2020 版更嚴謹，即使

采用寬松的評定條件對缺陷進行判別，還是發(fā)現(xiàn)了一

些焊縫的超標缺陷，見圖 2，由此可推斷出在建設期

施工質量存在問題。

圖 2 焊縫質量問題

2 治理方向

2.1 組織專家分析

運營單位遇到影響安全運行的問題，一般會請專

業(yè)人士進行評判和研討，對于站場內的焊縫缺陷一般

會邀請焊接工藝、材料學、安全評估、管道工程等方

面的專家進行針對性分析，找出原因，給出處理建議。

2.2 缺陷的溯源分析

對建設主材進行溯源分析，結合竣工檔案查驗鋼

管、三通、彎頭、支管臺、法蘭等管材管件質量證明

文件的查驗情況，文件中原材料復檢、熱處理、無損

檢測、報驗等結果應記錄完整無質量問題，焊接材料

應有質量證明文件、復檢報告等資料。

對建設期無損檢測情況進行溯源分析，無損檢測

底片作為重要的焊縫質量記錄材料，應檢查檢測指令

和記錄是否存在漏檢的焊縫。對所有底片對照當時的

執(zhí)行標準，進行復評，查看是否有錯評和漏評問題。

重點檢查不合格焊縫的返修記錄及返修結果。

對焊縫缺陷形成進行溯源分析，不合格焊口主要

缺陷有圓形缺陷（密集氣孔）、未熔合、內凹，分析

在建設期可能存在焊接工藝落實不到位、焊接參數(shù)選

擇不正確、焊工技能水平參差不齊等問題，造成未熔合、

內凹等焊縫根部缺陷。結合施工環(huán)境分析，施工時的

防風、預熱措施未落實到位，造成密集氣孔缺陷占缺

陷總數(shù)的比例較大。

2.3 缺陷的處理原則

針對隱患排查中出現(xiàn)大比例的缺陷，一般采取更

換或維修的方式進行處理。對于涉及焊縫發(fā)現(xiàn)的裂紋、

根部缺陷以及二次返修缺陷的焊縫應采用更換方式進

行維修。

對于所涉及管件缺陷的焊縫，為避免返修帶來的

應力集中也建議全部進行更換。

對于其他類缺陷，且未經(jīng)返修處理的可采取返修

方式對焊縫進行處理。

3 治理過程

3.1 治理方案的分類

為保證治理工作的有序順利進行，在輸氣站內施

工時，應通過收集竣工資料、設計資料、設備材料質

量證明文件，組織編制土建施工方案、吊裝作業(yè)方案、

動火焊接方案、管道試壓吹掃、干燥置換方案、射線

檢測防護方案以及停產(chǎn)后復產(chǎn)的工藝操作方案等。

3.2 安全及技術措施

相對于站場的建設，站場運行后的焊縫缺陷維修

更加復雜，需充分考慮已有設備的情況，作業(yè)面小、

投產(chǎn)壓力大、施工單位和人員多。在施工時應根據(jù)施

工計劃以施工節(jié)點為主線，以人員管控為重點，以設備、

機具管理為支撐，認真履行職責，緊盯作業(yè)中的重點

過程和關鍵環(huán)節(jié)，確保安全措施的落實、施工作業(yè)安全。

1）把好安全準入關。建立人員信息臺賬、設備機

具臺賬，并對人員及設備資質進行嚴格審核。同時，

對施工單位制定的施工組織設計和專項施工方案進行

詳細審核，并給予合理化建議和提出管控要求。2）做

36 2023.01 設備監(jiān)理

安全分析

Safety Analysis

好安全培訓教育及應急演練。施工前期，應組織施工

人員開展入場前安全培訓，確保相關人員了解施工區(qū)

域風險及緊急應對措施。同時執(zhí)行安全技術交底，開

展作業(yè)前應急演練，有效保證施工安全。3）嚴格執(zhí)行

現(xiàn)場作業(yè)許可制度和監(jiān)護人制度。組織動火、高處、

射線、管道試壓等特種作業(yè)許可管理培訓及考核，進

一步強化作業(yè)監(jiān)護人員安全技能和綜合素質，有效管

控作業(yè)現(xiàn)場安全。

3.3 施工組織

面對影響輸氣站平穩(wěn)安全運行的情況，運營單位

應組織本單位的應急保運隊伍迅速進場開展先期處理

工作。實行分區(qū)管理，作業(yè)現(xiàn)場應設材料區(qū)、預制區(qū)、

施工區(qū)以及廢料堆放區(qū)。施工區(qū)又根據(jù)站內工藝區(qū)域

劃分多個作業(yè)點開展作業(yè)，并落實管理責任，有序地

將土建、防腐、焊接、機械安裝以及電儀線路拆裝等，

多專業(yè)作業(yè)人員在站內全面鋪開并做好各工序的銜接，

以確保施工進度。

3.4 安全管理

1）發(fā)現(xiàn)任何不安全行為應立即制止，并對責任人

員進行說服教育；2）施工過程中，應主動規(guī)范施工布

線、作業(yè)坑圍擋，為現(xiàn)場安全文明施工起示范作用；

3）從基坑開挖到管托支護，從管線吊裝到試壓檢查，

每一個施工作業(yè)點都應有安全人員全程跟蹤，現(xiàn)場提

出安全合理化建議，全力保障施工作業(yè)安全。

3.5 合規(guī)管理

應確保維修工作合規(guī)開展，嚴格按照項目建設程

序組織實施，作業(yè)前向特種設備監(jiān)督檢驗機構進行了

告知，嚴格按照規(guī)范要求履行作業(yè)方案報批，特殊工

種均應經(jīng)過嚴格考試入場，管道壓力試驗嚴格按規(guī)范

試壓，規(guī)范工程檔案編制，確保及時有效歸檔。

3.6 質量控制

1）應嚴把材料入場關。嚴格核查材料廠家的資質，

從源頭上管控材料質量，材料到場后由專業(yè)工程師進

行現(xiàn)場驗收，核驗質量證明文件，保證材料的符合性。

2）應嚴把人員入場關。保證所有人員作業(yè)前經(jīng)過

安全培訓，所有特殊工種持證上崗，特別是焊接人員

資質的審查，一一核對焊工證的合格項目與現(xiàn)場焊接

工藝的符合性，并組織焊接人員進行入場實操考試，

嚴格按照施工要求的焊接工藝進行考核，對焊接考試

試件進行 100% 射線檢測。

3）應嚴把關鍵設備入場關。對于施工現(xiàn)場應用的

動力設備、焊接設備、打壓設備、吹掃干燥設備等，

嚴格履行報批制度，并且在現(xiàn)場使用前由專業(yè)人員

一一核對，現(xiàn)場測試合格后，方可投入使用。

4）應嚴把施工過程關。在焊接作業(yè)過程中應嚴格

執(zhí)行焊接工藝的要求，按照焊接層數(shù)詳細記錄焊接電

流、電弧電壓、層間溫度等工藝參數(shù)。采用紅外線測

溫槍實時監(jiān)控焊接過程溫度。針對施工環(huán)境制作防風棚、

防風擋板等，有效落實防風措施；針對濕度大、返修條

件受限等問題，應嚴格執(zhí)行焊前預熱要求，規(guī)定從預熱

到焊接的最小間隔時間，多措并舉保證焊接質量。

5）應嚴把數(shù)據(jù)記錄關。監(jiān)督過程記錄資料的完整

性情況，尤其是關鍵且持續(xù)時間長的焊接和壓力試驗

工作。焊接過程的記錄，嚴格落實標準化記錄，精確

到每一道焊口、每一位焊工甚至每一道焊縫的參數(shù)調

節(jié)、預熱溫度等，準確記錄，并對施工記錄實行現(xiàn)場

記錄人員、質檢員的雙簽核對機制，保證數(shù)據(jù)的準確性。

壓力試驗過程的記錄，既要保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性，又要

對實時壓力進行分析，對壓力曲線的走向進行預測，

需要試壓人員 24 h 堅守在壓力天平前進行數(shù)據(jù)記錄，

尤其是在每一個升壓、降壓階段，準確地記錄初始值，

對壓力試驗的成功與否起著至關重要的對比作用。

6）應嚴把焊接檢測關。為驗證施工質量，同時保

證檢測結果的可靠性，對維修焊縫，要求檢測單位派

III 級評片人員駐場評審，同時委托第四方有資質的無

損檢測單位，對所有底片進行復評并出具復評報告。

3.7 進度控制

面對投產(chǎn)壓力，為確保按期完成維修，一方面應

積極協(xié)調建設期施工方、監(jiān)理方、檢測方到場進行維

修工作，另一方面應落實土建開挖、無損檢測、施工

設備及材料入場準備工作。1）集中辦公編審方案。為

確保施工過程有依可循，組織現(xiàn)場業(yè)主方、施工方、

監(jiān)理方、檢測方進行集中辦公，對施工組織設計、吊

裝作業(yè)、壓力試驗、射線檢測防護、土建施工等施工

方案集中編寫、審核，提升工作效率，促使搶修工作

盡快開展。2）優(yōu)化工期計劃。針對管線維修工作量大、

工期要求緊的特點，繪制施工進度橫道圖，并對施工

過程實施動態(tài)管理，加強溝通，確保施工工序有效銜接。

（下轉第 58 頁）

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 37

安全分析

Safety Analysis

660 MW 超臨界 CFB 鍋爐受熱面

常見問題分析

尉 君

（蘇晉朔州煤矸石發(fā)電有限公司 朔州 036000）

摘 要：本文針對 660 MW 超臨界循環(huán)流化床（CFB）鍋爐投運 2 年以來水冷壁和外置床發(fā)生的設計問題

及運行過程中易出現(xiàn)的故障進行了全面原因分析，并提出了主要解決措施。通過對受熱面出現(xiàn)的一系列問題

原因進行分析，為后續(xù)更大容量循環(huán)流化床機組的設計提供借鑒，通過采取針對性措施，大大提高了鍋爐運

行的穩(wěn)定性和可靠性。

關鍵詞：磨損 超臨界循環(huán)流化床（CFB）鍋爐 水冷壁 外置床 泄漏

Analysis of Problems on Heating Surface of

660 MW Supercritical CFB Boiler

Yu Jun

(Sujin Shuozhou Gangue Power Generation Co., Ltd. Shuozhou 036000)

Abstract This paper analyzes the design problems of water wall and external bed and the faults those are

easy to occur during operation of the 660 MW supercritical CFB boiler since it was put into operation two years

ago, and introduces the main solutions. By analyzing the causes of a series of problems on the heating surface, it can

provide reference for the subsequent design of larger capacity CFB units. By taking targeted measures, the stability and

reliability of boiler operation have been greatly improved.

Keywords Abrasion Supercritical circulating fluidized bed (CFB) boiler Water wall External fluidized bed

Leakage

中圖分類號：TB496 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2023)02-0037-03 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2023.02.009

作者簡介：尉君（1986 ～ )，男，碩士，工程師，從事循環(huán)

流化床鍋爐機組運行維護工作。

通訊作者：尉君，E-mail: 576819904@qq.com。

（收稿日期：2022-11-02）

筆者公司的 2×660 MW CFB 鍋爐為東方鍋爐廠

自主開發(fā)的 DG2162.3/25.4-Ⅱ 1 型雙布風板、單爐膛超

臨界循環(huán)流化床（CFB）直流鍋爐。鍋爐四面墻由膜式水

冷壁組成，爐內僅布置 20 片屏式過熱器。尾部煙道受熱

面從上到下依次為低溫過熱器、低溫再熱器、上級省煤

器和下級省煤器。6 個外置床內左右對稱分別布置中溫

過熱器 1、中溫過熱器 2 及高溫再熱器。靠爐前的 2 個外

置床中布置的是高溫再熱器，通過調整灰控閥的開度控

制回料量來控制再熱蒸汽的出口溫度；中間的 2 個外置

床中布置的是二級中溫過熱器，作為床溫調節(jié)的輔助手

段，通過調整灰控閥的開度控制回料量來輔助控制床溫；

靠爐后的 2 個外置床中布置的是一級中溫過熱器，通過

調整灰控閥的開度控制回料量來調節(jié)床溫。

1 水冷壁常見問題、原因分析及采取措施

鍋爐爐膛由水冷壁前墻、后墻、兩側墻、爐內中

隔墻以及水冷風室構成。兩內側水冷壁在中隔墻水冷

壁下集箱處匯集后，從中隔墻下集箱間隔引出上行管

屏在爐膛內部形成中隔墻。間隔布置的中隔墻膜式水

冷壁留有煙氣通道，便于平衡爐內壓力。四面墻水

冷壁管子以標高 36.7 m 為界，上部為 φ33.4 mm×

7.1 mm 的管子，下部為 φ28.6 mm×5.6 mm 的管子，

管子材質均為 12Cr1MoVG，標高 18.2 m 以下均敷設

38 2023.01 設備監(jiān)理

安全分析

Safety Analysis

澆注料。前后墻均為 365 根水冷壁管，左右墻均為

697 根水冷壁管 [1]。

1.1 水冷壁常見泄漏位置原因分析及采取措施

機組自投產(chǎn) 2 年以來發(fā)生多次水冷壁泄漏導致停

機事件，主要泄漏位置為以下幾處：

1）36.7 m 處為水冷壁管變徑位置泄漏，此處也是

汽水兩相的相變點，究其原因主要是：鰭片焊接時焊

工操作不當，鰭片角焊縫存在內部缺陷，受外力作用

延伸至管子母材，在高溫高壓作用下引起管子泄漏；

焊工打磨時操作不當傷到管子母材，使管子壁厚減薄，

在熱態(tài)工況下出現(xiàn)泄漏。

2）外置床至爐膛密封盒處水冷壁、回料器至爐膛

密封盒處水冷壁泄漏。究其原因主要是：爐膛開孔區(qū)

域水冷壁背火面均設計用于密封盒安裝的預埋件，要

求密封盒必須焊接在預埋件上，在工程施工時安裝單

位未將密封盒正確焊接在管壁預埋件上，且焊接工藝

控制不良，造成局部區(qū)域應力集中效應顯著增大，熱

態(tài)時在外部拉應力下造成泄漏。

3）內側上二次風噴口澆注料磨損后導致的水冷壁

磨損爆管。鍋爐在標高 16.25 m 處褲衩腿的 2 個斜面

上各布置 5 個內側上二次風噴口，二次風噴口采用材

質為 ZG4Cr25Ni12Mn2NRe 的耐磨鑄件，二次風噴口

四周敷設耐火耐磨澆注料，與爐膛密相區(qū)澆注料厚度

一致，平滑連接 [2]。二次風是為了保證燃料燃燒所需

氧量和物料的充分混合，強化燃燒。二次風的設計要

有足夠的穿透能力，所以二次風布置是從爐膛短方向

進入，形成射入爐膛燃燒室的強沖空氣流。此處泄漏

的主要原因是：爐膛燃燒時四周近壁環(huán)形區(qū)顆粒團向

下沉降，當顆粒團下降到噴口處，受二次風空氣流影響，

改變顆粒團的運動方向，使其沖刷稍有不平整的澆注

料，澆注料受到長期沖刷后脫落，繼而使水冷壁暴露

到煙氣中受磨損，當管子受吹損后有效厚度減薄到不

足以維持內部強度而發(fā)生泄漏。

針對以上 3 處水冷壁多次泄漏區(qū)域，利用機組小

修有針對性地制定了控制措施：1）對 36.7 m 處變徑

管的上下焊縫進行 100% 射線檢查，對變徑管兩邊鰭

片焊縫進行 100% 著色檢查，對不合格焊縫進行修復

處理；2）將外置床至爐膛的密封盒、回料器至爐膛的

密封盒全部拆開，全面檢查其安裝是否合格，不合格

的重新處理；3）將內側上二次風噴口四周澆注料增加

凸臺，增加其耐火耐磨層厚度，從而延緩澆注料脫落

速度。經(jīng)過2次小修后，以上位置暫未發(fā)生水冷壁泄漏，

鍋爐可靠性大大提高 [3]。

1.2 水冷壁常見磨損區(qū)域原因分析及采取措施

鍋爐受燃煤顆粒度大、機組常年負荷率較高等因

素影響，某些特定區(qū)域磨損相對嚴重。

1）密相區(qū)爐膛四角。原設計的爐膛四角敷設了澆

注料凸臺，高于整個密相區(qū)澆注料截止線約 0.5 m，貼

壁顆粒流與澆注料碰撞后流向發(fā)生改變，對澆注料兩

側的管子形成斜向下的沖刷，導致澆注料兩側管子單

面磨損。針對此區(qū)域的磨損情況，采取的措施為：更

換磨損超標管段，拆除水冷壁四角澆注料，將四角澆

注料高度恢復至密相區(qū)澆注料截止線平齊位置，同時

去除管子上的爪釘及殘留物并打磨，確保管子表面光

滑。采取措施后四角水冷壁磨損率大大降低。

2）中隔墻集箱前后端蓋澆注料根部的前后墻水冷

壁管子。中隔墻端蓋處澆注料形成圓弧形的澆注料截止

線，澆注料兩邊的管子受到顆粒流的碰撞及橫向沖刷，

導致管子磨損。針對此處的管子，采取措施為：擴大澆注

料覆蓋范圍，將磨損嚴重區(qū)域都增設耐磨澆注料。

3）澆注料截止線以上 5 m 區(qū)域內的前、后墻水冷

壁。鍋爐此區(qū)域水冷壁磨損非常嚴重，每次計劃檢修

換管數(shù)量接近 300 根。分析原因：（1）循環(huán)流化床鍋

爐內存在中心區(qū)域顆粒濃度低且總體向上運動、邊壁

區(qū)域顆粒濃度高且總體向下運動的“環(huán) - 核”流動結

構，此區(qū)域本身受內循環(huán)的作用，大量固體顆粒沿爐

膛四壁重新回落，形成熱灰的貼壁流對水冷壁管進行

劇烈沖刷；（2）機組負荷率較高，一次風速也較高，

大量煙氣和固體顆粒在上升過程中對水冷壁管進行沖

刷；（3）此區(qū)域與內外二次風口標高接近，二次風對

此處的風向擾動較大，加之中隔墻的節(jié)流作用，風速

也有所增加，存在局部渦流，反復對水冷壁進行刨削；

（4）每次檢修此區(qū)域換管量大，換管后的鰭片打磨的

不夠光滑，對氣流造成導向作用或產(chǎn)生局部渦輪，加

劇部分管子的磨損。

針對此區(qū)域水冷壁的磨損問題，由于爐內流場短

時間內暫未掌握，通過調研同類電廠的防磨經(jīng)驗，受

熱面防磨方案諸多，有可塑料防磨梁、鋼帶防磨格柵、

冷噴涂、熱噴涂、非晶合金噴涂、熔敷等，但各種方

案各有利弊，最終采取加裝防磨格柵，根據(jù)標高從下

到上每隔 0.5 m 加裝一層防磨格柵，效果正在持續(xù)驗

證中 [4]。

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 39

安全分析

Safety Analysis

2 外置床內受熱面常見問題、原因分析

及采取措施

設置外置床的初衷是為了解決爐內受熱面布置空

間不足的問題，其主要作用是將循環(huán)灰載有的熱量傳

遞給其內布置的受熱面，外置床采用低速鼓泡流化床

運行方式，因為循環(huán)灰平均粒徑較小，所以灰粒對管

子的磨損很小，外置床內受熱面的主要磨損表現(xiàn)為機

械磨損，即管子與管子之間的碰撞磨損。主要表現(xiàn)在

以下 2 方面：

2.1 兩懸吊管之間相互碰磨

外置床內受熱面設計 2 排懸吊管，沿灰流向，分

別稱為懸吊管 1 和懸吊管 2，原設計的懸吊管 1 水平

段與懸吊管 2 的彎頭正好在同一標高，理論上不存在

碰磨，但實際上受安裝誤差及運行后管子振動的影響，

兩懸吊管之間發(fā)生碰磨，經(jīng)過對懸吊管 1 進行移位

處理，使其水平段標高降低，徹底解決了懸吊管碰磨

問題。

2.2 外置床固定角鋼與管子之間碰磨

外置床固定角鋼的作用是按管屏分組進行固定，

防止管子與管子之間由于振動發(fā)生碰撞，原設計角鋼

與管屏之間間隙約 5 mm，理論上不會發(fā)生碰磨，但實

際運行后受金屬材料的熱脹冷縮、受熱面的振動以及

部分角鋼發(fā)生變形、開焊等因素影響，角鋼與管屏之

間的間隙變小，會發(fā)生碰撞，碰撞后使管子的局部產(chǎn)

生很深的坑，無法測厚。針對此缺陷，將外置床角鋼

進行移位處理，使其焊接于管子墊塊上，讓其與管子

之間保持 4 cm 的距離，徹底解決了碰磨問題 [5]。

3 尾部煙道受熱面常見問題、原因分析及

采取措施

3.1 水平段防磨瓦翻轉原因及采取措施

低過水平段防磨瓦翻轉的原因：1）防磨瓦未搭接

到管子兩端的防轉擋塊上；2）防磨瓦施工工藝不良，

卡箍未卡緊。

采取的措施：1）對于兩側部分的防磨蓋板，靠近

懸吊管一段不留間隙并點焊固定，預留 10 mm 膨脹間

隙在中間，間隙上用壓板覆蓋，壓板僅與一側的防磨

蓋板焊接；2）對于低過中間約 2.5 m 長度的防磨蓋板，

將開裂部分的焊縫磨掉，兩側不留間隙并點焊固定，

預留的 20 mm 膨脹間隙留在中間，間隙上用壓板覆蓋，

壓板僅與一側的防磨蓋板焊接，每塊單獨的防磨瓦都

是一端焊接，另一端自由。防磨瓦與壓板安裝時用 F

扳手卡緊后再施焊，壓板僅與防磨蓋板焊接，焊后防

磨蓋板能在管子上滑動。

3.2 吊掛管防磨瓦變形原因及采取措施

吊掛管防磨瓦變形的原因：1）吊掛管防磨瓦標高

69.5 以上均為φ57 mm×13.5 mm 的管子，防磨瓦總長

約 8 m，吊掛管材質為 15Cr1MoG, 在 0 ～500 ℃范圍內

的線膨脹系數(shù)為 13.88×10-6, 防磨瓦材質為 309S，在

0 ～ 900 ℃范圍內的線膨脹系數(shù)為 18.9×10-6，吊掛管

最高汽溫約 420 ℃，吊掛管最高煙溫約 860 ℃，經(jīng)計

算在額定負荷時防磨瓦需預留約 83 mm 膨脹間隙。防

磨蓋板設計預留 20 mm 膨脹間隙，遠低于實際膨脹量，

導致膨脹受阻，大量防磨蓋板折斷或嚴重變形；2）防

磨瓦卡箍未卡緊，上部防磨瓦向下滑落時與下部防磨

瓦擠壓導致折斷。

采取的措施：上下均固定，在中間位置預留 80 mm

膨脹間隙，間隙上用壓板覆蓋，壓板僅與一側的防磨蓋

板焊接，覆蓋防磨蓋板 5 mm，防磨瓦與壓板安裝時用 F

扳手卡緊后再施焊。

4 結束語

文章對 660 MW 超臨界循環(huán)流化床鍋爐投產(chǎn) 2 年

以來發(fā)生的受熱面相關問題進行深入全面的分析，

對水冷壁和外置床等受熱面常見的故障原因及解決

方案進行了闡述。660 MW 循環(huán)流化床鍋爐本身就是

以 300 MW 循環(huán)流化床鍋爐為基礎進行放大設計的，

其結構復雜性及運行經(jīng)驗的缺乏性也屬國內之最。雖

有缺陷，但整體受熱面的材質選擇相對比較高配，

#2 機組已創(chuàng)下了連續(xù)安全穩(wěn)定運行 196 d 的記錄，希

望未來的 700 MW 甚至 1 000 MW 的超超臨界循環(huán)流

化床鍋爐在以后的設計中能受到一定啟發(fā)，將問題消

滅在萌芽階段。

參考文獻

[1] 黃中.循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)化改造技術 [M].北京：中

國電力出版社，2019.

（下轉第 58 頁）

40 2023.01 設備監(jiān)理

安全分析

Safety Analysis

柴油機消防泵振動原因分析與解決措施

武 煒 孫立軍 信和勇

（中海石油（中國）有限公司海南分公司 海口 570100)

摘 要：消防泵作為海上油氣生產(chǎn)平臺的關鍵設備，在保障平臺安全平穩(wěn)生產(chǎn)中起著重要作用。本文通

過對某海上油氣平臺柴油機消防泵機組的振動故障進行詳細分析、系統(tǒng)拆檢及全面排查處理，提出了相應的

消振、流程優(yōu)化等措施，排除了機組振動故障，消除了設備隱患，保障了消防泵的可靠性，并為解決其他類

似機組振動超標故障提供經(jīng)驗借鑒。

關鍵詞：柴油機 消防泵 振動分析 解決措施

Cause Analysis and Solution of Vibration of Diesel Engine Firewater Pump

Wu Wei Sun Lijun Xin Heyong

(CNOOC (China) Limited Hainan Branch Haikou 570100)

Abstract As the key equipment of offshore oil and gas production platform, firewater pump plays a vital role

in ensuring the safe and stable production of the platform. In this paper, the vibration fault of diesel engine firewater

pump unit of an offshore oil and gas platform is analyzed in detail, the system is disassembled and inspected, and

the comprehensive troubleshooting is carried out, and the corresponding vibration elimination, process optimization

and other measures are put forward to eliminate the vibration fault of the unit, eliminate the hidden danger of the

equipment, ensure the reliability of the firewater pump, and provide experience for solving the vibration fault of other

similar units.

Keywords Diesel engine Firewater pump Vibration analysis Solutions

中圖分類號：TB496 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2023)02-0040-03 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2023.02.010

作者簡介：武煒（1987 ～ )，男，本科，工程師，從事油氣

田生產(chǎn)設備維護管理工作。

通訊作者：武煒，E-mail: wuwei24@cnooc.com.cn。

（收稿日期：2022-11-16）

消防泵是海上油氣田生產(chǎn)平臺的重要關鍵設備，

該泵的設計是在發(fā)生緊急情況時（火災）為消防系統(tǒng)

提供一定壓力、流量的連續(xù)可靠的消防水，為平臺提

供必要的安全保障。

某海上平臺消防泵應用 FLOWAY PUMPS 16KM

型長軸深井泵，采用井上柴油機驅動，動力輸出由十

字軸式萬向聯(lián)軸器和一對錐齒輪嚙合式齒輪箱變向傳

動。該泵在一次現(xiàn)場運行測試時發(fā)現(xiàn)振動異常，無液

體泵出，之后歷經(jīng)多次拔泵拆解組裝維修，均伴隨有

高振動現(xiàn)象，甚至發(fā)生泵揚水管斷裂事件。本文針對

該振動故障展開分析并處理。

1 結構組成及性能參數(shù)

1.1 消防泵的組成

應用于海上油氣平臺的消防泵主要有 2 種類型：

一種是驅動電機在水下的，這種泵一般稱為潛水泵；

另一種是驅動裝置安裝在平臺上面，泵傳動軸很長，

為長軸深井泵，用柴油機或電機驅動。長軸深井泵由

三部分組成（如圖 1 所示）：第一部分，泵體部分（泵

軸、葉輪、泵碗等），葉輪在泵碗中高速旋轉運動產(chǎn)

生離心力完成甩水提水過程；第二部分，帶傳動軸的

揚水管部分，包括傳動軸、聯(lián)軸節(jié)、帶有石墨軸承的

扶正器、揚水管等部件，主要起傳遞動力，扶正支撐，

輸送海水的作用；第三部分，安裝在平臺上的部分，

包括泵安裝支座、泵排放頭、傳動頭軸、齒輪箱、聯(lián)

軸器、電機或柴油機等，主要起支撐揚水管和泵體、

變向、傳遞運動和扭矩等作用 [1]。

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 41

安全分析

Safety Analysis

圖 1 長軸深井泵示意圖

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1.2 機組參數(shù)

泵：Floway Model 16 MKM，立式 4 級潛水離心

泵，設計流量、壓力分別為 567.75 m3

/h、1.03 MPa；

共 9 根長軸 φ1 11/16'' ×120'' 長，1 根傳動頭軸

φ1 11/16'' ×106 1/2'' 長，1 根底軸 φ1 11/16'' ×60''

長，1 根泵軸 φ2 1/4'' ×74 1/2'' 長，K-500 MONEL

材質；9 根長揚水管 φ12'' ×10' 長，2 根短揚水管

φ12'' ×5' 長，玻璃鋼材質，總重約 2.7 t。

柴油機：420HP CAT 3406 BTA，氣啟動，水冷，

冷卻水與海水換熱，900 ～ 1 800 r/min，泵出口壓力

為 1.31 MPa。

齒輪箱：Randolph gear drive，Model G400，400HP

（1 HP=298.28 kW），圓錐齒輪，風冷，傳動比為 1。

2 振動原因分析

引起振動的原因是多方面的，鑒于機組振動嚴重，

甚至出現(xiàn)過泵揚水管斷裂的情況，查閱消防泵的安裝使

用說明書、操作手冊等技術資料，從機組結構、設備安裝、

相關管路、支座等方面對振動現(xiàn)象的原因進行探討分析。

2.1 柴油機

柴油機零部件加工或者裝配不合格，使柴油機結構

不平衡；各缸工作過程不平衡；柴油機安裝不正確，安裝

基礎不牢靠或由于腐蝕造成剛度減弱；固定地腳螺栓松

動；調整墊片未完全緊密貼合，存在虛腳；機件磨損，結

構件松動。以上這些原因都會引起柴油機的振動。

2.2 齒輪箱

齒輪箱的振動可由多方面原因造成，如轉動件偏心、

軸承 / 齒輪故障、基礎松動等原因。另外，齒輪加工、裝

配誤差，嚙合時輪齒剛度周期性變動，以上均導致齒輪

產(chǎn)生圓周、徑向和軸向的振動，不但影響傳動精度，產(chǎn)生

噪聲，而且通過軸、軸承成為泵組其他零部件的振源。

2.3 泵底座及揚水管

泵安裝支座與排放頭間加裝的調平墊片安裝不規(guī)

范，接觸面未完全貼合，泵高速運轉時墊片松動，地

腳螺栓松動，約束剛度降低，引起振動；拆裝過程中，

泵排放頭、安裝支座的水平度及揚水管的垂直度超差，

泵頭及揚水管總長約 34 m，處于懸空狀態(tài)，運轉時揚

水管垂直度超差必造成揚水管、軸系劇烈振動，嚴重

時還會因交變應力引起揚水管斷裂 [2]。

2.4 傳動軸及聯(lián)軸節(jié)等配件

泵軸過長致剛度不足，撓度太大，直線度差，傳

動軸與滑動軸承間碰摩產(chǎn)出振動 [3]；軸加工品質差，

運輸、保管不當，彎曲度超標，運行時與軸承撞擊，

同時，軸承因瞬間受力不均，產(chǎn)生變形、損壞，造成

振動；旋轉軸偏心，軸彎曲振動；過長的泵軸受海

浪沖擊影響較大，水下部分振動增大；軸承若潤滑不

充分，軸與軸承間瞬間干摩，或其間隙過大，都會引

起傳動軸的抖動，造成振動。

2.5 泵頭

泵頭轉子部件因質量偏心或轉子部件的缺損導致

不平衡引發(fā)振動。使用中，葉輪口環(huán)與泵碗口環(huán)之間、

泵碗軸承與軸之間，原始間隙磨損變大，泵體內漏量大，

回流嚴重，造成轉子軸向力不平衡、壓力脈動，振動

增大 [3]；汽蝕破壞泵內液體流動的連續(xù)性，致泵強烈

振動；泵頭拆檢時，轉子與泵碗的同心度、葉輪和泵

碗口環(huán)間隙、泵軸彎曲度等零部件的形位公差、裝配

尺寸和安裝質量的控制不嚴格，造成泵頭的振動。

2.6 管匯

泵組管道設計及其安裝固定不合理引起振動。泵

42 2023.01 設備監(jiān)理

安全分析

Safety Analysis

出口管彎多，流體阻力過大，出口管線較長，支架剛

度不足，變形太大，管道下壓在泵體上，泵與柴油機

的對中性被破壞；管道安裝錯位，進出口管與泵連接

時內應力大；進出口管線松動，約束剛度降低甚至

失效。以上均直接或間接導致管路、泵的振動 [4]。

3 解決措施

針對以上引起機組振動超標的原因，本著由表及

里、由簡到繁的原則，逐項排查并歸納出以下排故方

法及解決措施。

3.1 柴油機

消防泵組運轉中發(fā)生振動，應先斷開聯(lián)軸器，分

析振源產(chǎn)生于泵體還是柴油機，并仔細核實柴油機底

座緊固螺栓是否擰緊，基礎有無腐蝕缺陷，找正墊片

是否緊密貼合，柴油機結構件是否松動，機體有無異響。

拆除柴油機與傳動齒輪箱間的聯(lián)軸器，單獨測試柴

油機，振動值屬正常范圍，無異響，排除柴油機振動故障。

3.2 從齒輪箱上消振

該柴油機消防泵采用圓錐齒輪 1:1 傳動，針對振動

故障，首先進行齒輪箱的外觀檢查，確認緊固螺栓無松動，

內部傳動件無異響，但檢查發(fā)現(xiàn)齒輪箱底部運行時有較

嚴重的漏油現(xiàn)象，且?guī)旆坑袀溆谬X輪箱，故更換。

3.3 消除泵底座及揚水管振動

檢查安裝支座，其結構穩(wěn)固，無變形、疲勞，不會

因為強度和剛度降低造成固有頻率下降，但底座基礎

面上有腐蝕坑點，做了防腐處理。安裝時排放頭與泵底

座間加裝調整墊片，地腳螺栓使用扭矩扳手緊固至規(guī)定

值。對泵底座基礎找平，以保證泵揚水管及泵軸的垂直

度。以排放頭座的上表面作為精找平的基準，用水平儀

校驗泵安裝支座及排放頭的水平度。調平后水平度在

0.005''/1.52 mm 以內，水平儀顯示為一格內，即符合要求。

3.4 傳動軸的消振措施

從設計制造環(huán)節(jié)消除振動：應使軸的固有頻率避

開柴油機轉子角頻率；提升制造品質，防止質量偏心

和形位公差超差過大；減小軸長，適當加大軸徑，增

加軸的剛度。

從檢修過程消除振動：安裝前檢查軸不能有磨痕、

腐蝕、彎曲變形、質量偏心等，有則進行修復、矯正

或加工 [3]；使用百分表測量各軸軸跳動，需符合標準

要求，即不大于 0.005''。

3.5 消除泵頭振動

泵頭包括吸入端、葉輪、泵碗、泵軸等配件。

從設計制造環(huán)節(jié)消振：合理設計葉輪及流道，使葉

輪內少發(fā)生汽蝕和脫流；保障葉輪與泵碗間隙；優(yōu)化設

計泵出水流道，減少水力損失；合理設計泵吸入室及壓

縮級的機械結構，減少壓力脈沖，保證流場穩(wěn)定，提高泵

效，減少能量耗損，提高泵的振動動態(tài)性能穩(wěn)定性 [3]。

檢修過程消振：對葉輪與泵軸進行動平衡檢測修

正；嚴控葉輪口環(huán)、泵碗口環(huán)、泵碗軸承等配合間隙

值在規(guī)定標準值范圍內；檢查泵軸無磨損腐蝕、彎曲

變形；使用百分表測量泵軸在各級軸套位置處的圓跳

動不大于推薦值 0.005''；調整葉輪軸向間隙，使之符

合手冊中規(guī)定的該泵的泵軸竄動值 14.29 mm。泵頭組

裝后手動盤車應靈活、無卡滯。

3.6 消除管匯振動

按照排水管線的連接要求，泵的排水管線與排放

頭連接時，應在處于自然狀態(tài)時連接 [4]，并配置適當

的管線支撐，使用固定管卡緊固，避免排水端法蘭承

受安裝力矩，以期減小因流體流動造成的管線振動。

另外，應及時檢查有振動的支撐件的疲勞程度，防止

因強度、剛度降低造成固有頻率下降而產(chǎn)生振動。

3.7 重新對中，消除振動

使用激光對中儀進行柴油機消防泵機組對中。檢

查柴油機軸與傳動齒輪箱軸對中情況，見表 1，應滿

足消防泵維修手冊中規(guī)定的 1 700 r/min 轉速下萬向聯(lián)

軸器的對中要求。

端面偏移 /m 端面彎曲 /m

水平方向 5.0 0.14/1''

豎直方向 1.2 0.09/1''

標準值（1700 r/min） 5 0.4/1''

表 1 對中數(shù)據(jù)表

3.8 優(yōu)化操作流程，消除振動

消防泵的性能測試：采用先經(jīng)排海管大流量

排放，運轉一段時間后再緩慢關閉排海管線閥門逐步

建立消防系統(tǒng)壓力的測試方法。此方法可在大流量的

工況下把磨合期間產(chǎn)生的磨屑和熱量迅速帶走，

（下轉第 47頁）

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 43

安全分析

Safety Analysis

循環(huán)流化床鍋爐旋風分離器中心筒失效分析

譚雄健 覃健彬 吳櫸洋 韋炳聰 李志剛

（廣西壯族自治區(qū)特種設備檢驗研究院 南寧 530029）

摘 要：文章采用宏觀檢查、化學元素分析、金相分析、硬度檢測、力學性能分析、斷口分析方法，對

某循環(huán)流化床鍋爐的旋風分離器中心筒奧氏體不銹鋼母材及筒節(jié)環(huán)形對接焊縫裂紋進行失效分析。分析結果

表明，其失效的原因為焊接工藝達不到要求，且材料長期高溫運行后導致脆性過大、塑性下降。最后，根據(jù)

失效原因提出相應措施和建議。

關鍵詞：旋風分離器 中心筒 失效分析 奧氏體不銹鋼

Failure Analysis of Central Barrel of Cyclone Separator

in Circulating Fluidized Bed Boiler

Tan Xiongjian Qin Jianbin Wu Juyang Wei Bingcong Li Zhigang

(Guangxi Zhuang Autonomous Region Special Equipment Inspection and Research Institute Nanning 530029)

Abstract For the central barrel of cyclone separator in the circulating fluidized bed boiler, the failure

analysis was carried out to the base metal used austenitic stainless steel and the crack in girth welds, by means of

macro inspection, chemical element analysis, metallographic analysis, hardness testing, mechanical property analysis

and fracture analysis. The analysis results show that the failure reasons are that the welding process can not meet the

requirements, the brittleness increased and plasticity decreased of the material after long-term and high-temperature

operation. According to that, the measures and suggestions are put forward.

Keywords Cyclone separator Central barrel Failure analysis Austenitic stainless steel

中圖分類號：TB496 文獻標志碼：B

文章編號：2095-2465(2023)02-0043-05 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2023.02.011

作者簡介：譚雄健（1995 ～ )，男，本科，助理工程師，從

事承壓類特種設備檢驗檢測工作。

基金項目：廣西市場監(jiān)管局科技項目“高溫高壓蒸汽管系

應力分析與支吊架優(yōu)化調整方法研究”（GXSJKJ2021-13）；“鍋

爐異種鋼接頭電解腐蝕技術研究”（GXTJ-20211105）。

通訊作者：李志剛，E-mail: 375959120@qq.com。

（收稿日期：2022-08-18）

在電力行業(yè)中，火力發(fā)電相比于水力發(fā)電、風力發(fā)

電、太陽能發(fā)電、核能發(fā)電等，是我國發(fā)電量占比最高

的發(fā)電形式。隨著社會發(fā)展，城市和工業(yè)用電量上升，

對火力發(fā)電機組參數(shù)提出了更高的要求。電站鍋爐是火

力發(fā)電機組的主要設備，而循環(huán)流化床鍋爐作為電站鍋

爐最重要的類型之一，經(jīng)歷了數(shù)十年的技術突破，技術

已非常成熟。旋風分離器作為循環(huán)流化床鍋爐中最具代

表性的部件之一，在鍋爐的工作中起到至關重要的作用。

粗煤顆粒在爐膛內燃燒后向旋風分離器流動，而未能充

分燃燒的煤粉顆粒體積較大，受離心力和重力共同作用

向下經(jīng)錐筒底重新回到爐膛燃燒；而煙氣受旋轉加速作

用向上經(jīng)過中心筒流向尾部煙道繼續(xù)傳熱。旋風分離器

也是一個易損部件，其常見失效模式有塑性變形大、煙

氣沖刷磨損、脫落等 [1-3]。

某電廠 DGJ480/13.73-II5 循環(huán)流化床鍋爐的旋風

分離器中心筒部件、筒體及筒體間拼接環(huán)焊縫發(fā)生開

裂現(xiàn)象，影響機組運行經(jīng)濟性，存在脫落失效風險，

嚴重影響鍋爐的運行安全。針對此情況，對旋風分離

器中心筒進行取樣，分析失效原因。

1 現(xiàn)場情況

該循環(huán)流化床機組為 150 MW 機組，過熱蒸汽流

量為 480 t/h，過熱蒸汽壓力為 13.73 MPa，再熱蒸汽

流量為 398.44 t/h，再熱蒸汽出口壓力為 2.482 MPa，

44 2023.01 設備監(jiān)理

安全分析

Safety Analysis

過熱及再熱蒸汽溫度為 540 ℃。鍋爐機組累計運行時

間為 11.8 萬 h。

鍋爐爐膛與尾部豎井煙道之間，左右布置 2 組

汽冷式旋風分離器。旋風分離器設計入口溫度為

883 ℃， 設 計 出 口 溫 度 為 871 ℃， 中 心 筒 材 質 為

ZG35Cr27Ni12Mn1Si1.5NRe，板材厚度δ=20 mm。左

右各為 5 個筒節(jié)，因結構限制兩筒節(jié)間采用單面焊接。

中心筒于 2016 年大修更換完畢后，累計運行時間已達

3.88 萬 h。

2020 年檢修時，現(xiàn)場施工人員用短掛鉤對兩側中

心筒第 1 筒節(jié)與第 2 筒節(jié)之間的連接進行加固。2021

年 6 月檢修時，檢修人員發(fā)現(xiàn)中心筒第 1 筒節(jié)與第 2

筒節(jié)間環(huán)形對接焊縫發(fā)生脫焊，兩筒節(jié)母材部位出現(xiàn)

裂紋，現(xiàn)場用鋼板對兩筒節(jié)進行貼補焊并制作長掛鉤

再次進行加固處理。

2 實驗方法

以熱熔切割法，取左側旋風分離器中心筒上起第

1 筒節(jié)與第 2 筒節(jié)環(huán)形對接焊縫處試樣 2 件，取樣點

分別為環(huán)形對接環(huán)焊縫正左側向后 30°，及環(huán)形對接

環(huán)焊縫正右側向前 30°處，試樣包含兩筒節(jié)母材、筒

節(jié)環(huán)形對接焊縫、貼補鋼板與母材的焊接焊縫。

因中心筒區(qū)域煙溫較高，且運行時間累計已達數(shù)

萬小時，將兩試樣進行細化分割取樣，并進行如下

實驗項目：對筒節(jié)拼接環(huán)焊縫進行宏觀分析，并進

行表面無損檢測；取環(huán)形對接焊縫及兩側距離焊縫

10 mm 范圍內母材試樣 1 塊，記為 S1，進行金相試驗，

分析其顯微組織老化程度；分別在兩試樣完整區(qū)域切

割 2 個標準拉伸試樣，記為 S2、S3，采用微機控制電

液伺服萬能試驗機（SHT4605）對其進行拉伸性能試驗；

分別在兩試樣完整區(qū)域切割 2 個標準彎曲試樣，記為

S4、S5，采用微機控制電液伺服萬能試驗機（SHT4605）

對其進行彎曲性能試驗；分別在兩試樣完整區(qū)域切割

2 個標準沖擊試樣，記為 S6、S7，采用數(shù)字式金屬

擺錘沖擊試驗機進行沖擊試驗；采用真空直讀光譜儀

（GS1000-11）對試樣 S2、S3 進行化學成分分析，以

判斷材料是否符合設計要求；采用 ROCKWELL574 洛

氏硬度計對試樣 S2、S4 進行硬度檢測；對力學性能試

驗（拉伸、彎曲、沖擊試驗）所產(chǎn)生的斷口進行宏觀

檢查，并采用掃描電子顯微鏡對試樣 S3、S5、S7 進

行微觀斷口分析。

3 實驗結果與討論

3.1 宏觀檢查及表面無損檢測

中心筒試樣內壁面表面均勻覆蓋有紅褐色氧化物，

右試樣對接焊縫處可見明顯沿焊縫中心及熔合線處貫

穿狀裂紋。右試樣對接焊縫其中一側裂紋，由試樣邊緣

沿焊縫中線向試樣中心部延伸 50 mm 后，從焊縫中線

延伸至熔合線位置，并沿熔合線繼續(xù)延伸 130 mm；另

一側裂紋由樣板邊緣沿焊縫中心向試樣延伸 90 mm。

中心筒試樣外壁面焊縫位置，未見焊縫熔合特征，可見

明顯上下筒節(jié)鋼板的原始邊緣，由此可判斷，焊縫焊材

在焊接時未焊透至樣板外壁面。焊縫中線處裂紋因單

面焊并且未焊透，上述的熔合線處裂紋由中心筒試樣

內壁面向外壁面發(fā)展，且已貫穿兩表面。由以上宏觀檢

查可知，中心筒的焊接工藝不符合設計要求。

將兩試樣內壁面氧化物打磨干凈，呈現(xiàn)金屬光

澤，對內壁面進行表面滲透檢測。檢測后發(fā)現(xiàn)，沿兩

試樣熱切割邊緣處分布較多裂紋，其長度最大可達

50 mm；貼補鋼板與母材的焊接焊縫兩側，沿其焊縫

位置，分布眾多細小裂紋，并呈現(xiàn)向母材延伸的趨勢。

3.2 化學成分分析

化學成分分析結果見表 1。該中心筒鋼材為非標

準材料，對其化學成分分析結果參考相近的標準材料

進行對比（下同）?；瘜W成分分析結果表明，C 元素

含量明顯低于該牌號材料所要求的標準值；Cr 元素

在相近的標準牌號 ZG40Cr25Ni12Si2 中要求含量為

24% ～ 27%， 故 在 ZG35Cr27Ni12Mn1Si1.5NRe 牌 號

中 Cr 元素含量要求應為 27% 左右，實際測得的 Cr 元

素含量約為 24%，可能低于該牌號的要求。C 元素及

Cr 元素含量會影響材料強度、塑性及硬度，導致材料

本身塑性及強度不滿足設計要求。其他元素符合牌號

要求。

試樣 C Cr Ni Mn Si

S2 0.156 24.39 12.74 1.19 1.54

S3 0.161 24.87 12.68 1.09 1.53

ZG40Cr25Ni12Si2

（GB/T 8492—2014） 0.3 ～ 0.5 24 ～ 27 11 ～ 14 2.0 1.0 ～ 2.5

表 1 化學成分分析結果 %

3.3 硬度分析

按照 GB/T 4340.1—2009《金屬材料 維氏硬度試驗

第 1 部分：試驗方法》，在 ROCKWELL574 洛氏硬度

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2023.01 45

安全分析

Safety Analysis

計上進行硬度檢測，結果轉換值見表 2。該材料為非標

準材料，無法直接對材料的硬度值進行比對。

試樣 測點 1 測點 2 測點 3 測點 4 測點 5 平均值

S2 246 257 256 243 243 249

S4 230 229 227 235 239 232

表 2 硬度檢測結果 HBW

因該材料用于鍋爐且為鑄鋼，參照 DL/T 438—

2016《火力發(fā)電廠金屬技術監(jiān)督規(guī)程》中鍋爐用鑄鋼

材料的硬度范圍（185 ～ 260 HBW），試樣材料硬度

值在此范圍內，硬度符合要求。

3.4 金相分析

試樣經(jīng)機械粗磨、細磨、拋光后，用“鹽酸 + 硝

酸溶液”（比例 3:1）進行腐蝕并清洗。在臺式電子顯

微鏡下觀察金相顯微組織，其結果見圖 1，中心筒母

材處金相組織為奧氏體 + 碳化物 + 鐵素體，焊縫處金

相組織為奧氏體 + 碳化物。

（b) 第 1 筒節(jié)與焊縫熔合線金相組織

（a) 第 1 筒節(jié)母材金相組織

圖 1 試樣 S1 金相組織

（c) 焊縫金相組織

（d) 第 2 筒節(jié)金相組織

圖 1 試樣 S1 金相組織（續(xù)）

母材金相以奧氏體為基體，沿晶界分布大量塊狀、

片狀 M23C6 碳化物，晶內有較多片狀、顆粒狀 M23C6

碳化物及長條狀σ相。焊縫金相以奧氏體為基體，晶界、

晶內分布大量顆粒狀、短條狀 M23C6 碳化物，材料老

化嚴重。鑄造耐熱鋼材料長時間處在 850 ℃以上的高

溫工作環(huán)境時，呈現(xiàn)上述金相組織，符合該材料在此

臺鍋爐內運行的特征。

3.5 力學性能分析

拉伸試驗結果見表 3。在進行拉伸試驗時，試驗

機對兩試樣開始施加拉伸載荷的短時間內，試樣 S2 在

拉伸試塊的夾持位置發(fā)生斷裂，試樣 S3 在夾持位置與

拉伸段的過渡圓弧位置斷裂，所測強度遠低于相近的

標準牌號材料強度。

彎曲試驗結果見表 4。在試驗僅達到極小的彎曲

角度時，試樣 S4、S5 均發(fā)生開裂而無法繼續(xù)進行試驗，

結果為不合格。

沖擊試驗結果見表 5。試樣 S6、S7 消耗沖擊功最

46 2023.01 設備監(jiān)理

安全分析

Safety Analysis

大僅為 1.7 J，遠小于鑄鋼沖擊試驗性能，試驗后試樣

均完全斷裂。

力學試驗結果表明，中心筒在長期處于 850°的

高溫工作環(huán)境后，其材料塑性明顯下降，脆性極大提高，

存在較大的使用風險性。

試樣 屈服強度 /MPa 抗拉強度 /MPa 斷后伸長率 /%

S2 43 98 0.8

S3 38 104 0.8

ZG40Cr25Ni12Si2

（GB/T 8492—2014） ≥ 220 ≥ 450 ≥ 6

表 3 拉伸試驗結果

試樣 發(fā)生斷裂時的彎曲角度 /（°）

S4 2

S5 3

表 4 彎曲試驗結果

試樣 消耗沖擊功 /J

S6 1.7

S7 1.4

ZG20CrMoV（DL/T 869—2021） ≥ 29

表 5 沖擊試驗結果

3.6 斷口分析

對拉伸試驗、彎曲試驗、沖擊試驗后各試樣的斷

口進行宏觀觀察，其中彎曲試驗斷口宏觀形貌見圖 2。

各力學性能試樣斷口相對平直，沒有明顯的宏觀塑性

變形；斷口垂直于拉伸載荷方向，斷面呈結晶狀，呈

現(xiàn)許多反光小平面，為典型的脆性斷口特征。

圖 2 彎曲試驗斷口宏觀形貌

將試樣斷口置于蔡司 EV018 掃描電子顯微鏡下觀

察斷口形貌特征，其結果見圖 3。高倍下觀測，斷口晶

界有大量裂紋且呈穿晶分布，無法觀察到完整晶界，存

在極少量的韌窩，為穿晶斷裂，呈典型的解理斷口 [4]。

（a）試樣 S3

（b）試樣 S5

（c）試樣 S7

圖 3 掃描電鏡分析結果

4 結論

本文通過對某循環(huán)流化床鍋爐旋風分離器中心筒

取樣試驗所得的數(shù)據(jù)結果，得到以下結論：

1）宏觀分析結果表明，因結構限制，兩筒節(jié)之間

對接焊縫采用單面焊接，焊接質量控制不當，未能焊

透材料兩側，造成焊縫位置實際可承受載荷應力不滿

足設計要求，導致開裂。

2）材料元素含量中，C 元素及 Cr 元素含量與牌