化工設(shè)備安裝中的質(zhì)量控制要點(diǎn)及管理措施

童希林

(航天長征化學(xué)工程股份有限公司蘭州分公司，甘肅 蘭州 730010)

0 引言

化工設(shè)備在石油化工、煤化工、氯堿行業(yè)、橡膠行業(yè)等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域起著不可代替的作用。其安裝質(zhì)量對整套裝置運(yùn)行后的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等方面的重要程度[1]也是不言而喻。隨著EPC總承包模式的推廣，總承包方在工程建設(shè)過程中利用技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)和物資調(diào)配等優(yōu)勢在裝置降低成本、提高質(zhì)量、縮短建設(shè)周期方面發(fā)揮了重要的作用?；ぴO(shè)備的安裝流程雖然簡單，但其安裝過程的影響因素卻繁多。主要可分為以下三類：(1)外界環(huán)境因素的影響；(2)人員素質(zhì)[2]、機(jī)具設(shè)備先進(jìn)性等方面的影響；(3)安裝技術(shù)[3]或綜合方案的影響。如何從這些影響因素中抽離出質(zhì)量控制要點(diǎn)以及采取必要的措施以保證安裝質(zhì)量將是本文進(jìn)一步討論的重點(diǎn)。

1 安裝的質(zhì)量控制要點(diǎn)

1.1 設(shè)備就位前的準(zhǔn)備工作

設(shè)計(jì)交底、圖紙會(huì)審、設(shè)備及材料進(jìn)場驗(yàn)收、設(shè)備基礎(chǔ)強(qiáng)度及尺寸、地腳螺栓的位置和標(biāo)高的復(fù)測。此類質(zhì)量控制要點(diǎn)在于提前對圖紙和設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行了解，在圖紙會(huì)審后，對設(shè)計(jì)漏項(xiàng)或考慮不周的地方提前溝通。在設(shè)備基礎(chǔ)澆筑前應(yīng)做好定位放線的復(fù)測工作，避免澆筑后返工。重點(diǎn)關(guān)注設(shè)計(jì)變更以及在施工過程中可能對設(shè)計(jì)文件理解不到位而產(chǎn)生的偏差等情況。特別是預(yù)留孔洞及預(yù)埋件的位置和標(biāo)高。

設(shè)備及材料的進(jìn)場驗(yàn)收應(yīng)復(fù)核到貨的規(guī)格、數(shù)量，以及備品備件和隨機(jī)資料是否提供完全，尤其是對質(zhì)量證明文件和合格證缺失的應(yīng)加以記錄，并要求廠家補(bǔ)全。對于工程實(shí)體或工程實(shí)體形成過程中關(guān)鍵的材質(zhì)需要在使用前送第三方進(jìn)行檢驗(yàn)。

化工設(shè)備通常都是體型龐大的設(shè)備，在設(shè)備吊裝(整體吊裝和分段吊裝)前應(yīng)需要做一些準(zhǔn)備工作，需要了解設(shè)備的安裝位置、重量、外形尺寸、吊點(diǎn)位置等，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境及吊裝路徑進(jìn)行吊車選型。設(shè)備吊裝前需對設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行檢查，包括螺栓規(guī)格、位置、螺栓頂標(biāo)高以及外伸長度是否符合設(shè)計(jì)圖紙及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。設(shè)備吊裝前的擺放需要考慮設(shè)備的吊點(diǎn)及設(shè)備就位后的方位。對于雙機(jī)或多機(jī)抬吊還需考慮在吊裝過程中設(shè)備是否有翻轉(zhuǎn)過程，以及翻轉(zhuǎn)過程中是否會(huì)與設(shè)備本體某部位或外界發(fā)生觸碰等情況。

1.2 大型儲罐類設(shè)備安裝的質(zhì)量控制要點(diǎn)

大型儲罐類設(shè)備常常受運(yùn)輸條件的限制，需要在現(xiàn)場預(yù)制、組對、焊接完成設(shè)備的拼裝。在這個(gè)過程中，焊接的質(zhì)量控制成為重要的質(zhì)量控制點(diǎn)。焊接質(zhì)量的控制主要分為焊前控制、焊接過程中控制、焊后質(zhì)量控制。焊接前應(yīng)對排版圖進(jìn)行審查，盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸，并避免焊縫過于集中。同時(shí)也需要注意管口位置，優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。焊接時(shí)應(yīng)采取合理的焊接工藝措施，如：焊接順序和方向要考慮焊接時(shí)的局部收縮及應(yīng)力的影響，人員均勻分布同時(shí)施焊等措施以降低其影響。采用熱源集中的氣體保護(hù)焊和使用較小的焊接線能力等措施來減小變形。對于需進(jìn)行后熱處理的焊縫應(yīng)檢查加熱范圍、后熱溫度和后熱時(shí)間，并形成記錄。焊接后應(yīng)對焊縫進(jìn)行檢查，除了外觀檢查外，一般還要求進(jìn)行無損檢測，根據(jù)NB/T 47013—2015對應(yīng)的各部分來執(zhí)行，進(jìn)行質(zhì)量控制。盡管大型儲罐壓力通常不高，但其盛裝危險(xiǎn)介質(zhì)的體積大，仍具有較大的危險(xiǎn)性，除了采用無損檢測，還需進(jìn)行泄漏試驗(yàn)，通常將盛水試驗(yàn)和基礎(chǔ)沉降試驗(yàn)一起做。有的還需進(jìn)行真空度試驗(yàn)。

1.3 塔類設(shè)備安裝的質(zhì)量控制要點(diǎn)

塔類設(shè)備的安裝通常要借助于大型吊裝設(shè)備進(jìn)行安裝。其前期準(zhǔn)備工作較多。首先要確定設(shè)備最佳的起吊位置，然后確定運(yùn)輸路線及擺放方向。起吊需要考慮設(shè)備外形尺寸及吊裝重量。對于矮胖型塔類設(shè)備，需要注意主臂與設(shè)備間的間隙，由此也限制了實(shí)際可提升的高度或吊臂于水平面的夾角。對于瘦長型塔類設(shè)備，需要注意塔體在吊裝時(shí)的抗彎扭能力，通常采用的多吊點(diǎn)起吊，在旋轉(zhuǎn)立正的過程中各吊點(diǎn)的受力較難控制，需在吊裝前進(jìn)行加固和保護(hù)。設(shè)備吊裝前應(yīng)進(jìn)行設(shè)備基礎(chǔ)的復(fù)測，檢查基礎(chǔ)的位置、標(biāo)高以及地腳螺栓的位置及外伸長度。設(shè)置的墊鐵需檢查其安放位置是否符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，墊鐵與基礎(chǔ)以及墊鐵之間接觸情況，層數(shù)、高度范圍以及找平找正后墊鐵是否已點(diǎn)焊等。塔體垂直度符合要求后，塔盤安裝前對支撐圈與筒體的垂直度進(jìn)行檢查，安裝后塔體偏差較大時(shí)應(yīng)進(jìn)行調(diào)整水平度至合格。

1.4 臥式設(shè)備安裝的質(zhì)量控制要點(diǎn)

臥式設(shè)備的安裝要區(qū)分固定端和滑動(dòng)端，通常支座基礎(chǔ)也是不一樣的，在滑動(dòng)端有降低摩擦系數(shù)的滑槽或墊板。臥式設(shè)備的固定端比較容易調(diào)整標(biāo)高，而滑動(dòng)端通常在設(shè)備基礎(chǔ)澆筑時(shí)墊板或滑槽已調(diào)整到要求的標(biāo)高。通過調(diào)整固定端底座下的墊鐵來調(diào)整臥式設(shè)備在縱向和橫向的水平。

1.5 轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備安裝的質(zhì)量控制要點(diǎn)

轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的安裝質(zhì)量相對于靜設(shè)備較為嚴(yán)格，除了在加工制造過程中需要進(jìn)行加工精度及裝配精度的控制外，在現(xiàn)場安裝進(jìn)行的質(zhì)量控制包括：(1)開箱驗(yàn)收，檢查設(shè)備的規(guī)格、型號及性能參數(shù)等，還應(yīng)檢查轉(zhuǎn)動(dòng)部件是否靈活有無卡涉。相關(guān)的質(zhì)量證明文件、合格證、型式試驗(yàn)及相關(guān)的試驗(yàn)檢驗(yàn)記錄是否完整并檢驗(yàn)合格。如果是散裝到貨，需注意轉(zhuǎn)子及軸的到貨包裝措施是否合適，有無碰撞或損失等情況。尤其是一些高速的轉(zhuǎn)子或軸，如大型壓縮機(jī)、汽輪機(jī)的主軸，高速泵的撓性軸等，在運(yùn)輸至現(xiàn)場的過程中，需做好防護(hù)措施避免刮傷碰撞等情況發(fā)生。在到貨后如不能及時(shí)安裝，貯存保管的過程中應(yīng)采取豎直掛起存放并做好除濕及防塵等措施。若是放在轉(zhuǎn)子支架上，則至少每月要將轉(zhuǎn)子翻動(dòng)180度，防止轉(zhuǎn)子在自身的重力以及支撐點(diǎn)的作用力下造成轉(zhuǎn)子有較明顯的彎曲變形。(2)安裝前應(yīng)對設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行復(fù)核，檢查其位置、方位及基礎(chǔ)的外形尺寸，基礎(chǔ)滿足強(qiáng)度及抗振的要求?；A(chǔ)表面需進(jìn)行二次灌漿的地方進(jìn)行鑿毛并清理干凈。(3)設(shè)備就位后，初找正，對地腳螺栓的位置及頂標(biāo)高、垂直度等進(jìn)行控制，地腳螺栓與螺栓孔壁面及底部的間距符合規(guī)范要求。(4)二次灌漿前應(yīng)進(jìn)行精找正，通常采用墊鐵來調(diào)整(無墊鐵安裝除外)，墊鐵的設(shè)置有坐漿法、壓漿法等，均需要注意與墊鐵接觸部位的平整及水平，墊鐵的規(guī)格應(yīng)滿足接觸面積及相關(guān)的尺寸及坡度等要求。墊鐵應(yīng)盡量靠近螺栓位置，以滿足調(diào)整要求及接觸面積的要求為宜。墊鐵的施工方法及要求應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范[4]。(5)軸承座、軸承、及半聯(lián)軸器的允差范圍應(yīng)根據(jù)實(shí)際安裝情況進(jìn)行一定的選取。如采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)組，汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中高溫的熱膨脹效應(yīng)會(huì)抬高轉(zhuǎn)子的位置，若在聯(lián)軸器安裝時(shí)將汽輪機(jī)側(cè)的聯(lián)軸器往允許的范圍內(nèi)的稍低方向調(diào)整，則在運(yùn)行過程中的轉(zhuǎn)子系的同軸度將更符合要求。由于補(bǔ)償量根據(jù)材質(zhì)的膨脹特性及溫差大小而定，沒有一定的經(jīng)驗(yàn)很難給出定量的調(diào)整，通常在安裝允差范圍里進(jìn)行補(bǔ)償。需要考慮補(bǔ)償?shù)倪€有：受力所引起的偏差，使用過程中磨損所引起的偏差，設(shè)備安裝精度偏差的相互補(bǔ)償?shù)取?6)安裝過程中環(huán)境的影響也會(huì)對安裝精度造成一定的影響。這就需要對安裝測量放線過程中的安裝偏差控制進(jìn)行一定的修正，如：設(shè)備基礎(chǔ)頂?shù)钠矫娑葴y量在高溫天氣和涼爽天氣的差異，塔設(shè)備的垂直度在朝陽面和背面的差異。

2 安裝管理措施

2.1 安裝前主要管理措施

安裝前要加強(qiáng)對公司資質(zhì)、人員執(zhí)業(yè)要求、設(shè)備及安裝材質(zhì)質(zhì)量、工器具的適用性進(jìn)行檢查和控制。

2.2 安裝過程主要管理措施

安裝過程是一系列動(dòng)態(tài)的質(zhì)量過程，質(zhì)量的管理應(yīng)融入到具體的過程中。將影響質(zhì)量的5個(gè)方面(人、機(jī)、料、法、環(huán))作為切入點(diǎn)。人員的管理是一個(gè)相對復(fù)雜的因素，包括人員的技術(shù)水平、責(zé)任心、工程經(jīng)驗(yàn)等在質(zhì)量的形成過程中都會(huì)有一定的影響。過程中應(yīng)重視三檢制，在自檢、互檢、專檢的過程中有效地控制工序保證質(zhì)量。過程檢查中應(yīng)對關(guān)鍵的數(shù)據(jù)做好詳細(xì)的記錄，以便后續(xù)進(jìn)行問題分析查找原因。

2.3 對于工作任務(wù)單一、時(shí)間跨距長的施工管理措施

應(yīng)遵循PDCA(計(jì)劃-執(zhí)行-檢查-處理)盤旋上升的原則進(jìn)行質(zhì)量的提高。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題是質(zhì)量改進(jìn)和提升的對象。管理措施則應(yīng)結(jié)合具體情況，找到問題的癥結(jié)，然后分析和解決問題。找問題的方法可以按照魚骨圖法或剝洋蔥法逐步找到問題的根本原因。從而有針對性地采取措施，并落實(shí)到人、機(jī)、料、法、環(huán)等方面，在過程中加強(qiáng)檢查和糾正。

2.4 安裝后期試運(yùn)行管理措施

安裝后期需進(jìn)行試運(yùn)行，此階段既是對安裝質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)檢驗(yàn)的過程，又是對多專業(yè)相互配合的過程。需要對設(shè)備的安裝和操作手冊內(nèi)容有較熟的了解，合理安排好人員的崗位及職責(zé)，建立起組織結(jié)構(gòu)圖及加強(qiáng)溝通合作的途徑。

2.5 利用好BIM技術(shù)及信息技術(shù)

BIM技術(shù)及信息技術(shù)對安裝質(zhì)量的提高也是較有效的手段[5]。在三維可視化及安裝過程排演中都能提前發(fā)現(xiàn)施工過程中遇到的問題。比如：三維出圖能有效減少設(shè)計(jì)工作量，降低出圖錯(cuò)誤率；進(jìn)行三維模型的審核能直觀描述設(shè)計(jì)的思路及意圖便于使用者對質(zhì)量需求進(jìn)行更有效的溝通；碰撞檢查能在設(shè)計(jì)過程中對系統(tǒng)內(nèi)部布局進(jìn)行檢查，讓設(shè)計(jì)者做出更合理的布局；工程管理能根據(jù)三維模型進(jìn)行預(yù)安裝演示，進(jìn)行材料進(jìn)場及施工工序的合理銜接，并根據(jù)工程量進(jìn)行合理的資源配置。同時(shí)，根據(jù)BIM本身作為信息載體的特征，在建造以及運(yùn)營階段對實(shí)物零部件的或裝置系統(tǒng)的各方面信息能比較快捷的進(jìn)行查詢，只要信息的準(zhǔn)確，進(jìn)行更換零部件或進(jìn)行技術(shù)革新就有比較的依據(jù)。以上舉例的幾個(gè)方面僅僅是BIM技術(shù)的一部分，如能利用好BIM技術(shù)將不僅僅有益于質(zhì)量的管控，同時(shí)也能有更有效地利用資源(包含時(shí)間)。

2.6 推進(jìn)智能建造的應(yīng)用

隨著人力成本的增加以及從事體力勞動(dòng)的人群減少，技術(shù)經(jīng)驗(yàn)不能較好地傳承，質(zhì)量的控制沒有形成統(tǒng)一且合理的標(biāo)準(zhǔn)。盡管設(shè)備機(jī)械的智能制造已有長足的進(jìn)步，而化工設(shè)備的安裝仍在沿用較為傳統(tǒng)的安裝過程和方法。怎樣才能將化工設(shè)備安裝的精度及要求在不增加人力成本和時(shí)間資源的情況下進(jìn)一步提高呢？加快推進(jìn)智能建造[6]將是化工設(shè)備安裝的必由之路。目前，智能建造在建筑以及地鐵機(jī)電設(shè)備安裝[7]方面都有所應(yīng)用，但化工設(shè)備的安裝采用智能化安裝的卻不多見。化工設(shè)備不僅種類較多而且形態(tài)差別也較大，被包含在更為復(fù)雜的化工裝置中，其安裝過程除受本身的工序限制甚至還受裝置的空間限制以及與其他專業(yè)交叉施工的影響。智能建造除了將裝置框架變成裝配式建筑的做法，而且將比較重要或關(guān)鍵的設(shè)備進(jìn)行組合后整體撬裝，這將極大地提高了安裝的效率和安裝的質(zhì)量。但這也同時(shí)對起重吊裝的技術(shù)以及再現(xiàn)加工精度的提出了更高的挑戰(zhàn)，在設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該將裝置系統(tǒng)性的安裝方法考慮進(jìn)去[8]，并經(jīng)BIM技術(shù)進(jìn)行多方案演示安裝過程，選出最優(yōu)方案。

3 結(jié)語

安裝質(zhì)量的影響因素較多，但最為關(guān)鍵的是人員和設(shè)備材料以及過程中的質(zhì)量控制。加強(qiáng)人員管理，提高人員素質(zhì)和技術(shù)水平以及過程管理，做好設(shè)備、材料驗(yàn)收等工作是化工設(shè)備安裝質(zhì)量控制的重要途徑。用好PDCA的質(zhì)量控制原則，形成程序化的質(zhì)檢流程及控制指標(biāo)，隨著時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)的增長而逐步加以改進(jìn)。整個(gè)過程中要堅(jiān)持創(chuàng)新意識，以策劃為突破口。同時(shí)，要利用好現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)，從設(shè)計(jì)開始就將設(shè)備安裝的過程作為一個(gè)考慮對象，將先進(jìn)的安裝技術(shù)以及工藝技術(shù)相結(jié)合，合理地將裝置進(jìn)行分體和裝配式組合以減少傳統(tǒng)安裝過程中工序復(fù)雜質(zhì)量控制難度大等問題。