柯 浩,欧阳杰,张晓昱,阎光宗,孙 涛
(河北省电力研究院,石家庄 050021)
在我国,输电铁塔大多数采用角钢钢板螺栓铁塔,其构造主要是角钢、钢板等部件,用螺栓联结组合而成,局部采用少量焊接件,基础座板采用电焊焊接。输电铁塔是应用极广的一类高耸结构,作为一项重要的电力工程设施,确保主结构体系在各种荷载作用下的安全可靠运行,具有重要的经济和社会意义。作为高负荷电能输送载体的重要组成部分,输电铁塔的破坏不仅会导致供电系统的瘫痪,造成重大的经济损失,同时可能引发火灾等次生灾害,对人民群众的生命财产造成重大威胁[1]。近年来屡次发生由于制造质量不良导致的输电铁塔缺陷甚至倒塌事故,严重影响电网安全运行。
a.制造厂对监造流程、监造节点不清楚,对监造的关键点不明确,造成制造厂不能及时提供相关文件资料,并通知监造人员对相关节点进行现场见证。
b.对于监造中发现的问题,信息反馈流程不清晰,使问题得不到重视和尽快处理。
c.部分铁塔制造厂不具备国家质检总局核发的工业产品生产许可证。
d.质量证明书与实际原材料批号不对应,原材料堆放缺乏管理,造成材料混淆,所生产塔材材料无追溯性。
e.原材料复验缺少必要的项目,部分材料未复验化学成分和冲击功。
f.部分厂家擅自更改工艺流程,对厚度≥14 mm的Q345构件和厚度≥16 mm的Q235构件采用钻孔方式加工螺栓孔,易造成材料应力集中和螺栓孔开裂。
g.进行开孔端边距检查中,发现部分40 mm规格角钢轧制边距小于标准要求。
h.进行抽样检测时,发现部分塔材化学成分、力学性能不符合标准要求。
i.在对镀锌层进行抽样检测中,部分塔材镀锌层厚度不满足标准要求。
由以上问题可知,由于制造过程缺乏监管,工艺流程未得到有效控制,使不合格部件、缺陷部件带入运行过程。从铁塔的设计、制造、安装、运行等环节看,要想避免铁塔带缺陷安装,确保铁塔制造质量符合标准、规程要求,就要在制造阶段进行控制。一旦安装、运行,以目前的监督手段不利于铁塔的检验,即使发现缺陷,要进行处理也十分困难,因此重视铁塔制造质量,应从源头抓起,采取监造方式,控制铁塔的材料入厂复验、追溯,加强质量控制,加大对生产过程的监督、检查力度,确保塔材的制造质量满足电网安全运行要求。
3.1.1 监造协议
在签订铁塔供应合同后,应尽快委托有资质的监造机构,对铁塔进行监造,监造前应签订监造协议,对铁塔监造工作进行规范。监造协议应包含以下内容。
a.明确监造的设备范围、监造的依据和标准、设备供应的建设工程项目名称。
b.应明确监造机构与委托方、铁塔制造厂在监造过程中的权利、义务和工作配合关系。
c.监造协议应由铁塔管理单位与监造机构签订,明确铁塔质量的责任主体,在发现问题后,监造机构可以及时向铁塔管理单位反馈问题,督促制造单位处理;出现重大质量问题,必须经铁塔管理单位确认。
d.铁塔制造厂对所供应的设备质量全面负责,监造工作并不排除供货方的设备质量责任。监造单位要对所监造的设备制造质量承担监造责任,不代替建设单位对设备的最终质量进行验收。
e.明确监造方式、监造内容,合理设置监造关键点。
3.1.2 监造大纲
为确保对铁塔制造质量的有效控制,应编制操作性强的监造大纲,由铁塔管理单位确认,监造大纲应对监造关键点进行合理、准确的选择,监造关键点的设置应遵循以下原则。
a.对关键生产过程进行监检,只有抓住关键点才能经济、可靠的控制铁塔制造质量。
b.针对铁塔制造特点选择关键点,既要保证生产过程的控制,又不能影响生产进度。
c.对关键工序进行抽检,保证抽检的工序具有代表性。
d.对存在普遍问题的环节设置监造关键点,避免类似情况重复发生。
监造协议签订后,应由铁塔管理单位将监造协议和监造大纲转到铁塔制造厂,要求制造厂设置监造联络员,使其明确监造内容和监造关键点,对监造工作予以配合,并在监造关键点及时通知监造人员。
在开始制造铁塔前,制造厂应提前10天通知监造机构,监造机构应在开始制造前对铁塔制造厂的资质、图纸、原材料质量证明书及复验报告等进行文字见证,对原材料复验过程进行现场见证。
3.2.1 制造厂资质审查
铁塔制造厂应具有国家质检总局核发的工业产品生产许可证,证书明确规定制造厂的生产范围、能力,在监造前应审查制造厂是否具有相应生产范围的许可证。审查方式为文字见证,并可在国家质检总局网站上(http://www.aqsiq.gov.cn/search/gyxkz/)核查许可证。
3.2.2 图纸审查
铁塔制造应按设计图纸的要求进行,制造前铁塔管理单位应按塔型向铁塔制造厂提供铁塔加工图;制造过程中当需要修改设计时,应取得原设计单位的同意,并签署设计变更文件;制造完工后铁塔制造厂将含修改内容的加工竣工图提供给铁塔管理单位,作为资料永久保存。
3.2.3 原材料审查
原材料是铁塔制造的基础,原材料的质量直接影响铁塔成品的质量,因此在制造前应对原材料的质量证明书及复验报告进行严格的审查,对复验过程进行见证,要求制造厂严格按照合同和标准进行原材料检验,避免不合格的原材料投入制造环节。每一批原材料都应有产品质量证明书,质量证明书的内容应符合相关材料标准[2-3],并且应按批对原材料进行复验,复验项目包括:外观、尺寸、化学成分、拉伸试验、冲击试验、弯曲试验。监造人员应对其质量证明书和复检报告进行详细见证,对复检过程进行现场见证,对复验人员、设备的证书进行审查,以保证制造厂复验数据的真实性、准确性。
另外原材料的存放、领用是否符合要求,现场标识是否清晰,是否能与所审查质量证明书相对应,是否存在材料存放混淆不清等情况也是监造时应重点关注的地方。除要对角钢、钢板原材料进行审查外,对焊材和锌锭的质量也要引起足够的重视。审查其质量证明书,检查焊材的存放、领用是否符合要求,部分铁塔厂对焊接质量不重视,对焊接材料没有采取控温控湿保存,造成焊缝气孔较多,焊接质量较差的缺陷。
材料经过复验合格后,方可投入生产,铁塔制造过程主要分为切断、标识、打孔、焊接,对生产过程的监造主要采取现场见证和现场抽查的方式进行,关键点设置应注意以下几个方面[4]。
a.从领料到成品,应对生产过程进行跟踪,检查是否存在混淆材料现象。
b.在生产过程中检查切断处、开孔处的毛刺,不得超过标准要求。
c.螺栓孔直径、间距、边距应符合表1要求,开孔是角钢塔制造的关键环节,开孔大小、位置的准确与否直接影响铁塔的安装及运行安全,端距、轧制边距等小于规定值时,角钢强度将明显减小,导致角钢从螺栓孔处开裂,因此制孔偏差应作为监造的关键点,采取现场抽查的方式对成品杆件进行测量,防止制孔偏差过大等缺陷。
表1 开孔参数
d.根据国网公司招标文件要求,除设计文件或图纸注明孔的制作方法外,Q345构件厚度≥14 mm和Q235构件厚度≥16 mm时应采用钻孔,小于上述厚度时可采用冲孔,Q420构件均应采用钻孔。因此监造中对应采取钻孔的角钢应对其制造过程进行现场见证,避免制造厂采取冲孔方式加工,造成开孔位置产生原始缺陷和应力过大,导致角钢从螺栓处开裂。
e.对于铁塔焊接质量的监督,应采取文字见证和现场见证方式重点检查焊工资格、焊接工艺、焊接过程、无损检测等方面。电网铁塔主要焊接部件为铁塔基座,材料为低合金高强度结构钢,只要严格按照工艺要求执行,并进行无损检测,焊接质量是可以得到有效控制的,但由于铁塔基座钢板厚度较大,焊接时存在热应力造成钢板变形、错位,因此必须有合理的焊接顺序并严格执行,才能保证成品形状、尺寸的正确。
f.对镀锌层质量控制主要采取文字见证方式进行,并使用金属涂层测厚仪抽检部分零部件镀锌层厚度,具体抽检数量根据制造单位提供的具体杆件数量确定,抽检时应有代表性,发现问题应扩大抽检范围,并要求制造厂对同批次产品进行全面检查。
g.对试组装过程进行全过程见证,制造厂应有能满足试组装要求的场地,试组装过程不得强行组装,保证各零部件处于自由状态,并且符合设计图纸要求。
铁塔制造完毕后,为保证产品质量合格,应对该批次产品进行抽检,并根据原材料的规格、材质、生产厂家不同,有针对性、代表性的从成品中抽检少量塔材杆件和螺栓,对其整体性能进行检测,检测项目应包括化学成分、抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击功、弯曲性能、镀锌层质量等,最终确定该批次铁塔质量符合标准要求。在抽检中如果出现不合格项,应追溯生产过程,查找问题原因,对同类材料进行扩检,消除产品缺陷,以保证出厂铁塔质量合格。
监造机构为保证铁塔质量可以及时向铁塔管理单位反馈问题,督促制造单位处理。出现重大质量问题,必须经铁塔管理单位确认。在信息反馈时应注意以下问题。
a.信息反馈应采用文件形式,对于制造厂提供的重要质量证明进行复印,作为附件保存在报告中。
b.质量问题的处理是监造环节的重要内容,监造人员对能在当场处理且达到标准要求的质量问题予以记录,作为备忘录保存;凡涉及让步接收或重大质量问题,需铁塔管理单位确认,得到书面反馈方可放行。
c.监造不符合项处理单只是就产品质量问题向制造厂提出书面意见,以指出质量问题为主,一般不应涉及解决问题的方法,如制造方征求意见,监造人员应提出建议作为参考。
电网铁塔质量问题已对电网安全运行造成威胁,为保障电网的坚强,应对铁塔材料入厂复验、追溯环节进行控制;对铁塔关键部件的设计、加工、制造组装和测试等过程进行见证、检验和监督;对监造过程中发现的铁塔质量问题要及时反馈,并督促制造厂及时整改、处理,避免不合格塔材、螺栓进入安装、运行环节,影响安装进度,造成电网事故;制造完成后,整理监造工作的有关记录、资料等文件,提交设备监造工作报告。
[1] 赵先德.输电线路基础[M].北京:中国电力出版社,2002.
[2] GB/T 700-2006,碳素结构钢[S].
[3] GB/T 1591-2008,低合金高强度结构钢[S].
[4] GB/T 2694-2003,输电线路铁塔制造技术条件[S].
本文责任编辑:杨秀敏