烟囱钢内筒施工质量提升策略探讨

郭泉昌

（山东电力建设第三工程有限公司，山东 青岛 266100）

0 引言

随着对环境保护重视程度的增加，对燃煤电站所排烟气的要求越来越高。当下燃煤电站为满足环保要求，基本上都采用了湿法烟气脱硫的方式［1］。这种方式对排烟筒的防腐要求较高，现阶段大部分烟囱内筒的设计一般采用钢内筒［2］。由于烟囱钢内筒存在施工空间有限，垂直距离高，采取底部组装逐层施工的方法，返工整改难度大。如何有效提高烟囱钢内筒施工质量，是工程安全、稳定、快速推进急需解决的课题［3-4］。本文通过某2×660 MW燃煤电站项目施工实践，结合科学的全面质量管理理论和工具，对影响烟囱钢内筒施工质量的多种因素进行分析总结，并给出有效的解决方案，为同类型的施工提供一些技术参考。

1 影响烟囱钢内筒安装工艺质量的问题分析

某2×660 MW燃煤电站项目是“一带一路”重点工程和“中巴经济走廊”首个落地能源项目，是该地区最大规模的火力发电厂之一。该项目烟囱工程，混凝土外筒高195 m，内部为直径9.5 m、高200 m的钢内筒，钢内筒采用自立式结构，筒体材料采用Q235B+1.2钛钢复合钢板和Q235B普通钢板，钢板接长采用焊接接长，焊缝连接采用二氧化碳气体保护焊打底，手工电弧焊盖面方案，钛板采用氩弧焊焊接，筒首外露部分采用不锈钢外包。

施工初期，对施工现场已组合、安装完成的筒首5层钢内筒检查验收时发现：共计抽查150处，其中30处存在质量问题，优良率仅为80%。经统计发现烟囱钢内筒安装工艺质量缺陷类型主要有7项，如表1所示。

表1 烟囱钢内筒安装工艺质量缺陷统计表

由表1可以看出，焊缝质量和椭圆度出现频率较高，合计约占80%，是影响钢内筒安装质量的主要缺陷。因此，提高焊缝质量和确保椭圆度是提高钢内筒安装工艺质量的有效途径。

根据现场调查及项目要求，假设其他缺陷影响不变，如果能够将焊缝质量和椭圆度两项缺陷消除90%，钢内筒安装优良率将达到94.4%。

针对烟囱钢内筒安装质量优良率低的问题，利用质量管理理论和工具进行分析，从人、机、料、法、环5个方面着手，查找出原因如下：

1）焊工作业技能水平低。

2）工人质量意识差，思想不重视。

3）现场管理人员责任心不强。

4）卷板机不能满足要求。

5）机具选择不当。

6）原材料质量不合格。

7）焊条未烘烤、未使用保温桶保温。

8）组装限位设置不合理。

9）弧板运输方法不当。

10）交叉作业影响。

11）作业平台设置不合理。

影响烟囱钢内筒安装工艺质量的因果图如图1所示。

针对图1逐条进行分析，最终得出影响烟囱钢内筒施工质量的重要原因如下：

1）工人质量意识差，思想不重视。作业人员质量意识直接关系到施工质量的高低，通过对作业人员进行提问和考试，作业人员对项目部质量目标、验收标准的认识不够全面，少数外籍焊工甚至不了解验收标准，质量意识合格率仅为61%，不满足要求。

2）弧板运输方法不当。对刚卷制完成和运输至组合平台的弧板外形尺寸分别进行核查，发现刚卷制完成和运输至组合平台的弧板外形尺寸变化较大，不能满足围板尺寸要求。

图1 影响烟囱钢内筒安装工艺质量的因果图

3）作业平台设置不合理。现场实际勘察施工套架各平台的施工情况，观察作业空间、作业方便程度和安全条件，发现施工套架围板平台距对口位置垂直距离过高，不方便对口操作，焊接平台距焊缝垂直距离过矮，不方便施焊。

2 优化策略

针对上述影响烟囱钢内管施工质量的问题，提出相应的优化策略。

2.1 加强培训和管理

根据摸底情况制定培训计划和培训内容。通过培训，提高作业人员对国优金奖、项目部质量目标和验收标准的认识；组织培训，学习施工规范和验收标准的要求；重新交底，详细讲解各工序的作业重点和要求；制定奖惩制度，将作业人员报酬与作业一次合格率挂钩。

经培训、交底后作业人员质量意识明显提高，抽查合格率达到100%；奖惩制度的颁布和实施提高了作业人员的主动性、积极性和责任心，缺陷明显减少。图2为整改后焊缝除锈效果图，从图片可以看出，焊缝位置除锈完成后，钢板表面没有任何肉眼可见的油脂、污物、氧化皮、铁锈、油漆涂层和杂质，呈现出金属光泽，达到手工和动力工具除锈St3级要求。图3为整改后焊缝外观效果图，成型均匀、致密、光滑，无裂纹、气孔、夹渣、未熔合等缺陷，焊缝表面无明显的划伤及咬边等缺陷。

图2 整改后焊缝除锈效果图

图3 整改后焊缝外观

2.2 改变运输方式

卷制好的弧板因自重较大，吊装、运输过程中易发生变形，为此现场根据弧板弧度，设计制作了专用吊具和运输支架，如图4所示。

图4 专用吊具和运输支架

专用吊具使用现场包装架H型钢废料，制作成“工”型吊装扁担梁，大大减小了弧板长度方向和宽度方向吊索的夹角，进而降低了弧板吊装过程中的侧向受力，保证了弧板在吊装过程中无变形。运输支架同样使用现场包装架H型钢或槽钢废料制作，形状为下平上弧的“卧K”型支架，下部与运输车点焊固定，上部弧度略小于弧板弧度，对弧板形成有效支撑，保证在运输过程中弧板弧度不发生变化。通过专用吊具和运输支架的使用，基本实现了弧板运输无变形。

2.3 调整作业平台

围板平台增加活动垫高板凳，方便对口调整、点焊。出于对整体稳定性和围板的便利程度考虑，围板平台设置不易过高，这使得施工人员在对口、定位焊接时非常不方便，原焊接平台为了便于弧板引入，高度设置较高，平台与焊缝距离仅为20～30 cm，焊工需要蹲着施焊，操作极为不便。通过对作业平台进行调整修改，如图5所示，在围板平台增加活动垫高板凳，对口、点焊时施工人员站在上面方便操作，引进弧板时，又可轻松移走，不阻碍弧板引进。

图5 作业平台调整效果图

焊接平台标高降低，焊工可以坐姿施焊。将焊接平台标高下降20 cm左右，可实现坐姿施焊，既可降低施焊难度，又可提高焊接速度。通过调整，方便了各层施工人员操作及目标实现。

优化施工后，随机抽查900个检查点，并进行统计汇总，其中12处存在影响烟囱钢内筒安装工艺质量的7项主要缺陷，优良率从优化前的80%提升为98.66%，缺陷统计如表2所示。从图6和图7可以看出，“焊缝质量”“椭圆度”两项缺陷占比明显降低，优良率显著提高。通过优化，有效降低了因质量缺陷而导致的返工、窝工费用，提高了钢内筒安装质量。

表2 优化后钢内筒安装工艺缺陷统计表

图6 质量缺陷排列图

图7 优良率对比图

3 巩固措施

烟囱钢内筒施工的质量管理与其他建设工程项目的质量管理相同，都要严格控制人、机、料、法、环5个影响工程质量的根本因素，在工程实践中合理运用全面质量管理的理论，采用检查表、排列图、鱼骨图、“5W1H”等科学的质量管理工具，对出现的质量问题进行分析和讨论，找出问题产生的主要原因，制定相应的对策来解决问题，并采用PDCA循环的方法不断改进和完善，确保安装质量达到预期效果。

4 结语

本文通过工程实践，结合科学的全面质量管理理论和工具，对烟囱钢内筒安装工艺质量问题进行了调查分析，并提出了有效应对策略。实践证明，所提出的应对策略可以有效提升烟囱钢内筒安装质量，降低返修率，缩短工期，降低施工成本。