水泵机组制造与安装质量主要影响因素及对策

高安行，王志东，刘 振

（山东省水利工程建设监理有限公司，山东 济南 250013）

水泵机组在设备制造、安装各环节中存在很多影响质量的因素，特别是原材料需严格控制，不能出现差错，否则会对质量造成严重影响。本文就影响水泵机组制造及安装质量的主要因素进行分析，并提出相应对策措施，确保制造与安装质量。

1 水泵制造及安装质量主要影响因素

1.1 主要材料及部件

1）金属材料。在水泵制造中主要使用钢、铸铁等，种类繁多，不同等级材料的物理性能、力学性能、化学性能、铸造性能等悬殊较大，直接影响设备本体强度和寿命。

2）外购外协件。生产厂家较多，厂家生产的规格、性能指标和相关参数参差不齐，导致组装后的质量难以保证。

3）叶轮。水泵叶轮的型线、大小、制造工艺及加工精度对质量影响较大，直接关系到水泵的流量、效率及扬程等工作性能。

4）防腐。防腐涂料产品种类较多，性能相差较大。如果防腐涂料产品不合格或底漆、中间漆、面漆施工质量不过关，则会导致防腐效果差，水泵又长期在恶劣的环境中运行，极易出现锈蚀、脱皮等现象，从而影响设备的使用寿命。

5）轴承。轴承是水泵机组的关键部件，质量好坏直接影响设备大修周期和寿命。轴承承受轴向力和转动部件工作时的转动摩擦阻力，轴承质量差将导致传递能量的效率低、耐久性差、轴线摆度较大、叶轮摆度增加，甚至发生叶片碰壳，造成振动加剧现象，影响使用寿命。

6）泵轴。若使用低于设计标准的材质锻造，其强度与刚度也低于设计标准，长期运行后导致轴发生扭变、弯曲，引起设备故障。

1.2 设备进场安装准备

1）水泵机组设备进场后，未执行开箱清点验收程序，导致设备缺陷，易发生责任扯皮现象。

2）未编制或编制设备安装方案不完善，导致后续安装人员没有依据。未对安装人员进行安全技术交底与培训，导致设备安装时出现质量缺陷或发生安全事故。

3）土建施工方与设备安装方工作衔接不到位，导致设备安装与基础位置不匹配，影响施工质量和进度。

1.3 设备安装过程

1）水泵基座安装不牢靠或水泵安装高程与电机相差较大，水泵与电动机间安装的联轴器轴心偏差过大，导致机组运行时产生振动噪声和轴承的过度磨损。

2）泵体与管路连接水平偏差过大，管路连接中因法兰密封面间隙和法兰密封端面的不平行度产生的拉力，以及管路漏气或密封不好等问题，造成了泵体吸水量不足的现象。

3）水泵、电机未进行试运转检查，没有发现潜在问题，导致后续运行异常。

4）电动机冷却器耐压性能弱导致电动机发热，存在烧损电机的隐患。电动机经过长时间运转后，受转速产生的热量、电及环境因素的影响，导致电动机绝缘性变弱，使用寿命和安全性能造成影响。

2 质量控制对策

2.1 主要材料及部件

1）监理工程师要熟悉设计文件、合同文件要求，掌握材料信息，原材料进厂使用前应进行验收。钢材检查强度、硬度、抗疲劳、断裂韧性等物理和力学性能指标，因工作环境非常恶劣还应检查抗氧化性与抗腐蚀性等化学性能指标。水泵泵壳一般用铸铁制成，应采用流动性好、收缩率小的材料，充型能力强，铸造冷却后可获得完整且致密的铸件。铸件完成后应检查尺寸是否符合图纸要求，外观应无夹渣和裂纹等缺陷，表面须清理干净，砂眼和气孔数量不得超过标准要求。

2）外购外协件，例如叶轮、壳体、主轴等。重点审查外购外协件分包单位资质及合同，提前设置好质量控制点，开展现场检查、见证等监理工作，检查其部件的尺寸、外观及质量证明文件（零部件材质报告、硬度、探伤报告等），确保符合规定的技术品质和质量标准，经监理工程师验收合格后再进行后续加工使用。

3）要严格要求制造商选用经过工程实践证明性能良好的防腐涂料，并满足设计要求，构成涂层系统的所有涂料宜由同一涂料厂家提供，不同厂家的涂料配套使用应做配套试验。检查产品合格证、说明书和检验报告等，复核各涂层的性能指标，底漆应具有良好的附着力、防锈、结合性能，中间漆应具有良好的屏蔽性能，面漆具有良好的耐候性、耐水性及结合性能。防腐处理过程中，监理工程师应检查表面处理情况、涂层数及厚度，可使用测厚仪对涂层厚度进行检测，确保符合设计要求。

4）叶轮为水泵设备核心部件，叶片为叶轮的关键部件，控制好叶片材质、加工精度和装配工艺对水泵的性能及稳定性起到决定性作用。监理工程师提前设置好文件、现场、停止见证点（R、W、H 点），叶片材料必须采用抗气蚀性和抗磨性好的不锈钢材料，并提供材料检验报告及记录（R点）。加工前检查制造商加工叶片的数控机床精度，加工允许偏差符合A 级要求。加工后进行外观检查，确保表面光洁、无裂纹、无夹砂、无气孔等缺陷，表面粗糙度应在允许范围内，超声波探伤检查无缺陷波。叶片加工完成后，设备监理工程师对主要尺寸、叶片型线、安放角度、头部型线、过流表面粗糙度等进行检查，应对叶片型面进行检测，叶片型面制造应与设计完全一致（H点）。叶轮组装完成后，监理单位可采取见证方式（W 点），在制造现场进行静平衡或动平衡试验，确保检测数据真实、有效，保证配重后的叶轮外形几何尺寸不发生变形。

5）要求制造商提供使用寿命长、性能稳定、耐磨性能好的轴承，导轴承支座采用不锈钢或铸钢材质，控制轴承间隙在允许范围内，以减少振动问题。

6）监理工程师应对水泵主轴材质检查，主轴采用优质钢锻造，材质不低于设计标准，可进行文件见证，审查质量证明文件及无损探伤试验报告，以保证轴的完好性，如有疑问可要求制造商进行复检。确保主轴具有足够的强度和刚度，能承受在任何工况下作用在主轴上的扭矩、轴向力和水平力。

2.2 设备进场安装准备

1）水泵机组设备进场后，监理机构组织各参建方进行共同开箱验收，对照设备清单逐一清点，检查箱数、箱号及包装情况。开箱后查验设备名称、型号、规格及数量、技术文件、专用工具及备品备件，检查产品合格证、检验证明书等是否齐全，外观检查是否存在磕碰、污损、缺陷、锈蚀等情况，经检查无误后共同在《开箱验收单》予以签字确认，并由设备安装单位分类登记入库，妥善保管，注意防水防盗，防坠物砸伤，现场灰尘严重时要对设备进行包装防尘处理。

2）设备安装前，安装单位应编制切实可行的《泵组安装方案》，并报送监理机构审批，监理工程师督促安装单位严格按照施工组织设计的要求配齐人员、机具及检测仪器、仪表等。监理机构应会同安装单位检查安装现场是否达到满足安装的条件，检查安装人员安装与调试技术交底、特种人员持证上岗等情况。校核吊装水泵及电机的吊车、行车、叉车的载荷是否满足要求，核对设备吊点位置，吊运过程中不能出现设备磕碰或掉落现象。

3）监理工程师要协调好各家承包方之间的工作衔接，质量控制要以事前控制为主，出现问题及时发现，及时解决。要重点查验与设备安装有关的土建施工是否满足安装要求，协调土建施工方与设备安装方的工作衔接关系，主要在以下方面予以控制：

（1）泵组基础位置、标高、尺寸等要与设计图纸和设备厂家安装图相符合，表面要平整，标高控制允许偏差为-5～0 mm，基础纵向中心线应垂直于横向中心线，与机组设计中心线偏差≤5 mm。

（2）预留地脚螺栓孔位置及尺寸应符合设计和安装图的要求，预留孔中心线与基准线的偏差≤3 mm，孔壁的垂直度偏差不应大于L/200（L为地脚螺栓长度，单位mm）。

（3）预留孔采用二期混凝土埋入法，地脚螺栓中心线与基准线的偏差控制在2 mm 以内，允许高程偏差控制在0～3 mm。

（4）采用螺杆与预埋钢筋焊接时，预埋钢筋的材质应与螺杆一致，预埋钢筋的断面面积应大于螺杆的熔断面面积。预埋钢筋与螺杆采用双面焊接，其焊接长度不应小于5 倍钢筋直径；采用单面焊接时，其焊接长度不应小于10 倍钢筋直径。预埋螺栓安装定位后应及时采取保护措施，防止丝杆部分污损。

2.3 设备安装过程

1）基座安装时检查基础垫板是否平整、有无毛刺及卷边等情况，相互配对的楔子板间接触面要密实，安装后用0.05 mm 的塞尺检查接触情况，基础板要支垫稳定，基础螺栓紧固后，检查基础板不得松动。联轴器安装前要清洗干净各结合面，联轴器的安装应根据不同的配合要求进行套装，套装时不得直接使用铁锤敲击，主轴两端与电动机轴、叶轮连接，检查轴的同心度和弯曲度。检查联轴器的同轴度及轴向间隙，联轴器轴心径向错位、两轴线倾斜度、端面间隙等都不得大于规范允许偏差值。

2）管路位置和高程偏差控制在允许范围以内，管路水平偏差不超过0.15%，且不超过20 mm。垂直偏差不超过0.2%，且不超过15 mm。在安装管路过程中可以采用膨胀接头、传力接头等，补偿管路联接中法兰密封面间隙和法兰密封端面的不平行度，以保证泵体法兰不受到因管路联接中法兰密封面间隙和法兰密封端面的不平行度产生的拉力。管路焊口错牙不超过壁厚20%且不大于2.0 mm。焊缝检查表面无裂纹、夹渣、气孔，咬边深度小于0.5 mm，长度不超过10%焊缝长。

3）在不确定电机转向的情况下，必须在水泵充满水放空泵内空气的情况下可以点动电机来查看水泵转向。检查电机、水泵和阀门的固定连接部位无松动，无渗漏现象。转子及各运动部件运转正常，无异常声响和摩擦现象。管道连接牢固无渗漏。滑动轴承的温度不大于70 ℃，滚动轴承的温度不大于80 ℃。机械密封的泄漏量≤5 mL/h。水泵压力、流量满足设计参数要求。

4）主电动机冷却器应按照设计要求进行耐压试验，一般试验压力为0.35 MPa，保持压力60 min，应确保无渗漏现象。检查动电机的电气参数，确保电流、电压等仪表准确、灵敏，指针数值摆动在允许范围内，发现异常及时切断电源，以免烧毁电机。做好电动机日常运行管护工作，冷却系统要定期清理尘埃。定期对绝缘电阻进行监测，发现异常及时处置。改善电动机周围环境，减少空气灰尘，避免地面潮湿、雨淋。加强机组维修技术管理，重视人才培养，配齐所需的备品备件及维修工具，制定切实可行的维修技术方案，以应对机组运行时出现的故障。

3 结 语

近年来，笔者参与建设了小清河防洪治理工程（友谊河泵站）、济南市东部水源四库连通项目（1 号泵站）工程，在水泵机组制造及安装过程中，以上述主要影响因素为监理质量控制重点，全面熟悉掌握设计及规范标准，规范工作程序，机组制造与安装质量经评定达到优良标准。机组投产后运行平稳、安全可靠、稳定高效，发挥出良好的经济和社会效益。