风电基础环产品质量控制的探索与实践

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【摘  要】在张北风电基础环制作项目的产品质量控制与管理过程中，采取了一系列的质量控制措施，引入工序传递卡的质量管理方式，使产品质量得以保持稳定，使质量、进度管理变得简单化，取得了显著的管理效果和经济效益。本文对该项目所进行的产品质量控制措施和管理方式的探索与实践活动作了详尽阐述。 

【关键词】基础环；质量控制措施；工序传递卡  1、工程项目概况  河北张北坝头风电场一期工程a、b两标段塔筒共66套，分别由两个设计单位设计，其中基础环工程量共568.384t。我厂在河北张家口市设立的张北风电项目部承担塔筒制作任务，加工中心承担基础环制作任务。  由于基础环采用的钢板厚度为30、32、62和70mm等规格，钢板较厚，焊接施工容易出现焊接缺陷，产生的焊接变形造成产品无法满足设计的技术要求；基础环共66套，数量较大，焊接质量和变形控制显得尤为重要。为此，加工中心采取了流水线的生产管理模式，实行定员定岗，制定质量保证控制技术措施，确保基础环产品质量不断提高，达到优良标准并得以保持稳定。  基础环结构形式如下图：  2、质量保证控制措施  2.1 基础环制作质量控制难点  基础环采用的钢板材质为q345e，厚度为30、32、62和70mm等规格，要求焊缝-40℃的低温冲击功值符合规范要求，且钢板较厚，容易出现焊接缺陷、产生焊接变形。  基础环筒体的所有焊缝均要求采用埋弧自动焊，按压力容器的要求进行检验，焊缝质量要求高。焊接完成后上法兰只能内倾0.5-1.5mm，不能出现外翻，法兰的整体平面度不大于1.5mm，任意30°范围的局部平面度不超过0.5mm，对焊接变形的控制要求非常高。  基础环共66套，数量较大，又是首次承担制作任务，没有相应项目的质量控制经验可供参考，在稳定产品质量的控制上难度较大。  2.2 基础环制作质量控制措施  为解决生产过程质量控制的难点，稳定产品质量，采取了如下质量管理措施：  ⑴ 建立项目管控机构，实行人员定岗。由于基础环的制作引用了压力容器的技术标准和质量控制程序，技术标准和过程控制要求较高，又是首次进入风电行业承担制作任务，我厂加工中心非常重视，成了以加工中心主任为第一责任人的工程项目管控机构。  在施工人员配置上，选用技术能力强的工人负责各工序的过程质量控制，对焊接、卷制等关键工序实行人员定岗，以充分发挥操作人员钻研施工技术，解决技术难题的责任心和积极性，充分利用不断积累的实践经验保证每道工序的质量。  ⑵ 成立qc活动小组，积极开展技术攻关活动。在项目的前期技术准备阶段，针对项目的技术难点和产品的质量控制特点，成了风电基础环制作qc活动小组，多方收集相关资料，组织技术人员到风场和制作厂家参观学习，对实地拍摄收集的图片进行分析讨论，用以借鉴制定自己的工艺流程和工装设计。  在产品的试制期，小组成员现场跟踪记录焊接规范参数，分析焊接变形产生的原因，多次在施工现场经过简单讨论达成基本统一意见后即可调整焊接顺序，在较短的时间内摸索出了一套焊接变形控制和焊缝质量得以保证的工艺方法。  ⑶ 召开技术交底会。通过技术交底会，让项目管理、质量控制和施工人员理解产品质量控制程序和技术规范要求，使所有参与人员都能有信心能够认真对待该项目，了解工艺流程和质量控制重点。  ⑷ 制定进度、质量奖罚措施。经过首批产品的试制，积累了一定的实践经验，然后制定进度、质量奖罚措施，对焊缝一检合格率达到99%、上法兰平面度及基础环成品一检合格达到100%的工序负责人和车间管理进行一定的奖励，对在规定的时间内未完成相应的工序或一检合格率未达标的工序负责人和车间管理进行相应的罚款处罚，激发施工工人的积极性，提高工序负责人和车间管理人员的责任心，为按期、高质量完成该项目产品制作起到了重要作用。  ⑸ 制定质量控制检验计划。根据基础环的制作工艺流程，编制相应的质量控制检验程序：原材料进厂外观检验→理化分析复验→下料及坡口加工检验→卷制检验→组圆及纵缝检验→上法兰平面度检验→上下法兰装配和环缝检验→焊后上法兰平面度检验  在所有的检验工序中，检验重点放在与上法兰平面度控制相关的法兰与筒体装配间隙和卷制筒体的椭圆度控制，以及焊接顺序和焊缝质量控制，重点工序做到100%跟踪控制检验。  ⑹ 制定工序质量控制技术  具体的工序质量控制技术总结如下：  ①要求钢板表面质量、化学成分、机械性能、几何尺寸要符合相关标准，62mm和70mm钢板超声波探伤按jb4730标准i级板逐张检查验收，30mm和32mm按批次的10%进行探伤检查。  ②对选用的焊接材料按批号进行复验，检测焊缝低温冲击功值等机械性能是否满足技术要求。  ③进行焊接试验和工艺评定，选定焊接规范参数。  ④对每道工序制定质量控制要求  划线：按中性层采用cad制图软件绘制展开图，周边另加上切割缝和加工余量共6mm。各项尺寸检查无误后，将图形直接输入数控切割机，用数控切割机喷粉装置在板料上喷出下料轮廓线，即完成划线。首件必须仔细检查合格后方可切割下料，后续采取抽样喷粉划线检查的措施。  下料：因筒体钢板必须采用整张钢板，不许拼接，钢板全部采用数控切割机进行切割下料时，必须保证下料尺寸准确。  坡口加工：采用刨边机进行坡口加工，检查加工的极限偏差：宽度为±0.5，长度为±1mm、对角线相对差≤2mm、对应边相对差≤1mm。  端头预弯：因卷板机无法对钢板端头部位进行卷制，采取卷板前先在压力机上用压模压制出一定弧度的措施。  卷板：卷板采取多次逐步加压的技术，用内弧样板检查卷板弧度应不大于1mm。  组圆：组圆在专用钢平台上进行，应避免强行拉拽。组圆平台的支点平面度偏差应不大于1mm。组圆完成后管口平面度极限偏差应小于1.5mm  纵缝焊接：纵缝采用不对称的“x”型50-60°的双面坡口，采取先焊内侧坡口焊缝，外侧清根后焊接的焊接顺序。  校圆：在卷板机上对纵缝焊接处进行矫正处理，并进行整体滚圆。  组装：基础环组装在专用平台上进行，先将下法兰在平台上放置，划出组装线，按线装筒体，重点控制筒体的椭圆度应不大于3mm，以及上口的平面度不大于1.5mm，调整满足要求后吊装锻件法兰，要求上法兰的平面应不大于1.2mm。  环缝焊接：根据首件试制和后续局部调整确定的焊接顺序进行施焊，锻件法兰与筒节连接环缝的焊接顺序为：先焊内侧环缝，外侧清根焊接。下法兰与筒节连接环缝的焊接顺序为：先内侧打底和进行一层填充焊，然后外侧清根后进行打底和一层填充焊，再从内侧开始按内外交叉的焊接顺序施焊。  3、流水线作业管理成果的应用  该项目在管理上应用我厂三峡工程引水压力钢管的流水线作业工序传递卡的管理经验，采取工序传递卡管理制度，严格按照工序的施工顺序进行质量控制，严格贯彻“三检制”，并由专职质检人员指导班组“初检”，车间“复检”，专职质检负责“终检”。整个施工过程均有专职质检人员进行工艺实施情况的检查和各项数据的检测。对焊接等特殊过程的质量控制，由专人进行记录，以有效控制基础环制作的产品质量。  通过工序传递卡的质量管理方法，使质量控制程序化，生产管理简单化，对保持产品质量稳定起到了关键作用。  4、质量管理控制效果  4.1 产品一次验收合格率比较  4.2 工期和经济效益  该工期计划2009年4月中旬投产，同年8月15日完成，由于其它项目占用场地，实际在4月30日工装调试完毕，正式投产试制，在完成a标段33台制造任务后，将焊工抽调至其它项目支援，焊接施工停滞约一周，于2009年8月20日完成全部基础环产品制作，实际有效工期105天，比计划工期节省约15天，满足了工地安装的需要，提前合同工期完成交货。  通过采取一系列的质量控制措施，使稳定产品质量有了管理、技术和质量控制等方面的保证，同时提高了职工的积极性和责任心。基础环上法兰平面度等各项技术控制指标一次交验合格率提高到99.9%以上，节省了返修处理所需的工期，节省焊材、气体、机械费及人工费约10万元。  5、推广应用价值  通过技术交底、制定质量控制技术措施和质量奖罚措施，应用工序过程传递卡的管理方式，起到了稳定产品质量和加快施工进度的积极作用，取得了显著的管理效果和经济效益。对流水作业的批量生产的产品，通过对每道工序制定统一的检验技术标准，以工序传递卡的形式管理产品的质量和进度，具有广泛的推广应用价值。