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1、江苏省水利工程质量监督中心站 黄 海 田 研究员级高级工程师 硕士研究生导师 第三届全国水利科技英才 江苏省首批中青年科技领军人才 13809000981 ,金属结构和机电设备 质量管理探讨,内容提要,一、存在的主要质量问题 二、发生质量问题的主要原因 三、加强质量管理的主要措施,水利工程的基本功能是兴水之利，除水之害。 金属结构、机电设备（包括水力机械和电气设备）是水利工程的重要组成部分，是保证水利工程安全运行和效益发挥的关键之一。,近年来，江苏水利工程建设中金属结构和机电设备的质量问题时有发生，且有多发的趋势。有些质量问题影响了金属结构、机电设备乃至水利工程的安全，有些质量问题导致设备性能
2、达不到设计要求而影响了效益的发挥，有些质量问题还造成了一定的经济损失。,1 存在的主要质量问题,金属结构和机电设备质量方面存在的问题多种多样。 主要表现在安全性、耐久性、功能性、基本品质、适用性等方面。,1 存在的主要质量问题-安全性方面,1.1 安全性方面 2007年8月，某座刚进行了除险加固并通过了水下阶段验收的中型水库，其灌溉涵洞的铸铁闸门完全溃损，导致库内蓄水在无控制状态下向灌区下泄，而由于此时涵洞运行所必须的检修闸门尚未制作，只能采用封堵涵洞的抢险办法。,某泵站装机9台套，单机流量20m3/s，单机容量900kW。2003年10月16日，9台机组处于运行状态。 由于某种原因，泵站部分
3、控制回路失电，此时泵站保护系统给出了关闭泵站出水闸门、主电机励磁切出的指令，而主电机断路器却因无控制电源而未跳闸，使主电机（同步电机）进入异步、带负荷运行状态。,1 存在的主要质量问题-安全性方面,1 存在的主要质量问题-安全性方面,当值班人员发现主电机因过热冒烟、灭磁电阻过热冒烟后，已无法到现场操作紧急停机按钮，而户外变电所又没有紧急按钮，只好电话联系泵站变电所的上一级变电所分闸断电。 这次事故使得大部分电机的定子绕组绝缘因过热损坏，部分电机的定子铁芯矽钢片因过热严重变形。,1 存在的主要质量问题-耐久性方面,1.2 耐久性方面 上述装机9台套的泵站，建成于1998年12月。设计年运行100
4、0h左右，近年来工程运行时间有所加长，但在江苏大型泵站中仍是比较短的。 目前，该泵站水泵存在：水泵水导轴承轴瓦容易磨损、脱落；水导轴承轴窝异常磨损；水泵泵轴轴颈磨损严重，需要定期返厂喷涂处理。,1 存在的主要质量问题-耐久性方面,多台水泵泵轴与叶轮头连接螺栓松动甚至断裂，个别水泵叶片与叶轮头连接螺栓松动甚至断裂；叶片磨损和叶轮外壳不锈钢衬套裂缝；叶轮外壳空蚀严重，等一系列问题，已危及到安全运行和工程效益的发挥。近2年，该泵站的功能发生了变化，年运行时间大大增加，该泵站的机电设备已不能满足运行要求。,1 存在的主要质量问题-耐久性方面,事实上，我国1980年代以后建设的一些水利工程，已经出现过了
5、所谓早老化的问题，这在金属结构和机电设备方面也不鲜见。 这种过早老化，除了科学技术迅猛发展所带来的“无形老化”外，更多的还是工程建设时，所选择的金属结构和机电设备质量不高导致的。,1 存在的主要质量问题-耐久性方面,某泵站2005年5月完成更新改造。然而新主机泵投入运行后不久，就出现了全部8台水泵的水导轴承非正常磨损，并造成水泵大轴轴颈部位磨损的事故，同时主电机的推力轴承也出现了严重的故障，不得不进行返厂处理和机组大修。,1 存在的主要质量问题-功能性方面,1.3 功能性方面 近10年江苏新建的泵站基本上都建设了清污设施，但清污设备的可靠性、高效性还存在许多问题。某清污机在2006年首次投入运
6、行的11d中， 10台清污机有80余只安全销剪断。虽然对清污机的工作方式和安全销作了改进，但在2007年的22 d运行中，仍有16个安全销剪断。,1 存在的主要质量问题-功能性方面,另一座泵站的清污机除存在安全销频繁剪断问题外，还存在刮污装置变形、齿耙钢管弯曲变形、回转链条拉断等问题，不得不通过大量人力辅助的方式来维持清污机的运行，清污机的计算机自动控制系统更是形同虚设。 在江苏，几乎所有的清污机都存在水平输送带不能正常工作问题，用于向运输车辆运送污物的上升式输送带更是难以正常发挥效用。,1 存在的主要质量问题-功能性方面,某泵站2006年开始，对主机组及其他机电设备分批进行更新改造。改造前开
7、展了大量的科研工作，提出了明确的改造方案和技术指标。 为对比分析改造效果，对同一台机组、用同样的方法和同一套测量仪器，对改造前后的泵装置效率进行测试，结果表明：改造后效率有所提高，但与设计要求相比还有较大的差距；噪音、震动性能也未见明显好转。,1 存在的主要质量问题-基本品质方面,1.4 基本品质方面 某防洪工程需采购31扇铸铁闸门，招标文件对闸门铸件的成分和物理性能有明确的要求。出厂验收时，经第三方检测，厂家提供的铸件试块成分和物理性能符合要求。 但在从已制造好的闸门上取出的试样中，未检出要求的微量金属成分。厂家同意重新制造，但成分仍不符合要求。因此，业主只好临时选定一家厂家来生产，严重耽误
8、了建设工期。,1 存在的主要质量问题-基本品质方面,某工程采购了一批合同价约为400万元的电缆。电缆送达工地后，所在地技术质量监督机构接到举报，称该批次电缆的铜材不合格，经检测，得到确认。 某泵站招标文件要求电机的主轴采用45号钢，电机送达工地后，验收发现电机大轴材料是35号钢。,1 存在的主要质量问题-适用方面,1.5 适用性方面 近10多年来，江苏水利工程力图实现“无人值班，少人值守”的目标。为此，无论是新建还是更新改造工程，基本上都实施了“视频监视、自动监控”装置，而且总是选用当时较好的设备和技术。 问题在于：一方面许多被监控对象，如水泵、辅机设备、清污机等设备根本不具备自动控制条件，即
9、使再先进的自动监控系统，也无法实现自动控制。,1 存在的主要质量问题-适用方面,另一方面是缺少自动控制的需求，因为水利工程不同于一般的工业生产过程，其操作、控制和调节的频率很低，不需要过高的自动化程度。有的水库建成以后几十年都没有溢洪的记录，但在水库除险加固时，也坚持要给溢洪闸装上自动控制和视频监视系统。 一些工程的视频监视、自动监控系统，花费了建设资金，但并未给工程管理带来实际效益，有时只是一个演示系统，甚至由于系统的升级、更新和维护要求高而成为一种负担。,2 发生质量问题的主要原因,导致质量问题的原因较多，既有宏观质量管理的问题，也有具体的技术因素。 从建设管理本身看，主要有质量责任认识偏
10、差、质量管理体系乏善与人才短缺、招标评标导向偏颇、设计深度不足与制造企业质量自律缺失、监督和检测手段或缺等原因。,2 发生质量问题的主要原因-认识偏差,2.1 质量责任认识偏差 广义的水利工程建设包括从规划、设计，到施工、验收、后评估的全过程。而通常意义上的工程建设实际上仅指水利工程施工和安装。 一般认为，金属结构和机电设备是产成品，其质量应由工商行政主管部门、技术质量监督主管部门监管。 项目法人及监理，重点是做好金属结构和机电设备的招标、进场验收和安装质量的控制，并不需要承担金属结构和机电设备设计、制造、检验过程的监管责任。,2 发生质量问题的主要原因-认识偏差,最新的行业标准水利水电施工质
11、量检验与评定规程（SL176-2007），未对金属结构和机电设备本身质量的检验与评定作出规定，只是对安装质量的检验与评定作出了规定。 水利部2002年版水利工程建设概（估）算编制规定，没有将设备与工器具购置费作为工程质量监督费记取的计算基数。,2 发生质量问题的主要原因-认识偏差,近年来，一些意识到金属结构和机电设备质量管理重要性并有能力的项目法人，通过招标文件对金属结构和机电设备的质量标准、制造过程的监督、出厂验收、缺陷处理和质量保证期等方面提出明确要求和约定，以此加强对金属结构和机电设备的质量管理、控制，起到了一定效果。,2 发生质量问题的主要原因 -质量管理体系乏善与人才短缺,2.2 质
12、量管理体系乏善与人才短缺 基本建设“三项制度”的核心是项目法人制。 在江苏水利建设大部分是防洪、排涝、水资源保护等公益型工程，其出资人为各级政府。 按照分级管理的原则，对于不同规模、不同受益范围的工程，在工程初步设计批准后分别由省水利厅、市水利局、县水利局组建作为项目法人，工程建成后移交给管理单位。,2 发生质量问题的主要原因 -质量管理体系乏善与人才短缺,这实际上仍然是传统的“指挥部”模式。这样的“项目法人”本质上难以真正成为工程质量的责任主体。 同时，水利工程建设存在以进度、投资为主要控制因素的传统和客观要求，在以完成任务为主要目标时，项目法人难以真正把质量放在第一的位置上。,2 发生质量
13、问题的主要原因 -质量管理体系乏善与人才短缺,在此体制环境和建设环境下，项目法人要把传统的土建质量管理好都很难。 更何况本来就对金属结构和机电设备的质量责任存在认识上的偏差，加之水利行业相关质量管理制度的缺失，这样，项目法人及监理、质量监督机构，难以真正地对金属结构和机电设备的质量进行有效的管理。,2 发生质量问题的主要原因 -质量管理体系乏善与人才短缺,在人才层面上，金属结构、机电设备专业是大水利专业中的小专业，而且金属结构特别是机电设备的专业涉及面又很广，无论是水行政主管部门、项目法人、质量监督机构，还是设计单位、监理单位、检测单位，普遍存在金属结构、机电设备专业人才缺乏的问题，监理单位尤
14、为明显。 这样，在工程建设的各个环节上，普遍存在金属结构、机电设备质量管理能力不足的问题。,2 发生质量问题的主要原因 -招标评标导向偏颇,2.3 招标评标导向偏颇 招投标制度是一项好的制度设计。但招投标制度更适合于竞争性产品和服务的选择，而且需要基于良好的市场诚信环境。 水利工程中的主电机、主水泵以及清污机、闸门等机电设备和金属结构，基本上都不是定型产品，国内的生产厂家也不是很多，所以这些产品实际上并不是真正具有竞争性的产品。,2 发生质量问题的主要原因 -招标评标导向偏颇,在招标评标中，经常出现评标、决标困难，项目法人对评标结果不满意的情况。 实际上，对于这类产品的采购，竞争性谈判方式往往
15、更加有效。,2 发生质量问题的主要原因 -招标评标导向偏颇,七部委评标委员会和评标办法暂行规定明确：经评审的最低评标价法一般适用于具有通用技术、性能标准或招标人对其技术、性能没有特殊要求的招标项目；不宜采用最低评标价法的，一般应采取综合评估法进行评审。 然而，在水利建设中，金属结构、机电设备采购普遍采用经评审的最低评标价法。,2 发生质量问题的主要原因 -招标评标导向偏颇,对于由国家和省级财政投资的工程，项目法人还能在采用最低评标价法时，适当减少报价分的比重，以期更多地考虑投标人的技术因素。 而对于需要市、县财政配套投资的工程，市、县为减轻配套投资压力，几乎完全采用最低价中标的方式。 这在一定
16、程度上导致了金属结构、机电设备质量的下降，项目法人需要承担的质量风险明显加大。,2 发生质量问题的主要原因 -设计深度不足与制造企业质量自律缺失,2.4 设计深度不足与制造企业质量自律缺失 一些设计单位为了减少设计工作量和不合理规避设计风险，一些设计单位的设计能力不够，使得金属结构和机电设备设计深度不足的问题普遍存在。 如铸铁闸门的选用，设计单位往往只给出水头和几何尺寸，甚至连闸门的控制运用条件都不给出，而由投标人自己确定闸门的形式和型号。,2 发生质量问题的主要原因 -设计深度不足与制造企业质量自律缺失,对于泵站，设计单位有时只给出流量和扬程要求，而由投标人自己确定水泵的叶型、叶轮的直径和电
17、机功率等重要参数。 由于设计深度不足，既导致投标人刻意向低造价方向提供设计方案，也因缺少统一的技术标准而导致评标工作的困难，还使得工程实施过程中的质量管理和控制缺少具体的尺度。,2 发生质量问题的主要原因 -设计深度不足与制造企业质量自律缺失,金属结构和机电设备的质量本质上要由制造企业的质量管理行为来保证。 由于市场环境还不够优良，诚信体系还不够完善，一些企业以牺牲质量和信誉为代价，逐利取向明显。 上述铸铁闸门和电缆铜材成分不合格等问题可以看出质量管理的情势。,2 发生质量问题的主要原因 -设计深度不足与制造企业质量自律缺失,一些企业技术力量薄弱或不重视技术工作，使一些金属结构、机电设备存在较
18、多的设计、制造缺陷。 某泵站在机组试运行时，全部6台机组的叶片调节机构先后发生严重故障，说明机构的设计和制造存在明显缺陷；特别是经过多达5次的改进和处理，才使机构正常工作，说明企业的故障判断和处置能力不高。,2 发生质量问题的主要原因 -质量监督和检测手段或缺,2.5 质量监督和检测手段或缺 相对于土建工程，金属结构和机电设备的质量监督需要更多地依靠质量检测，而金属结构和机电设备的质量检验和评价工作更为复杂。 目前江苏水利工程质量检测机构的金属结构、机电设备质量检测能力薄弱。 而如果委托其他行业的专业检测机构进行质量检测，需要解决检测经费的问题。,3 加强质量管理的主要措施,按照“项目法人负责
19、、施工单位保证、监理单位控制、政府部门监督”的质量管理体系，对金属结构和机电设备质量进行管理。 主要措施：建立金属结构和机电设备质量管理体系，深化与完善金结和机电的设计，细化金属结构和机电设备采购的评标工作，强化制造阶段的质量管理工作，重视安装、试运行与质保期质量管理，严格金属结构和机电设备的质量评定,3 加强质量管理的主要措施 -建立金属结构和机电设备质量管理体系,3.1 建立金属结构和机电设备质量管理体系 1）项目法人及设计、咨询、监理等单位和质量监督机构，应把金属结构和机电设备的质量管理作为质量管理的重要内容，按照规程规范和设计文件的规定，加强对金属结构和机电设备质量的预控、检验和验收，
20、严格控制质量问题的产生，加强对质量问题的处理，确保金属结构和机电设备的质量。,3 加强质量管理的主要措施 -建立金属结构和机电设备质量管理体系,2）项目法人应切实承担起金属结构和机电设备质量管理责任。项目法人应配备或聘用一定的相关专业技术人员，制定相应的质量管理制度。项目法人委托的第三方质量检测，应明确金属结构和机电设备的检测内容和要求。,3 加强质量管理的主要措施 -建立金属结构和机电设备质量管理体系,3）监理单位应切实承担起金属结构和机电设备质量控制责任。项目法人应对监理单位履行金属结构和机电设备质量控制职责提出明确要求。 监理单位应加强自身建设，提高金属结构和机电设备质量控制的能力和水平
21、。监理规划应包括金属结构和机电设备质量管理的内容，并制定相应的监理实施细则。,3 加强质量管理的主要措施 -建立金属结构和机电设备质量管理体系,4）质量监督机构应承担起金属结构和机电设备质量的政府监督责任，将其作为质量监督工作的重要内容，明确具体的监督检查内容和方式。 质量监督机构应参加主要金属结构和机电设备的出厂验收。,3 加强质量管理的主要措施 -深化与完善金属结构和机电设备的设计,3.2 深化与完善金结和机电的设计 1）深化设计与选型研究 设计单位应深化金属结构、机电设备的设计与选型研究，提高设计水平，保证设计深度。 采用非标产品的，设计文件中应有设计与选型的主要计算过程，明确主要结构尺
22、寸或型号、技术指标和参数。,3 加强质量管理的主要措施 -深化与完善金属结构和机电设备的设计,对所使用的原材料，应提出具体的适用标准和技术指标。 对于选用的新技术、新材料、新工艺，设计单位要进行充分的论证，并提出相应的技术要求和质量保障措施。 设计单位应根据工程实际，选择先进、适用的技术和设备。,3 加强质量管理的主要措施 -深化与完善金属结构和机电设备的设计,2）完善招标设计 招标文件中应明确金属结构、机电设备的主要结构尺寸和型号，尽可能明确各技术参数，特别要明确主要技术参数。 采购招标可分阶段进行，主要结构尺寸、型号和主要参数尚不明确的，应先通过设计招标选定设计方案。,3 加强质量管理的主
23、要措施 -深化与完善金属结构和机电设备的设计,采购招标时，投标人的主要技术参数不满足要求的，应视为未能在实质上响应招标文件的要求。 若投标人的技术参数高于招标文件要求，应首先评价其可行性和必要性，若认为难以达到或没有必要，则不应予以加分。 对于已被招标人接受并在评标赋分时加分的技术参数，则应按投标人的技术参数对其产品进行验收。,3 加强质量管理的主要措施 -细化金属结构和机电设备采购的评标工作,3.3 细化金属结构和机电设备采购的评标工作 金属结构、机电设备采购评标办法和标底，应依据其规模和重要性来确定。 对规模大、要求高的，宜采用综合评分法，鼓励技术方案突出、报价合理者中标。,3 加强质量管
24、理的主要措施 -细化金属结构和机电设备采购的评标工作,对规模较小、要求一般的，可采用最低评标价法，鼓励技术方案满足要求的合理低价者中标，避免因中标价过低加大质量风险。 应保证评委会评标专家专业的齐全，对于较多采用新技术、新材料、新工艺的项目，应适当增加评标委员会的人数。,3 加强质量管理的主要措施 -强化制造阶段的质量管理工作,3.4 强化制造阶段的质量管理工作 1）强化对制造厂家的设计审查 项目法人、监理应加强对制造厂家设计文件的审查，未经审查或审查未通过的不得投入生产。 制造过程中，主要原材料的改变，主要工艺的变化，主要性能指标的调整，必须经过项目法人、监理和工程设计等单位讨论和研究后方可
25、确定。,3 加强质量管理的主要措施 -强化制造阶段的质量管理工作,2）重视制造过程的质量检查 项目法人、监理应配备相关的专业人员，加强对金属结构、机电设备的监造。 对制造厂家主要原材料选用、主要生产阶段和工艺过程、出厂试验等重要环节实行旁站监造。,3 加强质量管理的主要措施,3）规范出厂验收 产品出厂前应对质量进行检测，未经检测或检测不合格的，不得通过出厂或到工验收。 一些特殊的检测项目，项目法人应委托国家认定的专业机构进行检测。 对新产品或同类型产品的型式试验间隔期已超过期限的，应要求厂家进行型式试验。,3 加强质量管理的主要措施 -重视安装、试运行与质保期质量管理,3.5 重视安装、试运行
26、与质保期质量管理 1）注重安装过程的质量管理 项目法人、监理、安装单位应加强金属结构、机电设备安装过程的质量检查，对发现的质量问题，项目法人或监理要组织设计、制造、监理、检测等部门，分析问题的成因、性质和危害程度，研究确定处理方案。,3 加强质量管理的主要措施 -重视安装、试运行与质保期质量管理,质量问题严重的，项目法人应组织召开专家专题论证会，制造及安装单位按要求进行处理并经验收后，方可进入下一道工序。,3 加强质量管理的主要措施 -重视安装、试运行与质保期质量管理,2）加强试运行与质量保证期的质量管理 项目法人、监理、管理单位应加强试运行和质量保证期金属结构和机电设备的观测和检测，对发现和
27、发生的质量问题，制造和安装单位应按规定进行处理，以保证达到规程规范和设计文件的要求。,3 加强质量管理的主要措施 -重视安装、试运行与质保期质量管理,对于质量缺陷，项目法人应组织包括管理单位在内的参建单位进行专题论证，以确定质量缺陷是否可以被接受。 对于被接受的质量缺陷应在竣工验收资料中载明。,3 加强质量管理的主要措施 -严格金属结构和机电设备的质量评定,3.6 严格金属结构和机电设备的质量评定 施工安装单位、监理单位、项目法人应严格金属结构和机电设备的质量自评、复核、认定工作。在此基础上，质量监督机构应认真做好质量核备和核定工作。,3 加强质量管理的主要措施 -严格金属结构和机电设备的质量评定,对于金属结构、机电设备存在质量缺陷而无缺陷检查记录的，质量缺陷需处理而未处理的，质量缺陷处理后未通过验收的工程，质量监督机构应不予评价工程质量。,通过主管部门、建设单位和设计、施工、监理、检测单位的共同努力，能够遏制金属结构和机电设备质量问题多发的势头。 通过主管部门、建设单位和设计、施工、监理、检测单位的共同努力，能够迅速提高我省金属结构和机电设备的质量水平。 通过主管部门、建设单位和设计、施工、监理、检测单位的共同努力，能够保证我省金属结构和机电设备的实物质量。,愿 景,谢谢大家！,