中国水利水电第三工程局有限公司制造安装分局 陕西西安 710032
摘要：针对抽水蓄能电站压力钢管用钢，从钢材生产厂选择、钢材材性能选择、入场检验制度、生产使用管理、不合格品的处理等各个阶段，总结出一套完善的管理制度，对于确保现场工程质量有着积极的现实意义。
关键词：电站压力钢管；高强钢；制造厂家；第三方检验；不合格品
序言
抽水蓄能电站压力钢管制作安装施工中，国内目前主要采用有Q345、600MPa级、800MPa级三种规格材质的钢材，其中600MPa级、800MPa级由于是高强钢，随着蓄能电站建设进入高峰期，机组装机容量日益增大，对于压力钢管钢材需求量也增大，压力钢管母材质量将直接关系到工程后期安全运行，加之高强钢在水电站压力钢管运用越来越普遍，因此研究蓄能电站压力钢管钢材管理，确保水电用钢质量全程可控，有着积极的工程价值和现实意义。
1 工程概况
1.1 工程简介
河北丰宁抽水蓄能电站位于河北省丰宁满族自治县境内，工程区距丰宁县约62km，电站对外有国道、省道和简易乡村道路相通。工程规划装机容量3600MW，为一等工程，大（1）型规模。分两期建设，本期装机容量1800MW，安装6台单机容量为300MW的可逆式水泵水轮机组。电站主要由上水库、水道系统、地下厂房系统、蓄能专用下水库及拦沙库等建筑物组成。电站建成后，在京津唐电网系统中承担调峰、调频、调相和事故备用任务。
丰宁抽水蓄能电站为目前世界最大规模装机容量的抽水蓄能电站，压力钢管一期、二期总计制造安装工程量约4.5万t，压力钢管材质分别为Q345R、600MPa、800MPa高强钢，近十几种板厚规格，全部为国产用钢，主要生产厂家有舞阳钢铁有限公司、山东钢铁有限公司济南分公司、上海宝山钢铁有限公司、南京钢铁有限公司。
1.2 钢材生产厂的选择
1.2.1 钢材化学成分
丰宁压力钢管选择的几家钢板生产厂家，随着国内600MPa级高强钢生产技术的提高，钢材焊接工艺日趋进步，从出厂钢材材质证明文件表明，化学成分中P、S含量均较低，热处理采用淬火加回火，组织结构良好，具有较好的可焊性，综合性能良好。
1.2.2钢材力学性能
钢材良好的力学性能，有利于现场生产加工质量。
表1 钢材力学性能表（随机到货抽检）
.png)
2 钢材进场检查验收制度
丰宁抽水蓄能电站严格钢材到货进场检查验收制度，主要措施为进场第三方检查制度、生产前施工单位验收检查制度。确保了进入钢管厂的母材均为合格材料。检查项目主要有钢材化学成分抽检、钢材力学性能抽检、超声波探伤抽检、以及外形尺寸及表面质量抽检。
2.1 第三方检验
在工程初期，公司委托电力工业金属结构设备质量检测中心对到货的钢板进行100%的检查，做到100%无损探伤检测、100%外观检查、对于有疑问的钢板进行表面磁粉探伤检查。按照规范进行同一牌号、同一质量等级、同一炉罐号、同一品种、同一尺寸、同一热处理、可列为一批。每批钢板不少抽样数量不少于2%。并且不少于2张。
2.2 施工方进入钢管厂加工前的检验
施工单位在钢板进入钢管厂加工前，除参与业主监理、第三方组织的外观质量检查、外形尺寸检查，并制定了严格的内部材料管理制度，包括钢板发放领用制度、下料前的检查制度、质量人员巡视检查制度、工序停检制度、不合格品处理制度等一系列钢材管理制度，有效地防止了钢材在施工中的错用、严格杜绝了不合格品进入成品生产流程。
2.3 到场钢板分类码放及管理
到场的钢板按照规格型号在钢管厂室外存放场地进行有序存放，分钢材材质、不同直径、不同厚度的钢板进行码放，有利于随时调取，并推行二维码制度，由于钢板一期二期存在交叉作业时间，为避免一期二期钢板混用，需要建立一整套管理制度，进行规范，首先，存放地点不同，按照一期二期两大类进行临时存放；其次，用不同颜色进行标示区分；再者，采用二维码进行识别，做到一类钢板一个二维码，在下料前手机扫描钢板二维码即可轻松识别，与钢板厂家编号共同组成钢板身份信息，现场管理严禁有序。
3 钢板生产加工过程管理控制
钢材在加工过程中的控制管理是整个材料管理的重点和难点，由于丰宁主要压力钢管存在数量多、直径差异大、板厚规格复杂、同时一期、二期存在近一年时间的生产重叠期，给现场管理带来巨大挑战，如果确保近4万t钢板，几十种规格型号不错用，也是考验现场物资管理水平的现实难题。针对以上问题，我们与第三方、监理、施工单位共同努力，采取了以下控制措施。
3.1 分类下料控制
在钢管下料前，由技术部编制下料单、质检部和物资部，会同钢管厂负责人对下料钢板进行联合检查验收，合格后倒运进钢管厂下料班组，班组对下料材质、规格再次进行确认，与下料单一致后方能开始下料工作。
3.2 钢管卷制加工过程跟踪
钢管在加工过程中的跟踪检查，主要是从卷制、拼装、焊接工序记录和检查，施工单位主要参与人员有各工序班组负责人、质检员、物资人员、钢管厂调度人员。施工方严格执行停检制度，在每个工序完成后进行临时停工检查，具体检查项目见下表2。
表2 钢管生产停检工序一览表
.png)
3.3 钢管焊接前的报验制度
钢管在拼装工序完成后，正式焊接前，需要现场之间员填写焊接报验单，监理现场进行检查合格后签字认可，下达开焊令，方能进行后续焊接施工，这一制度的落实，有效地提高了现场拼装质量，特别是摞节拼装后的检查，为钢管生产中避免管节拼装错误提供了一道保险。
3.4 钢管防腐出场检验
钢管在防腐完成后成品出厂环节的管理，主要注意管节号的编制，在以往工程实践中，存在管节号编制错误，造成安装运输返工现象，或者给安装施工造成很大不便，由于编号错误或者喷涂信息不清晰，安装运输前花费大量实践进行管节的查找和确认，因此，针对此问题，施工单位采取以下措施进行解决。
1、出厂前联合检查验收制度
在钢管防腐后，正式出厂前，要求现场质检员、防腐负责人、钢管厂相关人员一同对钢管进行确认，签发出厂合格证。
2、积极推行成品二维码制度
利用先进的网络技术手段，对出厂的钢管编制二维码标识，安装人员只需要用手机扫钢管上的二维码，即可出现钢管的诸多信息，如钢管直径、厚度、材质、管节号、施工部位等关键信息，方便快捷，此方法值得大力推广，与传统的喷涂信息互为备用。
3.5 钢管成品保护
3.5.1 钢管成品存放保护措施
钢管成品保护也是我们钢材管理的一项重要内容，在临时存放场地存放钢管时，按照施工顺序进行分类、分型号存放，钢管支撑采用标准方木进行支垫牢靠。
3.5.2 钢管运输成品保护措施
1、对于成品出厂的压力钢管，在运输中主要控制：
2、装车时，支撑支垫牢靠、捆扎设备、钢丝绳满足强度要求；
3、钢管加装内支撑，防止运输变形；
4、运输前，对沿途道路障碍进行排查、摸底，确保车辆及钢管运输安全；
5、运输中，车辆专人押车，悬挂警示标志，提前进行道路封堵。
4 不合格品控制
4.1 钢板不合格品的管理
压力钢管一期、二期总计制造安装工程量约4.5万t，不合格品严禁进入生产流程。由于现场严格执行钢板检验制度，第三方对到货钢板检查外观、无损检测、力学试验，任何一项不合格，均做退货处理，确保了不合格品流入下道工序，提高了钢管母材质量，为后续钢管生产质量打下良好的基础。
4.2 产品返修工艺管理
产品不合格控制主要体现在生产过程中的返修，本项目重点在于焊接缺陷的处理，采用碳弧气刨进行刨削，清除缺陷。刨U型坡口，清理坡口及两侧，清除坡口内的渗碳层使其露出金属光泽。如缺陷性质属裂纹或未熔合，则需经PT或MT检查完全清除缺陷后方可施焊。施焊过程中同样须按评定进行预热及焊后消氢处理。返修焊接规范与正式焊接规范相同。
1、外观缺陷返修
焊缝的外观检查发现有裂纹、未熔合等表面缺陷时，必须用角磨机将缺陷磨掉，经MT或PT检查无缺陷后，再对缺陷处进行表面修补，修补的焊接工艺与正式焊缝的焊接工艺相同。
2、内部缺陷返修
焊缝内部质量发现有超标缺陷时，严格按已制定的焊接工艺进行，同一部位返修次数：Q345钢材不超过两次；600Mpa级及800Mpa级高强调质钢不超过一次。若超过上述规定，应找出原因，制订可靠的技术措施，且必须经技术总负责人批准，并征得监理工程师同意后方可进行，且将返修的部位记录列入技术档案。
5 工程运用效果
河北丰宁抽水蓄能电站引水系统工程一期压力钢管生产从2015年11月开始，由于采取了严格的材料管理制度，从现场到货的抽检、施工单位的现场管理控制均措施到位，压力钢管质量的优良率得到良好保证。
6 结语
丰宁抽水蓄能电站压力钢管经过近3年的生产实践，整体质量稳定，随着我国钢材厂家制造水平不断提高，电站在水电用钢管理制度的创新研究，根据钢材化学成分、力学性能等优选钢材厂家，在进场前，通过第三方检验，将不合格品严格控制生产流程前，在生产过程中，通过加强材料的过程控制管理，采取钢板存放制度、工序停检制度、焊工开焊令、二维码管理、成品保护等一系列手段，取得了良好的效果，对于不合格品的管理，从钢板到货到钢管制造过程中，全过程控制不合格品，从而确保工程实体质量优良。
经过河北丰宁抽水蓄能电站一期、二期4万多吨压力钢管施工，产品质量优良率高达 92%，工程实践证明，对于水电用钢而言，特别是水电高强钢运用越来越普遍，良好的材料管理制度，尤其是母材质量的优劣，对于现场工程质量起着关键作用。
蓄能电站压力钢管用钢量日益增大，研究水电用钢物资管理材料管理有着积极的现实意义，本文研究成果可以为类似工程提供有益借鉴。
参考文献
[1]张为明,为书满,陈群运.三峡压力钢管制作安装技术综述[J].水电站压力管道，2010(4):351~356.
[2]李伟,于文江,沈志松.抽水蓄能电站输水系统施工技术[M].中国电力出版社，2007，09.
[3]抽水蓄能电站输水系统安全控制与文明施工[M].中国电力出版社.2007.
[4]西龙池抽水蓄能电站引水系统钢管制造安装工艺.《水电站压力管道》.中国电力出版社.2010.04月.398-405页.
[5]钟善桐主编《钢结构》[M].武汉大学出版社.1991.