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第十章 水利工程设备制造质量控制
第一节 基础知识
考点一、水利工程金属结构及机电设备制造的基本概念★
1.水利工程设备的概念
水利工程设备，是指安装于水利水电工程的水轮发电机组、水泵机组、闸门、压力钢管、拦污栅、清
污机、起重启闭设备及其附属设施等机电及金属结构设备。
2.金属结构及机电设备制造的基本概念
（1）水工金属结构
水利水电工程中的压力钢管、闸门、拦污栅、清污机、升船机和启闭机等金属结构的统称。
（2）水利工程机电设备
水利水电工程中水轮发电机组、水泵机组及其附属设备等机械设备和电气设备的统称。
（3）设备制造
设备制造是指通过特定的工艺、方法，将原材料、元器件加工成或组合成具有一定功能的零部件或整
台设备的过程。
（4）见证
见证是指对信息、文件、记录、实物、活动、过程等事物进行观察、审查、记录和确认等的监督活动。
见证点分文件见证点（R点）、现场见证点（W点）和停止见证点（H 点）。
文件见证点（R点）：由设备监理工程师对设备工程的有关文件、记录或报告等进行见证、检验或审
核而预先设定的监理控制点。
现场见证点（W点）：由设备监理工程师对设备工程的活动、过程、工序、节点或结果进行现场见证、
检验或审核而预先设定的监理控制点。
停止见证点（H点）：由设备监理工程师完成见证、检验或审核并签认后，设备工程才可转入下一个
活动、过程、工序或节点而预先设定的监理控制点。
考点二、水利工程金属结构及机电设备制造监理的基础知识★
1.监理工作方法
（1）巡视检查。
（2）旁站监理。
（3）平行检测。
（4）跟踪检测。
（5）文件见证。
（6）现场见证。
（7）停止见证。
（8）组织协调。监理机构对建设单位、设计单位、制造安装单位之间的配合关系及设备制造与安装
过程中出现的问题和争议进行沟通、协商和调解。
（9）发布指令文件。监理机构采用通知、指示、批复、签认等文件形式进行设备制造与安装全过程
的控制和管理。
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2.监理工作制度
（1）开工许可制度。
（2）技术文件审核、审批制度。
（3）原材料、外购外协件的检验审查制度。原材料、外购外协件应有出厂合格证书或技术说明书，
设备制造单位自检合格后，方可报监理机构检验和审查，符合规定要求时予以签字确认。
（4）设备零部件加工质量查验制度。
（5）安装工作质量报验制度。
（6）重大安全质量事故报告制度。
（7）设备制造或安装完工验收制度。
（8）设备制造、安装计量支付签证制度。
（9）工作报告制度。
（10）会议制度。
（11）安全管理制度。
（12）资料管理制度。
（13）为顺利完成监理工作所必需的其他主要管理工作制度，如见证、旁站、平行检测、巡视制度等。
2.监理规划及监理实施细则
（1）监理规划
1）监理规划是用来指导设备制造与安装监理机构全面开展监理工作的纲领性文件。
2）监理规划应该依据监理大纲和设备制造安装的相关法律法规、技术标准和设备制造安装合同进行
编写。
3）监理规划编制完成后经监理单位技术负责人审核批准。作为监理单位技术文件，要在召开第一次
设备制造现场会议或安装工程项目第一次工地会议前报送建设单位。
（2）监理实施细则
监理实施细则是在监理规划的基础上，使监理工作具体化的可操作性文件。监理实施细则的编制程序
与依据应符合下列要求：
1）在设备制造、安装项目开始前编制完成，可按某一专业工程或工作分别编制。
2）由专业监理工程师负责编制，并由总监理工程师批准。
3）应按照下列依据进行编制：
①已批准的监理规划。
②与设备制造安装项目相关的标准规范、设计文件和技术资料。
③经批准的设备制造工艺方案或设备安装工艺方案。
第二节 金属结构及机电设备制造监理工作
考点一、准备阶段的监理工作★★
1.建设单位提供制造条件
（1）监理单位检查设备制造前应由建设单位提供下列制造条件完成情况：
1）经监理机构核查确认的加工图样和文件的提供情况。
2）制造合同中约定应由建设单位提供的设备制造材料、标准件等的供应情况。
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3）首次设备制造预付款的支付情况。
（2）设计联络会。监理机构在设备制造前参与或受项目法人委托组织设计联络会议，相关单位（包
括主要外购外协件单位）应参加会议。
巧思妙记
图、材料、钱。
2.核查设备制造单位
（1）监理工程师核查、确认设备制造单位的质量保证措施。
（2）审查设备制造的关键零部件加工人员上岗前技术培训情况和特殊工种操作人员资格。
（3）对设备采购合同允许的分包项目，在其投产前，审查设备制造单位报送的分包单位资格报审表
和分包单位有关资质资料，并报建设单位批准。
（4）对用于设备制造的原材料、外购外协件等进行文件见证、检查，同时确保设备制造及装配必需
的库存量，并符合规定的技术品质和质量标准要求。
（5）对用于设备制造的主要加工设备的能力进行查验，确认是否符合要求。
（6）审查设备制造单位报送的设备制造项目开工报审表及相关资料，具备开工条件时，总监理工程
师签发开工令，并报建设单位。
监理机构审查开工报审时，应包括下列内容：
1）设备制造项目组织机构、人员（含特种作业人员）及质量、安全管理体系。
2）项目制造工艺方案，焊接评定报告等。
3）主要原材料的检验等准备情况。
4）加工人员、加工设备的准备情况。
5）检测计划及委托的检测机构资质情况。
6）设备制造总体进度计划和分步计划。
7）外购外协件订货等分包单位资质及合同。
8）制造前的技术、安全交底及培训教育情况。
巧思妙记
保证措施、人、材料、设备、分包、开工报审表。
考点二、制造阶段的监理工作★★
1.设备制造质量控制
（1）过程控制
根据金属结构及机电设备制造的内容和特点，确定监理质量控制要点，包括以下内容：
1）原材料检验。
2）工艺方案审查。
3）焊接工艺评定。
4）结构件、设备制造精度控制。
5）装配尺寸检测。
6）焊缝检测。
7）防腐检验。
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8）试验调试。
9）出厂验收。
（2）在下列情况下，总监理工程师有权下达停工令：
1）在设备制造过程中出现质量异常情况，经提出后承包单位未采取改进措施；
2）未经设计及监理同意，擅自变更；
3）使用没有合格证的材料，擅自替换、变更工程材料；
4）特种作业人员的资质不满足要求；
5）对已发生严重质量事故未进行处理和提出有效的改进措施仍然继续作业的。
总监理工程师下达停工令后，应提出下列处理意见：①要求设备制造单位作出原因分析；②要求设备
制造单位提出整改措施；③确定复工条件。
（3）设备制造质量缺陷与事故处理
1）发生质量缺陷时，监理人员应发出不符合项处理单，要求制造单位及时查明其部位和数量、分析
产生的原因，提出缺陷处理措施；缺陷处理措施，经监理批准后方可执行；重大缺陷的处理应报建设单位
批准。
2）发生质量事故时，监理机构应立即向建设单位报告，督促制造单位及时提交事故报告；监理单位
应对事故经过做好记录，督促制造单位做好相应记录，并根据需要对事故现场进行拍照或摄像取证，为事
故调查、处理提供依据；监理机构按合同规定，参加事故的调查与处理。
（4）出厂验收与发运
1）监理机构应审核制造单位提交的资料，签署意见后报送建设单位。
核查资料包括：
①质量合格证明文件，应包括：制造方名称、出厂日期、设备名称、型号、规格、设备工作性能参数、
设备执行标准、设备检验人员、检验负责人签字并按规定盖章、设备出厂编号等。
②设备制造有关技术资料，应包括：设备检验和报验资料（包括设备出厂试验报告）、外购外协件的
质量证明文件、设备使用说明书及安装作业指导书等。
③设备出厂验收申请报告、验收大纲和总结报告等技术资料。
④竣工图（含设计变更）。
⑤涉及设备制造阶段的有关检验报告和制造缺陷处理记录。
⑥其他资料。
2）总监理工程师应组织编写设备制造监理工作总结报告。
3）参加或被授权后主持召开设备出厂验收会议。
4）督促制造单位按照验收中提出的遗留问题的处理意见完成处理工作，对处理结果进行签认。
2.设备制造投资控制
监理机构应按设备制造合同约定的程序及办法处理设备设计变更事宜，并在设计变更、工期变更实施
前与建设单位、设备制造单位协商确定设计变更的价款。发生设备设计变更事宜，无论是由设计单位或建
设单位或制造单位提出的，均应经过建设单位、设计单位、制造单位和监理单位的代表签认，并通过总监
理工程师下达变更指令后，制造单位方可进行制造。变更价款应按各方协商一致的价款支付。
3.设备制造合同管理
（1）合同索赔的处理
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1）当合同一方提出索赔理由的同时满足下列条件时，监理机构应予以受理：
①索赔事件已造成了合同一方的直接经济损失。
②索赔事件是由于合同另一方的责任而发生的。
③合同一方已按照设备制造合同规定的期限和程序提出索赔申请表，并附有索赔凭证材料。
（2）合同违约的处理
1）当设备制造单位有下列事实之一时，属设备制造单位违约：
①在接到总监理工程师签发的开工指令后，无正当理由不按期开工或拖延工期的。
②无视监理工程师的指令，继续使用不合格的材料、不符合加工要求的人员及设备的。
③未经批准，擅自将设备制造项目分包的。
④发生其他不履行设备制造合同所规定的义务而使建设单位利益受到损害的。
2）当建设单位有下列事实之一时，属建设单位违约：
①未能在设备制造合同文件规定的时限内向制造单位支付预付设备款或预付材料购置款的。
②未能在设备制造合同文件规定的时限内向制造单位提供应由建设单位提供的设备加工图样的。
③未能按设备制造合同文件规定，在总监理工程师签发支付证书后向制造单位支付到期应支付的款项，
或干涉、拒绝批准的。
④任何合理的支付凭证，因建设单位原因导致付款延误，影响合同顺利执行的。
⑤宣告破产或由于不可预见的原因，而不可能继续履行或实质上已停止履行其合同义务的。
（3）制造分包项目
1）设备制造分包项目投产前，监理机构应在合同文件授权范围内，对提出的分包申请进行审查并报
建设单位。
2）监理机构应从下列主要内容审查设备制造分包项目申请报告：
①分包单位的营业执照、企业资质等级证书、特殊行业施工许可证、企业财务状况、主要技术人员资
历和加工机械设备状况等。
②分包单位的业绩、承担同类设备制造项目的经历及其证明。
③分包项目的内容、范围和造价。
④分包单位专职管理人员和特殊作业人员的资格证、上岗证。
⑤分包项目工期及设备制造进度计划。
⑥拟定的分包协议。
（4）合同的解除
1）当建设单位违约导致设备制造合同最终解除时，监理机构应按设备制造合同的规定从下列应得的
款项中确定制造单位应得到的全部款项，并与建设单位和制造单位协商一致后，书面通知建设单位和制造
单位。
①制造单位已完成的设备加工费用。
②按合同规定已采购的工程材料、外购配件的款项。
③设备制造单位合法的利润。
④设备制造合同规定的建设单位应支付的违约金。
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第三节 金属结构及机电设备的原材料与采购
考点一、原材料的种类、性能★★
1.原材料的种类、性能
（1）金属结构及机电设备所用材料主要有金属材料、焊接材料、止水材料、润滑材料、防腐材料等。
（2）工程材料的性能主要包括使用性能和工艺性能。使用性能是指在使用过程中所表现出的性能，
如材料的物理性能和化学性能；工艺性能是指材料在加工过程中对不同加工特性所反映出来的性能，包括
铸造、塑性加工、焊接、热处理、机械加工性能等。
2.常用金属材料的分类和牌号的表示方法
（1）金属材料分类
1）常用金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。
黑色金属通常指钢和铸铁；有色金属是指黑色金属以外的金属及其合金，如铝合金、铜合金、轴承合
金等。
2）钢材按化学成分分类：碳素钢、合金钢。
碳素钢又分为低碳钢（C≤0.25%）、中碳钢（0.25%＜C≤0.6%）、高碳钢C＞0.6%）。（C代表碳含
量）
合金钢按合金元素含量分为低合金钢（元素合金含量＜5%）、中合金钢（元素合金含量=5%～10%）、
高合金钢（元素合金含量＞10%）。
3）按质量分类：普通碳素钢（S≤0.05%，P≤0.045%）、优质碳素钢（S≤0.035%，P≤0.035%）、高
级优质碳素钢（S≤0.020%，P≤0.030%）、特级优质碳素钢（S≤0.015%，P≤0.025%）。（S代表硫含量，
P代表磷含量）。
4）按用途分类：结构钢、工具钢、特殊性能钢。结构钢又分为建筑级工程用钢、机器用钢。工具钢
又分为刃具钢、模具钢、量具钢。特殊性能钢又分为不锈钢、耐磨钢、耐热钢、磁钢。
3.工程设备常用钢铁产品牌号的表示方法
根据《钢铁产品牌号表示方法》（GB／T221）介绍钢铁产品牌号的表示方法。钢铁产品牌号的表示一
般采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的形式。
（1）《碳素结构钢》（GB／T 700）。如Q195、Q215AF、Q235Bb、Q255A、Q275。
1）钢号冠以“Q”，后面的数字表示屈服点值（MPa）。例如：Q235。
2）必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号为：A、B、C、D。脱氧方
法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢；Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢。例如：Q235Bb，表示B级
半镇静钢。
（2）《低合金高强度结构钢》（GB／T 1591）。如Q295、Q355A、Q390B、Q420C、Q460E。
1）钢号冠以“Q”，和碳素结构钢的现行钢号相统一，后面的数字表示屈服点值（MPa），分为五个
等级强度。
2）在强度等级系列中又有A、B、C、D、E五个质量等级。例如：Q355A表示A级低合金高强度结构
钢。
3）对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后附加表示用途的字母。如Q355q《桥梁用结构钢》（GB
／T714）表示用于桥梁的专用钢种。
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（3）《一般工程与结构用低合金钢铸件》（GB／T 14408）。主要以力学性能表示的牌号。这类牌号
的主体结构为：前缀字母“ZG”＋两组力学性能值［屈服强度（MPa）和抗拉强度（MPa）］。需要时
可附加后缀字母或补充前缀字母。这类牌号有一般工程用碳素铸钢、一般工程与结构用低合金铸钢、焊接
结构用碳素铸钢，例如：ZG200-400、ZGD270-480、ZG200-400H。
（4）《优质碳素结构钢》（GB／T 699）。如08A1、45、20A、40Mn、70Mn、20g。
1）钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量×100表示，例如平均碳含量为0.45的钢，
钢号为“45”。
2）锰含量较高的优质碳素结构钢，应标出“Mn”，例如50Mn。用A1脱氧的镇静钢应标出“A1”，例
如08Al。
3）镇静钢不加“Z”，沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后标出。例如平均
碳含量为0.10％的半镇静钢，钢号为10b。
4）高级优质碳素结构钢在钢号后加“A”，特级优质碳素结构钢在钢号后加“E”。
4.其他主要材料
（1）焊接材料
1）焊接材料主要有焊条、焊丝、焊剂、保护气体等，焊条型号、焊丝代号及焊剂必须符合施工图纸
规定，当图纸没有规定时，应选用与母材强度相适应的焊接材料，所有材料应有出厂合格证（质量证明书），
标号不清或有疑问时应予复验。
2）焊接材料一般选用合适的填充金属。当要求强度高时，一般用J707或J607焊条；要求不高时可
用J506或J507焊条。
3）首次使用的焊接材料应按规定进行论证评审，经过焊接工艺评定后方可使用。
4）焊接材料必须分类存放在干燥通风良好的仓库内，库房内温度不应低于5℃，相对湿度不大于70％。
（2）止水材料
1）止水材料有橡胶类止水、金属类钢止水及尼龙类等，主要为橡胶类。
2）止水橡皮的单根供货长度应比施工图样的单根长度多10％，以备安装损耗之用。
（3）防腐材料
1）防腐材料主要有防腐涂料、喷涂用金属材料等。
2）防腐涂料
①涂料应选用经过工程实践证明的性能良好的产品，否则应经过试验确定其性能满足设计要求。构成
涂层系统的所有涂料宜由同一涂料厂生产，不同厂家的涂料配套使用时应做配套试验。生产厂家应提供产
品合格证、涂料说明书和检验报告等资料。
②防腐涂层系统宜由底漆、中间漆和面漆构成。底漆应具有良好的附着力和防锈性能，中间漆应具有
良好的屏蔽性能和面漆、底漆良好的结合性能，面漆应具有耐候性和耐水性。
5.金属材料的性能
（1）金属材料的物理性能和力学性能指标
金属材料的物理性能和力学性能指标主要有：物理性能指标（密度），弹性指标、强度性能指标、硬
度性能指标、塑性指标、疲劳性能指标、断裂韧性性能指标、热性能指标、电性能指标。
（2）金属材料的化学性能
常见的材料与环境的作用有氧化和腐蚀等化学反应，将工程材料抵抗各种化学作用的能力称为化学性
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能，其主要包括抗氧化性与抗腐蚀性。
（3）金属材料的工艺性能
材料在加工过程中对不同加工特性所反映出来的性能称为工艺性能。它表示材料制成具有一定形状和
良好性能的零部件或零部件毛坯的可能性及难易程度。材料工艺性能的好坏，会直接影响制造零部件的工
艺方法、质量及其制造成本。
1）铸造性能
铸造性能是指材料用铸造方法获得优质铸件的性能。它取决于材料的流动性和收缩性。流动性好的材
料，充型能力强，可获得完整而致密的铸件。收缩率小的材料，铸造冷却后，铸件缩孔小，尺寸稳定，内
应力小。
铸铁、青铜具有良好的铸造性能，所以被广泛使用。
2）塑性加工性能
塑性加工性能是指材料通过塑性加工（如锻造、冲压、挤压、轧制等），将原材料加工成零部件或半
成品的性能。它取决于材料本身的塑性高低和变形抗力的大小。
低碳钢、铜、铝具有较好的塑性和较小的变形抗力，因此容易塑性加工，而铸铁、硬质合金则不能塑
性加工。
3）热处理性能
热处理性能主要是指钢接受淬火的能力（即淬透性），它是用淬透层的深度来表示的。合金钢的淬透
性比碳钢好，所以对于大型零部件往往用合金钢制造，以获得均匀的淬火组织和均匀的机械性能。
4）焊接性能
焊接性能是指两种相同或不同的材料，通过各种焊接方法连接在一起所表现的性能。影响焊接性能的
因素很多，如导热性、热膨胀性、塑性、氧化性等对焊缝的强度、变形及开裂都有影响。针对不同的材料
应选择其相适应的焊接方法。
5）机械加工性能
材料的机械加工性能决定了刀具的使用寿命和被加工零部件的表面粗糙度。它与材料种类、成分、硬
度、韧性和导热性等因素有关。一般钢材的理想切削硬度为160～230HB。
考点二、原材料采购★★
1.原材料采购
对主要材料在订货前，必须要求承包单位申报厂家、产品规格、标准、性能要求等，经监理工程师论
证同意后，方可订货。
2.原材料采购质量控制
（1）材料质量的检验方法
一般材料质量检验方法有书面检验、外观检验、理化检验和无损检验等四种。
1）书面检验是通过对提供的材料质量保证资料、试验报告等进行审核，取得监理工程师认可后方能
使用。
2）外观检验是从品种、规格、标志、外形尺寸、锈蚀等情况对材料进行直观检查，看其有无质量问
题。
3）理化检验是借助仪器和试验设备对材料制品的化学成分、机械性能等进行分析与科学鉴定。
4）无损检验是在不破坏材料样品的前提下，利用射线、超声波、磁粉探伤仪等进行检测。检验材料
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或零部件的表面及内部是否有损伤或缺陷。
（2）材料质量的检验程度
根据材料信息，使用的重要程度和质量保证的具体情况，其质量检验程度分免检、抽检和全部检验三
种。
1）免检就是免去质量检验过程。对有足够质量保证的一般材料，以及实践证明质量长期稳定且质量
资料齐全的材料，可予免检。
2）抽检就是按随机抽样的方法对材料进行抽样检验。当对材料性能不清楚，或对质量保证资料有怀
疑，或对成批生产的构配件，均应按一定比例进行抽样检验。
3）全部检验。凡对进口的材料、设备及重要零部件应用的材料，以及贵重的材料，应进行全部检验，
以确保设备制造质量。
（3）检验项目
材料质量检验项目分：“一般检验项目”，为通常的试验项目；“其他检验项目”，为根据需要进行
的试验项目。
如对一般用途的低碳钢，“一般检验项目”有化学分析、机械强度试验项目，“其他检验项目”则有
冲击、硬度、焊接件（焊缝）的机械性能试验。
典型例题
案例
背景资料：
某大型调水泵站工程，发包人通过公开招标选择了监理人和金属结构设备制造承包人，并签订了平面
快速闸门、平面事故闸门、液压启闭机、固定卷扬启闭机、门式启闭机、清污机等金属结构设备供货合同。
招标文件明确金属结构制造安装及验收执行《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》（GB／T
14173-2008）、《水利水电工程启闭机制造安装及验收规范》（SL／T 381-2021）。
事件1：根据闸门制造设计图纸要求，闸门支承结构主轨铸钢件采用ZG310-570，金属结构设备制造
承包人从合格供货商名录中选择了一家外协采购，外协件进厂时通过了承包人质检人员的验收，专业监理
工程师在制造现场对铸钢件材质单进行文件见证时，发现铸钢件抗拉强度、屈服强度和伸长率均满足相关
标准要求，但硫（S）含量0.086％、磷（P）含量0.064％两项指标超标。总监理工程师组织进行复验，
复验结果仍然不合格，于是要求将该批铸钢件清理出制造现场，不得用于制造本工程闸门主轨。设备制造
承包人以工期紧张和主要技术性能指标均合格为由，认为可以用于生产闸门主轨。
问题：
1.事件1中，承包人的做法是否妥当？说明理由；指出主轨铸钢件化学成分是否合格。
【参考答案】
1.事件1中，设备制造承包人的做法不妥。
理由是：硫（S）和磷（P）是铸钢件主要化学成分中的有害元素，是材料合格与否的重要验收依据。
由于事件1中主轨铸件硫（S）含量0.086%，磷（P）含量0.064%两项指标超标，故主轨铸钢件化学成分
不合格。
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第四节 金属结构及机电设备制造通用工艺
考点一、焊接★★★
1.焊前准备
（1）焊接材料应设专人保管，使用前应检查外观质量状况，焊条、焊剂应严格按照其说明书的要求
进行烘干；烘干后的焊条应放入保温筒中，做到随用随取；低氢型焊条重新烘干不应超过两次。根据气温、
产品特点、板材厚度情况需要进行焊前预热。
（2）焊件组对前，焊缝坡口及坡口两侧各10～20mm范围内的毛刺、铁锈、氧化皮、挂渣等应清除
干净。
（3）定位焊选用小直径焊条，焊接工艺参数应与正式焊缝相同；一类、二类焊缝的定位焊应由持有
效合格证书的焊工操作；定位焊缝的焊脚高度为4mm，长度为50mm，间距为300mm。
（4）熔入正式焊缝的定位焊缝不得存有裂纹、气孔、夹渣等焊接缺陷，否则应清除重焊。
（5）在一类、二类焊缝两端需加设引弧板和熄弧板。
2.焊接工艺评定
（1）焊接工艺评定应在设备制造与安装前，使用设备处于正常状态，所用钢材、焊接材料均有质量
证明文件，焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性评价资料为基础。
（2）焊接工艺评定一般过程是：拟定焊接工艺指导书，施焊试件和制取试样，检测试件和试样，测
定焊接接头是否具有所要求的使用性能，提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书进行评定。
（3）焊接工艺因素分为重要因素、补加因素和次要因素。
1）重要因素是指影响焊接接头的力学性能和弯曲性能（不锈钢还包括耐蚀性能）的焊接工艺评定因
素。
2）补加因素是指影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺评定因素，当规定进行冲击试验时，需增加补加
因素。
3）次要因素是指对要求测定的焊接接头力学性能和弯曲性能（不锈钢还包括耐蚀性能）无明显影响
的焊接工艺评定因素。
3.焊接及焊接检验人员资格
（1）承担设备制造与安装焊接施工的企业应具有相应焊接资格的技术人员、焊接检验人员、无损检
测人员、焊工及焊机操作工。
（2）从事闸门、压力钢管等设备一类、二类焊缝焊接的焊工与焊机操作工必须按《焊工技术考核规
程》（DL／T679）或其他认可的焊工考试规则进行考核，如《锅炉压力容管道焊工考试与管理规则》，并
取得相应的资格证书。
4.坡口制备及组装要求
（1）焊接坡口尺寸应符合施工图样的规定。组装后的坡口尺寸允许偏差如无特定要求，应符合表4-7
的规定。
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表4-7 组装后坡口尺寸允许偏差
允许偏差
序号 项 目
背面不清根 背面清根
1 钝边高度 ±2mm 不限制
2 根部间隙（无衬垫接头） ±2mm 2～-3mm
3 根部间隙（有衬垫接头） 6～-2mm 不适用
4 坡口角度 10°～-5° 10°～-5°
5 根部半径 3～0mm 不限制
（2）组装间隙偏差超过表4-7的规定，且不大于接头中较薄钢板厚度的2倍或20mm（两者中取小值）
时，允许在坡口两侧或一侧同焊缝一样的焊接工艺做堆焊处理。使其达到规定的坡口尺寸要求，但应符合
下列规定：
1）不得在间隙间填塞焊条头、钢筋、铁块等杂物。
2）堆焊时逐层进行表面质量检查，堆焊后修磨到原坡口尺寸。
3）根据堆焊长度和间隙大小，对堆焊部位的焊缝增加无损检测。
（3）焊件组装时，两个待焊件表面或背面应齐平，如有错边，其错边值应符合下列规定：
1）一类焊缝的局部错边值不应大于焊件厚度的10％，且不大于2mm。
2）二类焊缝的局部错边值不应大于焊件厚度的15％，且不大于3mm。
3）三类焊缝的局部错边值不应大于焊件厚度的20％，且不大于4mm。
4）不同厚度的焊件组装时，其错边值按较薄焊件计算。
5.焊接工艺要求
（1）焊接环境应符合下列要求：
1）气体保护焊作业区最大风速不宜超过2m/s，其他焊接方法最大风速不宜超过8m/s，否则应采取有
效措施。
2）当焊接作业区处于下列情况时，应采取防护措施后才能进行焊接：
①焊接作业区的相对湿度大于90%。
②焊接表面潮湿或暴露于雨、水、冰雪中。
③环境温度：碳素钢-20℃以下，低合金钢-10℃以下，高强钢及不锈钢0℃以下。
6.焊接质量检验
（1）外观检测
1）所有焊接接头应冷却到环境温度后方可进行外观检测。
2）外观检测采用目测方式，裂纹的检查应辅以5倍放大镜并在适合的光照条件下进行。当有疑问时
可采用磁粉或渗透检测，外形尺寸的测量可用焊缝检验尺、卡规等测量工具。
（2）无损检测
常用的无损检测方法有射线检测（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）、涡流
检测（ET）等，每种方法均有其适用性和局限性。各种方法对缺陷检测的概率既不会是100%，也不会完全
相同。射线检测和超声检测可检测出被检工件内部和表面的缺陷（射线检测对夹碴、气泡等体型缺陷的检
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出率较高，而超声波检测对裂纹、分层、焊缝中的未熔合等面型缺陷的检出率较高）；涡流检测和磁粉检
测可检测出被检工件表面和近表面的缺陷；渗透检测仅可检测出工件表面开口的缺陷。
（3）表面无损检测
1）有下列情况之一应进行表面检测：
①设计规定进行表面检测时。
②外观检测发现裂纹时，应对该焊缝进行100%检测。
③外观检测怀疑有裂纹时，应对怀疑的部位进行检测。
④允许补焊的铸钢件表面。
2）铁磁性材料应采用磁粉检测，不能使用磁粉检测时，应采用渗透检测。
（4）内部无损检测
1）无损检测应在外观检测合格后进行，有延迟裂纹倾向的钢材，无损检测应在焊接完成24h后进行。
2）内部局部无损检测发现存在裂纹、未熔合或不允许的未焊透等危害性缺陷时，应对该焊缝进行全
部检测。
3）单面焊且无垫板的对接焊缝，根据未焊透深度应不大于板厚的10%，最大不超过2mm，单长度不
大于该焊缝长度的15%。
4）板材的组合焊缝，如设计无特殊焊透要求，腹板与翼缘板的未焊透深度不应大于板厚的25%，最大
不超过4mm。
7.返修与处理
（1）返修焊接的预热温度应比相同条件下正常焊接的预热温度提高30～50℃。
（2）返修部位应连续焊接。若中断焊接，应采取后热、保温措施，防止产生裂纹，厚板返修焊宜采
用消氢处理。
（3）同一部位的焊缝返修次数不宜超过2次，否则应分析原因。制定可靠的返修工艺措施并经单位
技术负责人批准后方可实施。
考点二、螺栓连接★★
1.螺栓紧固
（1）高强度螺栓安装时，应符合下列要求：
1）不得使用螺纹损伤及沾染脏物的高强度螺栓连接副；不得用高强螺栓兼作临时螺栓。
2）不得强行穿入。当不能自由穿入时，该孔应用铰刀进行修整，修整后孔的最大直径不应大于1.2
倍螺栓直径，且修孔数量不应超过该节点螺栓数量的25％，修孔前应将四周螺栓全部拧紧，使板迭密贴后
再进行铰孔，不得气割扩孔。
3）构件表面应保持干燥，不得在雨中作业。
（2）高强度大六角头螺栓连接副的拧紧应分为初拧和终拧。对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。
初拧扭矩和复拧扭矩为规定力矩值的50％，终拧到规定力矩。初拧、复拧、终拧后的螺栓应在螺母上分别
以不同的颜色进行标记，以免错拧或漏拧。
高强度大六角头螺栓连接副的初拧、复拧、终拧应在一天内完成。
（3）高强度螺栓的拧紧应按一定的顺序进行。确定施拧顺序的原则为由螺栓群中央顺序向外对称拧
紧，或从接头刚度大的部位向约束小的方向对称拧紧。
典型例题
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案例
背景资料：
某水电站溢洪道工程，发包人依据《水利水电工程标准施工招标文件（2009年版）》通过公开招标选
择了施工单位，负责土建施工、机电设备和金属结构的安装任务；同时按照《中华人民共和国标准设备采
购招标文件（2017年版）》招标选择了金属结构制造承包人，并签订了3扇16m×15m-14.5m（宽×高-水
头）弧形闸门和3台2×1600kN液压启闭机制造供货合同，与监理单位签订了设备制造监理合同。闸门和
启闭机制造安装验收执行《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》（GB／T 14173-2008）、《水利
水电工程启闭机制造安装及验收规范》（SL／T 381-2021）。
事件1：专业监理工程师审查制造承包人的生产工艺方案时，发现弧形闸门主梁、支臂的腹板及翼缘
板的对接焊缝，主梁、支臂的腹板与翼缘板的组合焊缝未曾经过焊接工艺评定，遂要求制造承包人补充焊
接工艺评定试验进行焊接工艺的评定。制造承包人认为已经进行了基于焊接经验的工艺评定，满足弧形闸
门制造质量要求。
事件2：驻厂专业监理工程师对闸门支臂腹板（厚度25mm）与翼缘板（厚度40mm）的组合焊缝进行检
查时，发现支臂腹板与翼缘板双面坡口组合焊缝局部超声波检测存在不允许的未焊透缺陷，未焊透深度为
8mm。补充检测后仍发现存在该质量缺陷，遂要求制造承包人对焊缝缺陷进行返工；返工后的焊接接头，
按原焊缝的质量要求和超声波无损检测方法进行100％检验，另按比例补充对整条焊缝进行表面无损检测。
承包人认为，合同文件和图样中对此无明确规定，双面坡口焊缝且翼板方向焊脚大于6mm，即满足钢闸门
制造安装验收规范要求。
问题：
1.事件1中，制造承包人的做法是否妥当？说明理由。
2.事件2中，制造承包人的做法是否妥当？说明理由。
【参考答案】
1.事件1中，制造承包人的做法不妥。
理由是：弧形闸门主梁、支臂的腹板及翼缘板的对接焊缝是一类焊缝，腹板及翼缘板的组合焊缝是二
类焊缝；一、二类焊缝应通过焊接工艺评定试验进行焊接工艺的评定。
2.事件2中，制造承包人的做法不妥。
理由是：事件2中，所述焊缝未焊透深度超过规范规定；翼缘板厚度不小于36mm时，二类焊缝中的
角焊缝应进行焊缝表面无损检测。
考点三、表面防护★★★
防护施工应由具有相应防护工程施工资质的承包商完成。操作人员应经过培训并持有上岗证书。
1.金属结构防腐
（1）表面预处理
1）预处理前应将表面整修完毕，并将金属表面铁锈、氧化皮、油污、焊渣、积水等附着物清除干净。
（2）表面涂装
1）除锈后，钢材表面应尽快涂装底漆，潮湿天气应在2h内涂装完毕；如在晴天和较好的天气条件下，
最长也不应超过8h。
压力钢管经除锈后的钢材表面宜在4h内涂装，晴天和正常大气条件下，最长不应大于12h。
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2）闸门和埋件出厂前应涂底漆、中间漆及面漆。最后一道面漆应留待安装后涂装。在安装焊缝两侧
100～200mm范围内，应留待安装后涂装。如采用金属热喷涂复合保护系统，除金属涂层及封闭涂料由工厂
完成外，其最后一道面漆宜在安装后完成。
3）在下述施工条件下不得进行涂装：
①空气相对湿度超过85%。
②施工现场环境温度低于10℃。
③钢材表面温度低于大气露点3℃以上。
（3）涂料涂层质量检查
1）涂层质量应符合下述规定：
①漆膜厚度用测厚仪测定。在0.01㎡的基准面上测量3次，每次测量的位置应相距25～75mm，取3
次测量值的算术平均值为该基准面的一个测点厚度测量值。
②对于涂装前表面粗糙度大于Rz100μm的涂层进行测量时，应取5次测量值的算术平均值为测点厚
度值。
③单节钢管内表面积大于或等于10㎡时，每10㎡表面不应少于3个测点；单节钢管内表面积小于10
㎡时，每2㎡表面不应少于1个测点。在单节钢管的梁段和中间的圆周上每隔1.5m测一点。
④85%以上测点厚度应符合设计要求。漆膜最小厚度值不低于设计厚度的85%。
（4）金属喷涂
1）金属涂层的厚度根据工作环境及闸门等金属结构按设计图样要求执行，也可根据不同喷涂材料按
下述厚度施工：
①喷铝层、锌铝、稀土铝混合金属宜取100～120μm。
②喷锌层宜取120～150μm。
③喷铝镁混合金属层宜取100～120μm。
2）钢材表面应尽快喷涂，一般应在2h内喷涂，如在晴天和较好的大气条件下最长也不应超过8h。
3）金属表面喷涂的施工条件必须满足下列规定：
①空气相对湿度不超过85％。
②施工现场环境温度不低于10℃。
③钢材表面温度不低于大气露点3℃以上。
典型例题
案例
背景资料：
某泵站工程，需要采购一批压力钢管。钢管一部分安装在泵房内，一部分安装在泵房外，全部为明管
敷设，材质均为Q235C。泵房内钢管直径为800mm，壁厚16mm，全部为支管；泵房外钢管直径为1200mm，
壁厚分别为16mm、14mm、12mm，由直管、弯管、岔管等组成。发包人经公开招标选择了某钢管制造厂生产
该批压力钢管，合同约定压力钢管制造与验收执行《水利工程压力钢管制造安装及验收规范》（SL432-2008）。
事件2：钢管焊接采用两种方法——二氧化碳气体保护焊和手工电弧焊。一批钢管焊接时正值冬天，
环境温度-12℃，风速3m/s，施焊时承包人未采取任何防护措施。
事件3：焊接完成后，无损检测人员采用超声检测（UT）法，纵缝按100%、环缝按50%的比例，立即
对所有焊缝进行了无损检测。经检测，钢管焊缝内、外质量均符合要求。
事件4：钢管的表面处理、涂装在室外进行，涂装前按设计要求采用金属丸抛射除锈法对钢管表面进
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行了处理，表面粗糙度为120μm，12h后进行了涂装，涂装时空气相对湿度为90%；涂装后检测人员用涂
层测厚仪检测，在0.01㎡的基准面上测量了3次，取3次测量值的算术平均值作为测点的厚度值进行了
记录。
问题：
1.事件2中，钢管施焊时的环境条件是否符合要求？说明理由。
2.指出事件3中的不妥之处，并说明理由。
3.事件4中，承包人的做法是否妥当？说明理由。
【参考答案】
1.事件2中钢管施焊时的环境条件不符合规范要求。
理由是：焊接时环境温度低于-10℃，风速大于2m／s，且无防护措施，无法保证焊接质量。
2.事件3中不妥之处有两点：①焊接后立即进行无损检测不妥；②所有环缝按50％的比例进行检测不
正确。
理由是：①焊缝有可能产生延迟裂纹，因此应在焊接完成24h后进行无损检测；②泵房内直管管壁环
缝以及泵房外岔管管壁环缝均为一类焊缝，泵房外直管管壁环缝为二类焊缝，采用超声检测（UT）对环缝
进行无损检测时，除泵房外直管管壁环缝可按焊缝总长度的50％进行检测外，泵房内直管管壁环缝以及泵
房外岔管管壁环缝均应按焊缝总长度的100％进行检测。
3.事件4中，承包人的做法不妥。
理由是：①涂装应在除锈后规定的时间内进行，该事件中涂装时超过了除锈后规定的时间；②在空气
相对湿度大于规定的条件下进行了涂装；③用涂层测厚仪检测涂层厚度的方法不正确。
考点四、热处理★★★
热处理是指金属材料在固态下，采用适当的方式通过加热、保温和冷却的手段，获得所需组织结构与
性能的一种金属热加工工艺。
与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显
微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能，其特点是改善工件的内在质量。
1.处理工艺
热处理的工艺过程一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。
通常情况下热处理采用的手段有以下几种方式：
（1）退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火的
目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组织和成
分的均匀化，或为后道热处理做好组织准备等。
（2）正火：指将钢材或钢件加热到钢的组织转变的上临界点温度以上30～50℃，达到奥氏体化后，
保持适当时间，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的：主要是提高低碳钢的力学性能，改善
切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理做好组织准备等。
（3）淬火：指将钢件加热到Ac3或Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，然
后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。淬火的目的：使钢件获得所需的马氏
体组织，提高工件的硬度、强度和耐磨性，为后道热处理做好组织准备等。
（4）回火：指钢件经淬硬后，再加热到Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热
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处理工艺。回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件除具有高的硬度和耐磨性外，还
具有所需要的塑性和韧性等。
（5）调质：指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。
它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。
（6）渗碳：是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经
过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和
塑性。
典型例题
案例
背景资料：
某供水泵站工程，安装6台卧式单级双吸中开离心泵（其中2台备用），单机流量0.92m³/s，设计扬
程174.8m，配套6台三相同步电动机，单机配套功率2300kW，总装机13.8MW。经公开招标，某水泵制造
厂中标，水泵制造工期12个月，并由某监理单位对该6台水泵的制造进行驻厂监理。
事件1：该泵为新型水泵，无同类工程规模案例，在未进行模型试验和验收前，承包人根据设计图纸
开始加工制造水泵的各种零部件。
事件2：轴是水泵最为关键的构件之一，直接影响水泵的性能与寿命。水泵轴经锻造成型后再进行车、
磨等精加工。精加工前、粗加工后，必须对水泵轴进行无损探伤，以保证表面与内部均无质量缺陷。为此，
无损检测人员采用渗透检测（PT）法对该泵轴进行了检测。
事件3：为了获得良好的综合力学性能，设计要求水泵轴精加工后再进行热处理——“调质”，为此，
热处理车间对水泵轴采用了淬火后再低温回火的热处理工艺。
问题：
1.事件1中，承包人的做法是否妥当？说明理由。
2.事件2中，水泵轴的无损检测方法是否合适？针对该工件请推荐一种最适用的无损检测方法，并说
明理由。
3.事件3中，水泵轴的热处理工艺是否正确？说明理由。
【参考答案】
1.事件1中承包人的做法不妥。
理由是：该水泵为新型水泵，无类似工程案例，为保证新型水泵的性能、参数符合设计要求，满足使
用功能，制造前必须进行模型试验和验收。
2.事件2中，仅采用渗透检测（PT）对该轴毛坯进行无损检测并不合适；推荐采用超声检测（UT）与
渗透检测（PT）相结合的方法对锻件进行无损检测。
理由是：渗透检测仅可检测出工件表面开口的缺陷，而超声检测则可检测出工件近表面与内部尺寸的
缺陷，且灵敏度高，对缺陷定位较准确，检测成本低、速度快，设备轻便，对人体及环境无害，现场使用
较方便；磁粉检测可检测出被检工件表面和近表面的缺陷。因此，推荐采用超声检测与渗透检测相结合的
方法对该轴的锻件进行无损检测。
3.事件3中，热处理工艺不正确。
理由是：调质的热处理工艺是淬火后再高温回火，而车间的做法是淬火后低温回火，该工艺不属调质，
因此不正确。
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第五节 金属结构制造
考点一、钢闸门制造★★
1.钢闸门分类与构造
闸门是设置在水工建筑物的过流孔口并可操作移动的挡水结构物，是水工建筑物的重要组成部分，与
建筑物一起发挥着拦洪、蓄水、泄洪、排涝等作用。
（1）按工作性质（用途）分类
1）工作闸门：调节水位、控制流量的闸门。
2）检修闸门：检修设备或建筑物时闭合挡水的闸门。
3）事故闸门：在设备或建筑物出现故障时可迅速截断水流的闸门。
（2）按门叶与挡水水位的相对关系分类
1）露顶闸门：当孔口关闭时，闸门门叶顶部高出上游最高水位。
2）潜孔闸门：当孔口关闭时，闸门门叶顶部低于上游最低水位。
（3）钢闸门构成
钢闸门一般由门体、埋件两大部分组成。门体一般由挡水面板、构架、行走支撑部分、门叶与操作机
械相连接的构件、止水部分组成。
埋件主要包括底槛、主轨、副轨、反轨、止水座板、门楣、侧轮导板、侧轨、铰座钢梁和有止水要求
的胸墙及钢衬护等。
2.开工及技术准备
（1）第一次设计联络会
施工图样到达承包人后，监理工程师应参加由业主主持召开的第一次设计联络会，由设计单位进行技
术交底。监理工程师应做好下列工作：
1）督促承包人在认真审阅，核实施工图样、文件的基础上针对图纸中的问题，提出问题清单。
2）督促、检查承包人对召开设计联络会的准备工作情况，就绪后报告业主。
（2）第二次设计联络会
承包人递交制造工艺方案、承包人自己完成的图样等文件交驻厂监理工程师审核同意后，提出召开第
二次设计联络会时间，报业主和监理机构确认。由总监理工程师在制造现场主持召开第二次设计联络会。
监理工程师应做好下列工作：
1）审查承包人编制的制造工艺方案，制造工艺流程、焊接工艺评定、机加工工艺等工艺文件。
2）审查承包人自己完成的图样。
3）审查承包人的质保体系，外购、外协分包商资质情况。
4）审查承包人编制的生产进度网络计划。
3.闸门制造资料
闸门制造应具备下列资料：
（1）设计图样，包括总图、装配图及零件图（如有修改应有设计修改通知书）。
（2）制造工艺文件。
（3）主要材料的质量证明文件。
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（4）外协件、外购件的质量证明文件。
4.闸门验收
闸门验收后应有标志，标志内容包括：
（1）制造厂名称。（2）产品名称。（3）企业产品生产许可证标志及编号。（4）产品规格或专业技
术参数。（5）制造日期。（6）闸门运输单元重心位置及总重量。
考点二、启闭机制造★★
1.概念与分类
启闭机是实现闸门的开启和关闭、拦污栅的起吊与安放等专用的机械设备，包括螺杆式启闭机、固定
卷扬式启闭机、移动式启闭机、液压式启闭机等。
（1）卷扬式启闭机型号的表示方法
QP-□（吊点数）×□（启闭力kN）-□（扬程m）/□（最大缠绕层数）
其中Q表示启闭机，P表示平面闸门（或H弧形闸门）。
示例1：QP-1000-45，表示单吊点固定卷扬式启闭机，启闭力为1000kN，扬程为45m。
示例2：QP-2×1000-45，表示双吊点固定卷扬式启闭机，启闭力为2×1000kN，扬程为45m。
（2）螺杆式启闭机型号的表示方法
QL-□（吊点数）×□（启闭力kN）-□（驱动方式）/
其中L表示螺杆式，吊点数为单吊点省略，双吊点为2。驱动方式（S手动、SD手电、D电动）。
示例1：QL-400-SD，表示单吊点螺杆式启闭机，启闭力为400kN，手电两用驱动方式。
示例2：QL-2×400-D，表示双吊点螺杆式启闭机，启闭力为2×400kN，电动驱动方式。
（3）液压式启闭机型号的表示方法
QPPY□（液压缸结构型式）-□（吊点数）×□（启闭力）-□（工作行程m）
其中PP表示①平面闸门（或H弧形闸门）+②普通，Y表示液压传动。
液压缸结构形式：Ⅰ柱塞式、Ⅱ活塞式。
示例1：QPPYI-2×1000-12，表示双吊点柱塞式液压启闭机，启闭力为2x 1000kN，工作行程为12m。
示例2：QPPYII-800-12，表示单吊点活塞式液压启闭机，启闭力为800kN，工作行程为12m。
2.启闭机试验
（1）空运转试验：启闭机出厂前，在未安装钢丝绳和吊具的组装状态下所进行的试验。
（2）空载试验：启闭机在无荷载的状态下进行的运行试验和模拟操作。
（3）静载试验：启闭机在1.25倍额定荷载状态下进行的静态试验和操作，主要目的是检验启闭机各
部件和金属结构的承载能力。
（4）动载试验：启闭机在1.1倍额定荷载状态下进行的运行试验和操作，主要目的是检查起升机构、
运行机构和制动器的工作性能。
3.标志
启闭机应在明显处设置标牌，主要内容应包括以下内容：
（1）产品名称、规格及型号。（2）出厂编号。（3）主要技术参数。（4）制造日期和制造商名称。
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4.设备保管的程序和存放要求
（1）设备保管的程序
制造现场检验→运输→仓库→开箱检查、外观检查清点验收→分类入库→定期检查维护。
（2）存放要求
1）液压泵站、电气盘柜等液压和电气设备应室内存放；电动机、制动器等其他设备露天裸放时，应
采取防雨、防锈、防风沙等保护措施。
2）启闭机长期存放时，应每年进行维护保养，油缸应定期翻滚。
考点三、压力钢管制造★
1.概念与分类
（1）压力钢管是将水从水源（水库、压力前池或调压室等）引入水轮机或其他用水部位的钢管道，
一般包括直管、弯管、岔管、伸缩节等，主要结构有管壁、支承环、加劲环、止推环和阻水环以及岔管加
强构件等。
（2）压力钢管常见的布置形式有两种：明管（暴露在空气中的压力钢管）和埋管。
（3）按构造与制作方法可分为无缝钢管、铆接钢管、焊接钢管、箍管。无缝钢管适用于高水压小流
量的情况；铆接钢管由于焊接工艺的发展现已较少使用；焊接钢管目前最为常用；由于工艺和经济方面的
原因，通常当水头与直径之积大于2000㎡或管壁大于4cm时，可考虑采取箍管，箍管是套有无缝钢管的
焊接钢管（或无缝钢管）。
2.制作完工验收
制作完工验收时，应提供下列资料：
（1）压力钢管制作图样。
（2）主要材料出厂质量证明书。
（3）设计修改通知单。
（4）制作时最终检测和试验的检测记录。
（5）焊接接头无损检测报告。
（6）防腐检测资料。
（7）重大缺欠处理记录和有关会议纪要。
（8）其他相关的技术文件。
考点四、拦污栅和清污机制造★
1.拦污栅制造
拦污栅指设在水工建筑物进水口前，用于拦阻水流挟带的水草、漂木等杂物（一般称污物）的框栅式
结构，包括栅叶与栅槽埋件两部分。
（1）中间检查
1）按图纸尺寸在厂内进行检查，验收合格后打标记。
2）将制作好的构件在符合有关验收规范的前提下，报请业主、监理单位来厂进行出厂验收，并提供
相关验收资料。
（2）防腐
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严格按照防腐工艺要求进行，每道工序质检人员均严格按规范检查，分三阶段，表面预处理、金属喷
涂层，封闭漆涂后，并做好检测资料，报请监理工程师验收认可（依据防腐施工工艺）。
2.清污机制造
（1）清污机分类
清污机分为回转式清污机、耙斗式清污机和抓斗式清污机。
1）回转式清污机型号表示方法
HQN□（孔口安装宽度m）×□（垂直安装深度m）×□（栅体倾角）
其中HQ表示回转齿耙式，N表示驱动安装内置（若外置则不写该字母）。
2）耙（抓）斗式清污机型号
YPQ□（吊点数）×□（启闭力）-□（扬程）-□（耙、抓斗宽度m）
其中Y表示耙（抓）斗开闭方式（液压方式为Y，否则省略），P表示耙斗式（抓斗式为Z），Q表
示清污机。
（2）出厂试验
1）回转式清污机应在厂内进行空运转试验，试验累计时间应不小于30min，各机构应运转正常。
2）耙（抓）斗清污机应在厂内进行空运转试验。试验时应分别开动各机构，作正、反向运转，试验
累计时间各30min。
（3）出厂验收
1）项目满足下列条件，承包人应向监理工程师提出申请，要求验收。
①该项目制造、组装完毕，并处于组装状态。
②资料已提交监理工程师。
③在接到承包人要求验收的申请后，监理机构参加建设单位主持的设备出厂验收会或受建设单位委托
主持设备出厂验收会。
④出厂验收前应编制验收大纲。对验收设备进行检查，填写检验记录，检查合格后按出厂验收大纲进
行验收。
（4）标志
1）在清污机明显部位设置标牌，标牌应符合GB／T13306的规定。产品标牌应包括以下内容：
①产品名称及规格型号。
②出厂编号。
③主要指标参数。
④制造日期和制造厂名称。
2）清污机的危险部位和工作区域应设置安全警示标识。
典型例题
案例（一）
背景资料：
某水电站，发包人按照《中华人民共和国标准设备采购招标文件（2017年版）》招标，并选择了承包
人，与承包人签订了一台进水口80kN耙斗式清污机供货合同，具体包括进水口耙斗式清污机的全套设备
和相关的附属设备（含轨道、车挡及预埋件）的设计、制造、工厂试验验收、包装等。制造验收执行《水
里水电工程清污机制造安装及验收规范》（T/CWEC 29-2021），同时发包人按照《设备监理合同（示范文
本）》（GF-2010-1003）与某监理公司签订了设备制造监理合同。
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事件1：承包人在具备了设计图样，包括总图、装配图及零件图以及制造工艺文件后，就开始清污机
的生产制造。
事件2：为实现耙斗提升机构1～10m/min的速度要求，合同要求采用变频控制技术。由此，承包人设
计耙斗提升机构电动机为变频电动机M3BP200MLA15kW，采用施耐德ATV71系列变频器调速，选用增量型编
码器作速度反馈，并替代超速开关作超速保护。
事件3：清污机电源控制柜内，为使总电源有个明显的断开点，设置了电源刀开关（HD），其进线端
与出线端选用30mm×40mm（宽×厚）的裸露铜排连接，未设防护措施、安全标识和警示牌。
问题：
1.事件1中，清污机生产所需具备的资料是否完整？说明理由。
2.事件2中，承包人用增量型编码器替代超速开关是否正确？说明理由。
3.从电气设备安全考虑，请指出事件3中的不妥之处，并说明理由。
【参考答案】
1.事件1中清污机生产所需具备的资料不完整。
理由是：清污机生产除了应具备设计图样，包括总图、装配图及零件图以及制造工艺文件外，还应该
具备生产清污机的主要材料和外协件、外购件的质量证明文件。
2.事件2中承包人用增量型编码器替代超速开关作超速保护不正确。
理由是：根据《起重机设计规范》（GB/T 3811-2008）的规定，对于重要的、负载超速会引起危险的
起升机构应配置超速开关。
3.事件3中电源控制柜内刀开关进线端与出线端带电的铜排裸露无触电防护措施不妥。
理由是：操作刀开关过程中，裸露的铜排将影响操作人员的人身安全。
案例（二）
背景资料：
某水电站溢洪道工程，发包人依据《水利水电工程标准施工招标文件（2009年版）》通过公开招标选
择了施工单位，负责土建施工、机电设备和金属结构的安装任务；同时按照《中华人民共和国标准设备采
购招标文件（2017年版）》招标选择了金属结构制造承包人，并签订了3扇16m×15m-14.5m（宽×高-水
头）弧形闸门和3台2×1600kN液压启闭机制造供货合同，与监理单位签订了设备制造监理合同。闸门和
启闭机制造安装验收执行《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》（GB／T 14173-2008）、《水利
水电工程启闭机制造安装及验收规范》（SL／T 381-2021）。
事件4：单位工程验收时，验收专家提出金属结构档案资料缺少启闭机制造总图、部件装配图和安装
焊缝的检验报告及检验记录，要求进一步完善金属结构档案资料。
问题：
1.事件4中，监理人应该如何处理？说明理由。
【参考答案】
1.事件4中，监理人应当通知制造承包人补充启闭机制造总图和部件装配图；通知施工承包人补充安
装焊缝的检验报告及检验记录。
理由是：启闭机出厂验收资料和安装验收资料应作为存档资料。启闭机制造总图和部件装配图应由制
造承包人提供；安装焊缝的检验报告及检验记录应由施工承包人提供。
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第六节 机电设备制造
考点一、水轮发电机组制造★★
1.水轮机的分类
水轮机是一种将水能转换成机械能的原动机。它驱动发电机，将旋转的机械能转变为电能。水能与机
械能的能量转换是借助转轮叶片与水流相互作用来实现的。水流流经水轮机时，水流的势能和动能转化为
水轮机的机械能的过程，就是水轮机的工作过程。水轮机和发电机的联合体又称水轮发电机组（简称机组）。
（1）水轮机按水流能量转换特征分类
水轮机按水流能量转换的特征可分为两大类：反击式水轮机和冲击式水轮机。
反击式水轮机的特点是：转轮位于水流流经的整个通道中，在同一时间内，所有转轮叶片的通道都有
水流通过。水流流经叶片通道后，流速大小和方向都发生了变化，这种变化反映了水流动量的变化。这个
动量的变化是转轮作用于水流产生的，因而水流对转轮有个反作用力，这个反作用力推动转轮旋转。这种
利用水流的反作用力推动转轮旋转的水轮机，称为反击式水轮机。
冲击式水轮机的特点是：当水流流经转轮时，只有部分转轮叶片充满了水，其余部分则处在大气之中。
水流以射流形式冲击转轮。冲击式水轮机实际上是利用水流的动能推动转轮旋转，而且在同一时间内水流
只冲击着部分水斗。这种利用水流冲击的动能推动转轮旋转的水轮机，称为冲击式水轮机。
（2）水轮机按结构型式分类
反击式水轮机分为混流式、轴流式、贯流式和斜流式。
冲击式分为水斗式、斜击式和双击式。
2.水轮机牌号
（1）我国规定水轮机的牌号由三部分组成，每部分之间用“-”号分开。
1）第一部分用两个汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，前者表示水轮机型式，后者表示转轮型号（即
转轮的比转速）。
2）第二部分由两个汉语拼音字母组成，前者表示水轮机主轴布置形式，后者表示引水室特征。
3）第三部分是阿拉伯数字，为转轮的标称直径，单位为cm。对于水斗式和斜击式水轮机，该部分表
示为：水轮机转轮标称直径（cm）／作用在每个转轮上的喷嘴数目× 设计射流直径（cm）；对于双击式
水轮机，该部分表示为：转轮标称直径／转轮宽度（cm）。常用的各种水轮机牌号的代号和意义见表7-1。
在水轮机型式代号之后加“N”表示可逆式水轮机。
表7-1 常用的各种水轮机牌号的代号和意义
第一部分符号 第二部分符号
水轮机型式 主轴布置形式 引水室型式
代号 意义 代号 意义 代号 意义
HL 混流式 L 立轴 J 金属蜗壳
ZZ 轴流转桨式 W 卧轴 H 混凝土蜗壳
ZD 轴流定桨式 M 明槽式引水
XL 斜流式 P 灯泡式
GZ 贯流转桨式 G 罐式
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GD 贯流定桨式 Z 轴伸式
CJ 冲击（水斗）式
水轮机牌号示例：
（1）HL220-LJ-550：表示转轮型号为220的混流式水轮机、立轴、金属蜗壳、转轮标称直径为550cm。
（2）ZZ560-LH-800：表示转轮型号为560的轴流转桨式水轮机、立轴、混凝土蜗壳、转轮标称直径
为800cm。
（3）XLN200-LJ-300：表示转轮型号为200的斜流可逆式水轮机、立轴、金属蜗壳、转轮标称直径为
300cm。
（4）GD600-WP-250：表示转轮型号为600的贯流定桨式水轮机、卧轴、灯泡式引水、转轮标称直径
为250cm。
（5）2CJ30-W-120／2×10：表示转轮型号为30的水斗式水轮机，一根轴上有2个转轮，卧轴、转轮
节圆直径为120cm，每个转轮有2个喷嘴，射流直径为10cm。
典型例题
案例
背景资料：
某枢纽工程，水库总库容8.6亿m³，正常蓄水位2960.00m，电站装机规模150MW，共设计安装3台
50MW混流式水轮发电机组。发包人经过招标，水轮发电机组设备制造的中标承包人为HSD公司，合同约定
的验收标准为《水轮发电机组及其附属设备出厂检验导则》（DL/T 443-2016）；发包人依据《设备监理
合同（示范文本）》（GF-2010-1003）委托GD监理公司负责设备制造监理工作。
事件1：2018年7月3日，3号混流式水轮机转轮上冠、叶片、下环铸件由外协单位发送至HSD公司，
承包人质检人员未收到外协单位提供的材料质量证明文件，也未进行材质复查检验，承包人以工期紧张为
由即安排工人开始加工。
事件2：上述叶片加工完成之后，承包人质检人员对3号转轮叶片的几何尺寸进行了检测，发现其中
2片叶片存在多处砂眼、裂纹等表面质量缺陷，未安排渗透检测（PT）与超声检测（UT），即口头通知生
产主管进行焊补。
事件3：监理人巡检时看到焊接工人正在对叶片进行补焊，才发现出了质量问题，遂要求承包人提供
补焊方案，承包人认为这是常见处理方案，不需要制定方案。监理人向承包人下发监理通知，要求承包人
停止补焊施工，制定叶片补焊方案并报监理人审核批准后再行补焊。随后承包人按照监理人的要求制定了
叶片补焊方案，监理人审核后批准了该方案。经过补焊、机械加工之后，监理人发现在补焊的部位仍然明
显存在肉眼可见的裂纹，遂下达了将2片叶片报废的监理通知。
问题：
1.事件1中，承包人的做法是否妥当？说明理由。
2.事件2中，承包人的做法是否妥当？说明理由。
3.事件3中，监理工程师的处理方法是否妥当？说明理由。
【参考答案】
1.事件1中承包人的做法不妥。
理由是：在主要零部件加工前应具备主要材料的质量证明文件和外协件、外购件的质量证明文件，未
经进厂材质验证的外购外协件不应该转入下道工序。承包人质检人员未查验进厂的转轮上冠、叶片、下环
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等铸钢件的材质检验报告，也未进行材质复验即开始加工，不符合相关要求，也会为产品质量带来隐患。
2.事件2中承包人的做法不妥。
理由是：承包人的质检人员只对叶片的几何尺寸进行了检测，未对叶片过流面进行渗透检测（PT）与
超声检测（UT）等无损探伤，既不符合规范要求，也不能判断构件内部是否存在质量缺陷。
3.事件3中监理工程师发现质量缺陷后要求承包人“停止补焊施工，制定叶片补焊方案并报监理人审
核批准后再行补焊”的处理方法，以及应对缺陷处理仍不符合质量要求而下达了“将2片叶片报废的监理
通知”的处理方法是妥当的。
理由是：对于机电设备制造，必须严格过程质量控制，发现缺陷，承包人应及时编制缺陷处理方案并
报监理人同意后进行处理；经对缺陷处理仍不符合质量要求的构件，应当报废。
考点二、水泵机组制造★★
泵是一种输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能
量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混
合物以及含悬浮固体物的液体。
水泵站是将水由低处抽提至高处的机电设备和建筑设施的综合体。机电设备主要为水泵和动力机组
（通常为电动机或柴油机），辅助设备包括充水、供水、排水、通风、压缩空气、供油、起重、照明和防
火等设备。建筑设施包括进水建筑物、泵房、出水建筑物、变电站和管理用房等。
1.水泵的类型
泵用途广泛，品种系列繁多，对它的分类方法各不相同。按其工作原理泵一般可分为以下三大类.
（1）叶片泵，通过工作叶轮的高速旋转运动，将能量传递给流经其内部的液体，使液体能量增加的
泵。例如：离心泵、轴流泵和混流泵都属于叶片泵。
叶片泵是应用最广泛的泵类。与其他泵类相比，叶片泵具有启动迅速、驱动方便、出水量均匀、工作
性能可靠、运行状态调节容易和工作效率高等很多优点，特别是叶片泵可划分成各种系列，以满足不同流
量和压力的需要。
（2）容积泵。通过泵体工作室容积的周期性变化，将能量传递给流经其内部的液体，使液体能量增
加的泵。改变泵体工作室容积有往复式运动和旋转式运动两种方式。属于往复式运动方式的有活塞泵；属
于旋转运动方式的有齿轮泵和螺杆泵。
（3）除叶片泵和容积泵以外的其他特殊类型泵，统称为其他类型泵。例如：射流泵、气升泵、水锤
泵等。它们基本上都是利用液流或气流的运动将本身的能量传递给被输送液体的泵类。
2.泵的性能参数
叶片泵性能是由其性能参数表示的。表征水泵性能的主要参数有6个：流量、扬程、功率、效率、转
速和允许吸上真空高度（或必需气蚀余量）。
（1）流量：指单位时间内流出泵出口断面的液体体积或质量，分别称为体积流量和质量流量。体积
流量用符号Q表示，质量流量用Qm表示。
（2）扬程：用符号H表示，是指被输送的单位质量液体流经水泵后所获得的能量增值，即水泵实际
传给单位重量液体的总能量，其单位为m（N·m/N=m）。因此，由水泵扬程的定义，扬程也可表示为水泵
进、出口断面的单位能量差。
（3）功率：指水泵在单位时间内对液流所做功的大小，单位是W或kW。
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（4）效率η：水泵传递能量的有效程度称为效率。由于机械损失、水力损失和容积损失，水泵的输
入功率（即轴功率P）不可能全部传递给液体，液体经过水泵只能获得有效功率Pe。效率是用来反映泵内
损失功率的大小及衡量轴功率P的有效利用程度的参数，即有效功率Pe与轴功P之比的百分数：η=Pe/P
×100%。
（5）转速n：指水泵轴或叶轮每分钟旋转的次数，单位为转每分（r/min）。
（6）允许吸上真空高度[Hs]（或必需气蚀余量△hr）：允许吸上真空高度和必需气蚀余量是表征水
泵在标准状态下的气蚀性能（吸入性能）的参数。水泵工作时，常因装置设计或允许不当，会出现水泵进
口处压力过低，导致气蚀发生，造成水泵性能下降甚至流动间断、振动加剧的现象。泵内出现气蚀现象后，
水泵便不能正常工作，严重时造成水泵的损坏。为了避免水泵气蚀的发生，就必须通过泵的气蚀性能参数
来正确确定泵的几何安装高度和设计水泵装置系统。
3.性能试验
GB／T 13008规定泵的试验分为型式试验和合同试验。型式试验适用于验证泵的性能与设计要求的符
合性；而合同试验旨在验证泵的性能是否满足制造商／供货商的保证值。
（1）型式试验
有下列情况之一需做型式试验：
1）新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定。
2）正式生产后、如结构、材料、工艺有较大的改变，可能影响产品性能时。
3）批量生产的产品，周期性检验时。
4）产品长期停产后，恢复生产时。
5）出厂检验结果与上次型式试验有较大差异时。
型式试验项目的内容包括：运转试验、性能试验、汽蚀试验以及必要时进行的噪声和振动试验。
（2）合同试验
采购商与制造商／供货商应按GB／T 3216的规定对合同试验的项目（如保证的范围、需要试验的泵
的数量以及附加检查等）进行商定，并在合同中明确。合同试验按采购商与制造商／供货商商定的合同条
款和／或GB／T 3216的规定实施。
（3）模型或现场试验
制造商由于设备条件限制不能进行型式试验和出厂试验时，可采用模型或现场试验。若采用模型试验
时，模型泵的叶轮直径不小于300mm。
进水流道尺寸的试验可根据采购商和制造商／供货商的协议进行。
4.铭牌
铭牌应采用适于环境条件的耐腐蚀性材料制成并应牢固地固定在水泵的明显位置上，应包括下列内容：
（1）水泵名称。（2）制造厂所在国家名称。（3）制造厂名称。（4）采用标准编号或技术条件编号。
（5）水泵型号。（6）水泵主要技术参数。（7）水泵出厂编号。（8）出厂日期。
水泵的旋转方向应在明显位置以红色箭头标识。
5.保管
（1）水泵的各加工件应妥善保管，不应随意叠放。
（2）水泵的各加工件运抵现场拆箱后，应采取苫盖等保护措施，不应日晒雨淋。
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（3）橡胶、塑料、尼龙制品应防止直接受日光照射，并不应置于炉子或其他取暖设备附近1.5m范围
内，同时还应防止油类对橡胶的污损。橡胶制品、填料等应存放在干燥通风的仓库内。
（4）电子电器产品、自动化元件（装置）或仪表应存放在温度为5～40℃，相对湿度不大于90％，
无酸、碱、盐及腐蚀性、爆炸性气体和强电磁场作用、不受灰尘和雨雪侵蚀的库房内。
（5）供方从发货之日起至现场验收止，在正常的储运和吊装条件下应保证不致因包装不善而引起产
品的锈蚀、长霉、损坏和精度降低等。
6.质量保证期
产品的质量保证期一般为自投入运行之日起1年，或从最后一批货物交货之日起2年，以先到期为准。
典型例题
案例
背景资料：
某供水泵站工程，安装6台卧式单级双吸中开离心泵（其中2台备用），单机流量0.92m³/s，设计扬
程174.8m，配套6台三相同步电动机，单机配套功率2300kW，总装机13.8MW。经公开招标，某水泵制造
厂中标，水泵制造工期12个月，并由某监理单位对该6台水泵的制造进行驻厂监理。
事件4：叶轮的出口直径为600mm，检测人员随机对2个截面的直径进行了测量，其偏差分别为﹢0.6mm
和-0.8mm（规范允许偏差为±1mm）；在对叶轮出口宽度进行测量时，通过对相差180°的2个点进行测量，
其偏差分别为﹢0.8%、﹢0.7%（规范允许偏差为±1%）。
事件5：6台水泵全部制造完成后，经承包人申请，由驻厂监理工程师主持，对其进行了出厂验收，
发包人、承包人以及安装单位代表参加了验收。
问题：
1.事件4中，检测人员对水泵叶轮出口直径和宽度测量的方法是否正确？说明理由。
2.指出事件5中的不妥之处，并说明理由。
【参考答案】
1.事件4中，检测人员对水泵叶轮出口直径与宽度的检测方法不正确。
理由是：对离心泵叶轮出口直径检测时，应测量两个相互垂直的截面；而检测离心泵叶轮出口宽度时，
应测量相互垂直2个截面的4个部位。显然，检测人员在检测叶轮直径时随机对2个截面进行测量、在检
测宽度时仅对相差180°的2个点进行测量是不符合要求的。
2.事件5中，由驻厂监理工程师主持出厂验收不妥；验收小组组成成员不全。
理由是：设备出厂验收应是发包人主持或受发包人委托由总监理工程师主持；出厂验收除发包人、监
理、承包人以及安装施工单位代表参加外，还应有设计单位代表参加。
重点回顾
小节 考点 内容
金属结构：压力钢管、闸门、拦污栅、清污机、升船机和启闭机
基本概念
机电设备：水轮发电机组、水泵机组及其附属设备等机械设备和电气设备
基础知识
基础知识 监理工作方法：文件见证、现场见证、停止见证
金属结构 准备阶段 建设单位提供条件：图、材料、钱
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及机电设 施工单位提供条件：保证措施、人、材料、设备、分包、开工报审表
备制造监
出厂验收前核查：质量合格证明文件、设备制造有关技术资料、申请报告、验收大
理工作 制造阶段
纲和总结报告等技术资料、竣工图（含设计变更）、检验报告、制造缺陷处理记录
金属结构
1.材料检验方法：书面、外观、质量、无损检验
及机电设 原材料采
2.材料检验程度：免检、抽检、全部检验
备的原材 购
3.材料检验项目：一般、其他检验项目
料与采购
1.焊接环境：气体保护焊风速2m/s、其他8m/s、相对湿度90%、雨水、碳素钢-20℃、
低合金钢-10℃、高强及不锈钢0℃
焊接
金属结构
2.无损检测：内部缺陷（射线、超声）、表面和近表面缺陷（涡流、磁粉）、表面
及机电设
开口（渗透）
备制造通
1.涂装时限：潮湿天气2h、最长8h。压力钢管4h，最长12h。
用工艺
表面防护 2.涂装环境：湿度85%、环境温度10℃、表面温度低于大气露点3℃
3.涂层质量检查：0.01㎡测3次、表面粗糙度＞100μm取5次平均
闸门制造
设计图样、制造工艺文件、质量证明文件（主要材料、外协件、外购件）
资料
金属结构 闸门标志：制造（厂名、日期、生产许可证标志及编号）、产品（名称、规格参数）、
闸门验收
制造 运输单元重心位置及总重量
启闭机制
标牌：制造（厂名、日期）、产品（名称、规格型号、技术参数）、出厂编号
造
水轮发电
水轮机分类：反击式（轴流、混流、斜流、贯流）、冲击式（水斗、斜击、双击）
机组
机电设备
1.性能参数：流量、扬程、功率、效率、转速和允许吸上真空高度（或必需气蚀余
制造
量）
水泵机组
2.铭牌：水泵（名称、型号、主要技术参数）、制造厂（国家、厂名、标准或技术
编号）、出厂（编号、日期）
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