PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 45

质量控制

Quality Control

生产任务的变化，及时协调维修人员利用休班时间整

修设备，对机械及电气部分开展项修，能够较好地保

证设备性能。此项是非主要原因。

3）DP 网络电气元件老化、备品不足。转向架流

水线于 2013 年 10 月正式投入运行，DP 网络电气元件

老化不可避免。中继器、网络功能模块等组件均为标

准配件、市场供应充足，可满足现场生产需要。此项

是非主要原因。

4）故障排查方法不当。转向架检修线采用分散集

中控制方式，通过 PROFIBUS-DP 网络把主站 PLC、

触摸屏、分柜、专机、积放式输送机以及 30 台检修小车

联在一起。现场配有大量编码器、接近开关、电磁阀等

电气元件，整个 PLC（Programmable Logic Controller，

可编程逻辑控制器）控制网络十分庞大，接收和发送

的数据量较大，通过人工观察和经验判断不能快速

查明故障原因并确认故障点，导致停机时间长。经调

查发现，一方面设备维修组的笔记本配置不高，软件

运行不稳定，不适应现场维修需要，应尽快更新；另一

方面，部分维修人员还不太适应这种维修方式，可通

过技术交流尽快熟悉设备原理、适应新的维修方式。

5）运行环境存在电磁干扰源。通过现场调查发现：

一方面，原设计中部分网段通信线路较长，导致信号

衰减而使得传输不稳定。可有选择地通过中继器进行

信号放大，以增强网络信号的稳定性。另一方面，八

字面磨耗板检修台工位 1 ～ 2 之间的 DP 通信线原设

计是由地下管路多股通讯线、电源线并行铺设 [7]，导

致信号串扰现象，类似情况也是造成网络传输不稳定

的原因之一。

通过以上分析，确定了故障的关键原因是故障排

查方法不当，运行环境存在电磁干扰源。

● 1.1.4 制定计划

针对分析出的故障原因，制定以下计划：配备维

修用专用笔记本和数据线，维修时优先采用 PLC 实时

监控方法，调整、优化网络分段，解决信号串扰问题。

1.2 实施阶段（Do）

1）配备维修用专用笔记本和数据线。设备维修组汇

报车间，提报笔记本和数据线购置计划，设备到位后，及

时安装了 PLC 控制程序，能够满足PLC 实时监控需求。

2）维修时优先采用 PLC 实时监控方法。设备维

修组采取“师带徒”的方式，挑选经验丰富的技师、

高级技师和年轻同志结对子，设备出现故障时优先采

用电脑进行监控，维修人员可以相互配合，并应用自

行开发的小车应急处理程序等实现故障的快速定位。

3）调整、优化网络分段。根据转向架流水线的网

络布局，将网段一的通信线路分为两段，通过在中间

增设一级网络中继器来放大信号，增强网络信号的稳

定性。有效解决了第一网段 DP 网线距离长、信号衰

减大、信号不稳定造成网络中继器过载损坏的问题。

4）解决信号串扰问题。八字面磨耗板检修台工位

1 ～ 2 之间的 DP 通信线原设计是由地下管路多股通

讯线、电源线并行铺设 [7]，各路通讯与电源线之间信

号会出现串扰现象。笔者将 DP 通讯线单独取出通过

架空线路重新铺设，有效地解决了通信讯号受干扰的

问题。

1.3 检查阶段 (Check)

自采用 PDCA 循环法以来，在转向架流水线发生

电气故障时，维修人员能够对 PLC 控制网络和运行程

序进行实时监控、快速定位，提高了故障处理效率；

同时从根本上消除了 DP 网络的干扰源，保证了各网

段负载均衡、信号传输稳定。通过维修方法和网络硬

件及布线的同步改进，从根本上防止了因 DP 网络控

制造成转向架流水线停机现象，大幅度提高了设备可

靠性，减少了电气故障次数和停机时间。

采用 PDCA 循环法来降低转向架流水线通信故障

率，具有重大意义：从经济层面来说，减少了因电气

故障耽误生产的问题，有效保障了铁路货车检修生产

的正常进行，潜在的经济效益不可估量；从社会效益

层面来说，电气故障大幅减少，确保了设备正常运行，

保障了生产任务的按时完成。

1.4 处理阶段 (Act)

在接下来的工作中，以 1 个月为 1 个循环周期，

借助车辆段设备质量分析会，维修小组成员总结本月

转向架流水线出现的故障次数、种类，从“人、机、料、法、

环”等 5 个方面分析原因 [8]，不断优化设备维修流程，

下一步的重点工作如下：1）对 DP 网络通信优化改进

方案进一步完善、归纳总结，将其应用于其他类型新

设备的维护中。2）通过岗位实操作业，提高操作人员、

维修人员业务技能水平。3）加强设备管理，做好日常

维护工作，确保设备状态良好。

在下一个 PDCA 循环中，要加强对设备使用情况、

巡检情况、维修情况、保养情况、人员培训以及考核情

46 2022.05 设备监理

质量控制

Quality Control

况的检查 [9]，将后续出现的重点故障加强分析，把原因

落实到具体环节中去解决，同时将成功的经验应用到

PDCA 循环中，使得转向架流水线的故障率大大降低。

2 PDCA 应用效果

采用 PDCA 循环管理后，2022 年 1 ～ 3 月转向架

流水线电气故障发生次数为 15 件，具体见表 4。

月份 2022 年 1 月 2022 年 2 月 2022 年 3 月 平均

电气故障 / 件 4 6 5 5

停机时间 /（min/ 件） 110/4 90/6 100/5 20

表 4 运用 PDCA 循环管理后设备电气故障及停机时间统计

从表 4 可以分析出：1）设备电气故障大幅减少，

流水线电气故障由原来月平均 14 件降至 5 件。2）设

备停机时间大幅缩短，流水线电气故障平均停机时间

由原来的 46 min/ 次，缩减到 20 min/ 次，保障了检

修生产的顺利进行。

3 结束语

通过运用 PDCA 循环法，经过计划、实施、检

查以及处理 4 个阶段 [10]，总结了转向架流水线的电

气故障，找出了其中的关键故障是 DP 通信故障，并

对 DP 通信故障的原因进行了详细分析，针对关键

原因提出了相应的解决措施：配备维修用专用笔记

本和数据线；维修时优先采用 PLC 实时监控方法；

调整、优化网络分段，解决信号串扰问题。

经过一段时间的实践证明，PDCA 循环法的应用

确实降低了转向架流水线电气故障率，减少了维修费

用和缩短了维修时间，提高了转向架流水线作业效率。

后续将进一步研究下一次 PDCA 循环中发现的问题，

进一步优化管理措施，同时研究运用 PDCA 循环法解

决其他设备的类似故障，提升设备的可靠性，为安全

生产提供可靠的设备保障。

参考文献

[1] 梁春义，董本光.新型悬挂式转向架检修流水线[J].

铁道车辆，2013,51(09):38-40+10.

[2] 赵鹏，冯乐乐，凌强 .转向架大部件智能拆卸运载

装置在铁路货车转向架检修中的应用 [J].中国高新科

技，2022(02):39-41.

[3] 李富强 .浅谈环形悬挂式货车转向架流水线智能化

故障判断 [J].科技信息，2014(09):291-292.

[4] 沙锐，吴根 .PDCA 循环管理在科技计划项目质量

改进中的运用 [J]. 科技管理研究，2021，41(06):161-

165.

[5] 于浩，尤筱玥.基于PDCA的电池壳质量改善研究[J].

上海管理科学，2022,44(02):75-81.

[6] 李东豪，钱嘉宇. 运用 PDCA 循环理论控制气动阀

门故障率的探索 [J].科技风，2020(18):192.

[7] 张继明 .厂、段修转向架及轮轴检修工艺优化研究

[J].科技创新与应用，2018(09):71-73+76.

[8] 杜同生 . 运用 PDCA 理论解决芬兰 VACON 变频

器与罗克韦尔 PLC 的通讯故障 [J]. 机械管理开发，

2013(04):82-84.

[9] 马玉山 .PDCA 质量循环在医疗设备维修管理中的应

用 [J].设备管理与维修，2022(08):14-15.

[10] 高川，孙菊 , 杨石泉，等.PDCA 循环管理对负压

吸引系统故障发生次数的影响 [J].医疗装备，2022，

35(03):70-72.

（上接第 42 页）

3 结束语

优化后的自主车辆监造能够从后期运营维护的角

度对车辆的可靠性、可维修性进行管控，在一定程度

上达到了提前介入的作用，车辆监造组织架构的优化

也起到了以监造代替培养的效果，闭环质量管控为后

期车辆运营的品质打下基础。地铁公司自主开展车辆

监造工作仍面临着许多问题，如何进一步优化流程、

提升质量，真正达到以运营的要求促进建设的提升，

还需对运营中面临的实际问题进行深入研究，在此基

础上，加强进度管控、质量管控，达到提供优质车辆

的目的。

参考文献

[1] 葛刚 .基于业主方（南京地铁）的地铁车辆监造管

理改进研究 [D].南京：南京理工大学，2013.

[2] 于振华 . 城市轨道交通工程建设中车辆的技术咨询

与监理 [J].中国铁路，2003(11) ：54-56.

[3] 周然华，徐英辉 .浅析如何加强驻厂监造管理 [J].

中国物流与采购，2012 (23) ：58-59.

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 47

质量控制

Quality Control

巴基斯坦拉合尔轨道交通橙线项目

设备工程质量管理实践

杨 柯

（中铁华铁工程设计集团有限公司 北京 100071）

摘 要：国内地铁技术日趋成熟，很多施工单位已走出国门，承建国外地铁项目。在国外地铁建设中，

土建专业常常由本国企业承担，国内企业通常以 EPC 形式承揽机电专业的设计、采购、安装调试等工作，如

何进行有效的质量管理便成为重要课题，设备工程的质量管理显得更加重要。基于这些原因，本文结合巴基

斯坦橙线地铁设备工程质量管理实践，通过归纳总结，探讨轨道交通设备工程质量管理的原则和手段，总结

出质量管理的 2 项重要原则和 2 个有效手段，为同类项目提供借鉴参考。

关键词：巴基斯坦 橙线地铁 机电专业 质量管理

Equipment Engineering Quality Management Practice of Light Railway Project

Orange Line in Lahore, Pakistan

Yang Ke

（China Railway Huatie Engineering Design Group Co., Ltd. Beijing 100071）

Abstract Nowadays, domestic subway technology is becoming more and more mature, and many construction

companies have gone abroad to undertake foreign subway projects. In foreign subway construction, civil engineering

is often undertaken by the home country. Domestic enterprises often undertake the design, procurement, installation

and commissioning of electromechanical majors in the form of EPC. How to carry out effective quality management

has become an important issue. Equipment engineering quality management is more important. This paper discusses

the principles and means of quality management of rail transit equipment engineering by the practice of quality

management of subway equipment engineering in the Orange Line in Pakistan, and sums up two important principles

and two effective means of quality management, which can provide reference for similar projects.

Keywords Pakistan Orange line subway Electromechanical engineering Quality management

中图分类号：TB497 文献标志码：B

文章编号：2095-2465(2022)10-0047-04 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2022.10.012

作者简介：杨柯（1978 ～ )，男，本科，工程师，从事城市

轨道交通机电专业监理工作。

通讯作者：杨柯，E-mail: 59672405@qq.com。

（收稿日期：2022-06-05）

1 项目背景

1.1 项目概况

巴基斯坦拉合尔轨道交通橙线项目（以下简称橙

线）是巴基斯坦第 1 条地铁，属于中巴经济走廊早期

收获项目，也是“一带一路”国际合作重点建设项目。

橙线落户于巴基斯坦第二大城市，素有“花园城

市”之称的拉合尔。橙线大致为南北走向，正线全长

约 25.58 km，其中地下线路 1.290 km，地下线路与高

架线路过渡段 0.722 km，高架线路 23.568 km；共设车

站 26 座，其中高架站 24 座，地下站 2 座。橙线在线

路北端和南端分别设车辆段和停车场，车辆段出入线

长 0.85 km，停车场出入线长约 0.76 km。

全线设 2 座主变电所，在车辆段内设控制中心及

安全中心，共用同一建筑。

1.2 项目服务范围

橙线为 EPC（工程总承包）项目，由中国铁路总

48 2022.05 设备监理

质量控制

Quality Control

公司和中国北方工业公司组成的铁总 - 北方联营体承

建（以下简称联营体），联营体负责设备工程（以下

简称机电系统，含轨道，常规机电、强电、弱电等专业）

建设。

笔者单位中铁华铁工程设计集团有限公司（以下

简称中铁华铁）与联营体签订服务合同，负责橙线通

风空调、给排水及消防、动力照明、供电 4 个专业的

项目管理和车辆驻场监造工作。后按照联营体要求，

负责橙线所有机电专业的质量管理，包含轨道、风水电、

供电、通信、信号、AFC(Automatic Fare Collection，

自动售检票系统 )、FAS（Fire Alarm System，火灾自

动报警系统）、BAS（Building Automation System，环

境与设备监控系统）、气体灭火系统、屏蔽门、电扶梯、

车辆、场段工艺设备，并参与安全管理、技术培训、

验收等工作。

2 质量控制过程

笔者来到施工现场后，首先对全线进行了勘察，

对各项目部进行了走访，以便在充分了解情况的基础

上制定质量管理方针和原则，即建立和完善各项目部

（专业）的质量管理体系，督促其良性运转，最终达

到质量控制的目的。

2.1 管理问题

● 2.1.1 人员问题

联营体机电系统管理人员在本项目前大多从事铁

路站后工程工作，无轨道交通机电系统建设管理经验，

对轨道交通建设程序和专业技术知识不熟悉。

笔者利用自身优势，根据项目进展情况，结合现

场实际组织了相关管理和技术培训，使项目管理人

员逐步熟悉了建设程序，了解了机电系统专业技术

知识。

如：组织了机电系统与装修、土建专业的接口

培训；邀请施工单位的专家及技术骨干对联营体管理

人员进行机电专业技术培训，联调联试专业培训等。

在项目建设过程中的关键环节向联营体领导提出

合理化建议，根据当地情况优化了建设程序，对质量

管理工作起到了显著的促进作用。

对联营体的组织机构提出合理化建议，项目管理

人员划分为安全质量管理部和工程部，安全质量管理

部设专职安全和质量管理人员，工程部下设专业管理

组和现场组，协调能力较强的专业工程师兼管现场协

调工作。

● 2.1.2 标准规范的使用理解不同

联营体和巴方业主使用规范不同，联营体、施工

单位技术人员对规范的理解不同。

根据 EPC 总包合同约定，橙线使用中国技术、中

国标准，但巴方业主习惯使用英国标准，对中国规范、

标准不熟悉。针对这种情况，联营体领导多次与巴方

业主单位召开专题会，最终确认橙线建设的依据为中

国标准。

由于轨道交通机电系统的行业验收规范不完善，

很多专业需参考铁路等行业规范，加上技术人员对规

范的理解不同，给施工和质量控制造成一定困扰。针

对这种情况，由笔者牵头，组织各专业技术骨干在相

关规范标准、图集、企业标准和施工经验的基础上编

制了一套图文并茂、浅显易懂的《轨道交通机电系统

施工工艺图册》（以下简称《图册》），用以指导施工，

进行质量控制。《图册》编制完成后，对广大技术人

员进行了宣贯，对橙线质量控制起到了极大的推动

作用。

● 2.1.3 巴方技术工人生产力低下，施工水平

较差

经过现场实践，确定由中方班组长带领巴方技术

工人进行施工，人员比例为 1:6。中方班组长对班组

进行质量控制，每天施工前，由中方班组长对作业人

员进行安全质量交底，并在施工过程中进行传帮带，

保证整个班组的施工质量符合要求。

在各项目部推行领导带班制度，确定检查频次，

确定技术人员每周至少对现场施工质量进行2次检查，

班子成员每月至少对现场施工质量情况进行4次检查。

通过中方班组长自检，技术人员日常检查，领导

定期检查，提高了一次施工合格率，促进了质量管理

工作。

2.2 技术问题

● 2.2.1 供电专业区间环网电缆问题

供电专业区间环网电缆伸缩缝处无补偿措施，环

网电缆固定线卡安装不规范。日常检查中发现，高架

区间环网电缆开始敷设时，部分环网电缆在梁间接缝

（伸缩缝）处未做预留，环网电缆未按图纸要求进行

蛇形敷设，且金属线卡安装数量不足（间距过大），

不设线卡的支架未采用电缆绑带固定，见图 1、图 2。

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 49

质量控制

Quality Control

由于在施工刚开始时即发现此问题，下发了质量

通报，施工单位及时进行整改，未导致质量问题进一

步扩大。技术与施工人员现场明确了技术要求后才大

规模施工，环网电缆后续施工质量普遍较好，见图 3。

图 1 环网电缆固定线卡稀疏且未用绑带固定

、

图 2 伸缩缝处无补偿措施

图 3 整改后的环网电缆

● 2.2.2 给排水专业消防水管与动照、FAS、通

信专业线槽位置冲突问题

停车场综合办公楼一层通信、FAS 专业线槽位于

消防水管下方，不符合规范要求，水管泄漏时易损害

下方的线槽和线缆，见图 4。

组织给排水、动照、通信和 FAS 专业监理和施工

单位召开现场会，确定了整改方案。

1) 通信、FAS 专业线槽整改至消防水管上方，并

图 4 通信、FAS 线槽位于消防水管下方

排敷设。通信线槽、FAS 线槽分别位于消防水管立管

两侧，动照线槽挪动，紧靠消防立管，为 FAS 线槽让

出位置。

2) 增加 1 处吊架，材料由给排水专业提供，由通

信专业施工，各施工单位应注意消防水管成品保护，

给排水专业派专人看护。

由于各相关方在现场达成了一致意见，明确了各

方责任，限定了整改期限，并严格按照会议纪要实施

了整改，效果较好，见图 5。

图 5 整改后通信、FAS 线槽与消防水管位置情况

3 质量控制的原则和有效手段

通过以上典型问题的解决，结合笔者 3 年来在橙

线的质量管理工作，归纳总结了地铁机电系统质量管

理的 2 项原则和 2 个有效手段。

3.1 2 项重要原则

● 3.1.1 全过程管理

全过程管理是指除施工阶段外，应在轨道交通各

建设阶段均进行质量控制，如招标阶段、施工图设计

阶段、验收阶段、综合联调阶段、试运营阶段等。各

50 2022.05 设备监理

质量控制

Quality Control

建设阶段的质量控制一环套一环，前一个阶段的质量

控制做好了，能对后续阶段的质量控制起到事半功倍

的作用。笔者在质量管理实践中发现，很多质量问题

在施工阶段前期已埋下隐患，施工阶段已很难处理。

进而对各建设阶段的质量控制工作进行了解、分析和

总结，发现在整个地铁建设过程中，质量控制贯穿始终，

仿佛一套完整的流水线，每个环节的质量得到保证，

才能保障最终产品的质量。关于地铁各建设阶段的质

量控制，详见杨柯的研究成果 [1-2]。

● 3.1.2 事前控制

事前控制是指在质量问题发生前或发生初期进行

质量控制。质量控制应以预防为主，一次成优，努力

做到少发生和不发生质量问题，尽量避免返工和整改。

对于质量问题，应尽早发现，及时处理，把问题消灭

在萌芽状态。这样的质量控制往往是效果最好，代价

最小的。施工单位最有效的事前控制手段是技术交底

和岗前培训。在施工前由技术人员明确工艺要求，向

班组长及班组成员交底。班组长在施工中严格按技术

交底施工，控制工序质量。如能严格执行，将在工序

开始时尽快走上良性循环，极大地减少返工和整改，

提高施工质量。对于质量管理人员来说，事前控制意

味着在施工大规模开始前，应统一和明确工艺要求（重

点工艺应进行首件定标），并在施工一开始就严格进

行质量控制，使现场施工尽快走上良性循环，尽量做

到一次合格。从而提高质量控制的成效。

3.2 2 个主要手段

● 3.2.1 PDCA 循环

质量控制工作经过策划（Plan）、实施（Do）、

检查（Check）和处置（Act）进行闭环管理。PDCA

循环是一种有效的工作方法，应用到质量管理工作中，

能发挥事半功倍的效果。例如：在每道施工工序开始前，

应了解其重点和难点，容易发生的质量缺陷，制定有

效的质量管理措施和检查计划，从而有的放矢，有针

对性地解决问题。在工序实施过程中，要根据制定的

质量管理措施和检查计划开展质量管理工作，应在工

艺实施一开始即形成良好的施工习惯，成果符合规范

及设计要求。同时，通过自检、互检、交接检，日常

检查、专项检查和综合检查等形式不断优化施工工艺，

促进质量提高，争取一次成优，避免返工和整改。最后，

关注问题的整改，通过复查督促和确认问题的闭合。

通过分析总结，找出问题发生的原因，从根本上预防

问题再次发生。

● 3.2.2 全员控制

即影响质量形成的所有相关人员均参与质量控制

工作。全员控制的重点在于班组长的质量控制。在轨

道交通机电系统施工中，质量形成的最小单位为施工

班组，班组的关键在于班组长。如班组长施工水平高，

责任心强，将促进整个班组的施工质量，进而提升整

体施工质量。

轨道交通设备工程是一个相对复杂的系统，在建

设过程中难免遇到各种质量问题，需秉承事前控制和

全过程控制的原则，对所有与质量形成有关的人员进

行控制，包括施工人员、技术人员、质量管理人员、

监理人员、设计人员、业主代表等。只有所有相关人

员妥善完成了自己的工作，才能从根本上保证整个地

铁项目的质量。

4 结束语

在橙线设备工程的质量管理过程中，笔者总结发

现，轨道交通设备工程质量管理工作是一个系统工程，

涉及轨道交通建设的全过程。从工程可行性研究及立

项、初步设计、设备招标（设备采购及安装招标）、

施工图设计到设备安装、单机调试、单系统调试、接

口调试、验收、综合联调、空载试运行、试运营，每

个阶段都应进行严格的质量控制，并为下阶段的质量

控制做好准备、打好基础，不留任何隐患。好比一套

生产线，从每一个环节保证质量，从而保证最终产品

的质量。每一个环节中，应通过 PDCA 的工作方法提

高每个工作人员的工作成果质量，一次成优，避免返

工和整改。同时，把工作重点放在每个环节的开始阶段，

认真细致地开展事前控制工作。对于普遍问题、典型

问题和重大质量问题，应找到问题发生的根本原因，

及时解决，尽量将问题消灭在萌芽状态，最大限度减

少问题的影响。如这些工作都能有效实施，轨道交通

设备工程质量控制将成为一个按部就班、事半功倍的

过程。

参考文献

[1] 杨柯 . 城市轨道交通设备工程各建设阶段的质量管

理（上）[J].设备监理，2019（07）:14-17.

[2] 杨柯 .城市轨道交通设备工程各建设阶段的质量管

理（下）[J].设备监理，2019（08）:13-15.

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 51

质量控制

Quality Control

线束磨损对 CAB-A 型制动控制器的质量

影响及控制方法

杨琳光

（中国铁路北京局集团有限公司 北京 100860）

摘 要：由于制动控制器内线束与自动制动手柄大齿轮发生接触，导致编号为 HS2 的线束破损，单独制

动手柄传感器电源正、负端与自动制动手柄大齿轮发生短接，制动控制器通信丢失，触发列车惩罚制动施加。

针对此现象，本文对人员、工艺等相关因素进行了详细分析，在采用质量工具进行控制的同时，重点对生产

工艺进行了流水线优化，从而有效降低了发生线束磨损问题的风险。

关键词：制动控制器 线束磨损 流水线

Influence of Wire Harness Wear on Quality of CAB-A Brake

Controller and its Control Method

Yang Linguang

(China Railway Beijing Group Co., Ltd Beijing 100860)

Abstract As the wiring harness in the brake controller is in contact with the big gear of the automatic brake

handle, the wiring harness numbered HS2 is damaged, and the positive and negative ends of the sensor power supply

of the single brake handle are short-connected with the big gear of the automatic brake handle, the communication

of the brake controller is lost, and the train punishment braking is triggered. In view of this phenomenon, this paper

makes a detailed analysis of the related factors such as personnel, process and so on, and focuses on optimizing the

production process while using quality tools to control it, so as to effectively reduce the risk of wire harness wear.

Keywords Brake controller Wire wear Assembly line

中图分类号：TB497 文献标志码：B

文章编号：2095-2465(2022)10-0051-05 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2022.10.013

作者简介：杨琳光（1990 ～ )，男，本科，助理工程师，从

事动车、机车、客车、货车的配件质量监造工作。

通讯作者：杨琳光，E-mail: ylgyzp9@163.com。

（收稿日期：2022-06-24）

1 线束磨损的影响

CAB-A 型制动控制器线束磨损问题对列车运行

存在重要安全隐患。线束接触性磨损的情况只在自

动制动手柄某一特定区段动作时发生，隐蔽性较高，

且受人为因素干预较大。2021 年 10 月，配属某局

CR200J 型机车运行至某站，司机控制升 2 弓，司机汇

报主控端惩罚制动施加，报牵引封锁，不能消除。司

机现场做微机复位，结果无效；做大复位，仍然无效。

随后司机请求救援，造成列车晚点。

2 原因分析

2.1 惩罚制动原因

对问题件进行拆解分析，发现将自动制动手柄由

重联位拉回到运转位过程中，在制动区拉至运转位时，

线束与自动制动手柄大齿轮发生接触。进一步检查发

现，线束防护层及线束已发生破损。破损线束标识为

HS2，属于单独制动手柄传感器线束。此线束共有 3

根线，分别为电源正端、电源负端、信号线，其中电

源正端和负端几乎断开，并露出金属铜丝。

52 2022.05 设备监理

质量控制

Quality Control

单独制动手柄传感器的正、负端通过编号为 HS2

线束分别连接到制动控制器控制板卡电源。当线束破

损后，传感器的正、负端与自动制动手柄大齿轮发生

短接，微处理器停止工作，制动控制器的通信随之丢失，

触发列车惩罚制动。

2.2 线束磨损原因

● 2.2.1 直接原因

控制器内部布线不合理。制动控制器内部空间较

紧凑，由于操作人员布线不合理，导致单独制动手柄

传感器线束过于靠近自动制动手柄大齿轮，自动制动

手柄大齿轮为一扇形结构零件，当推拉自动制动手柄

时，大齿轮会绕其旋转中心往复转动，当自动制动手

柄从制动区拉回至运转位过程中，大齿轮向 HS2 线束

方向转动，并与之发生接触。当自动制动手柄从运转

位推向制动区时，大齿轮远离线束方向转动，经过与

HS2 线束磨损后脱离接触。在自动制动手柄反复推拉

的过程中，大齿轮反复与 HS2 线束发生接触，最终导

致 HS2 线束破损。

● 2.2.2 深层原因

1）人员因素：员工质量意识、责任心不足。在完

成组装操作后，对自检职责履行不到位。专业技术能

力不足。由于操作人员对线束布局不合理，导致其过

于靠近自动制动手柄大齿轮，是发生线束磨损的直接

原因。

2）关键风险点识别不充分：线束磨损现象只在特

定工况即自动制动手柄在制动位与运转位之间动作时

发生，具有隐蔽性较高的特点。产品在组装完成后进

行专检时，已经处于紧固密封状态，内部布线质量情

况难以观察，若拆除后盖进行检查将对产品质量产生

隐患。因此，对线束磨损风险的识别与控制需渗透在

产品的生产过程当中。对既有的质量控制文件及作业

指导书进行识别发现，对制动控制器内布线质量要求

不够细化，对线束远离金属件的质量控制要求不清晰，

关键风险点识别不充分。

3）工艺生产模式落后：组装过程复杂，对操作人

员专业能力要求较高。制动控制器组装工艺大致分为

预组装和总组装 2 部分，约 40 余项工序 , 涉及物料种

类 90 余种 , 操作熟练人员完成 1 台制动控制器全部组

装约7 h左右，在此期间需要操作人员保持高度专注力，

任何一步操作发生失误都会对产品组装质量造成影响。

针对制动控制器产品，单人作业的生产模式不利

于三检制度的落实 [1]。既有生产工艺以单人独立作业

为主，过程复杂，组装完成时间较长。在批量生产期间，

由于每名作业者熟练度不同，加之生产进度的要求，

导致互检制度流于形式。另外，单人组装的工艺模式

不利于互检制度的落实，容易导致生产节拍混乱并且

频繁的互检会影响操作者的专注力，使得产品组装质

量产生潜在风险。

3 整改措施

3.1 强化人员培训及管理

● 3.1.1 坚持员工培训常态化

在对员工进行技能培训合格后，可定期采用技术

比武或技能考核等方式对培训效果进行检验，检验结

果不合格的员工需调离相关关键岗位并再次培训。在

执行层面，将培训检验结果与奖惩制度结合起来同步

进行，会有效推动员工自我学习的主动性，有利于产

品质量的保证。

● 3.1.2 动态识别员工业务能力状态

针对员工业务能力情况进行动态识别，可利用能

力矩阵图等方式对业务能力状态进行分类管控。对处

于培训阶段的员工加强管理，可利用袖章、马甲等方

式将实习、转岗等不同阶段的“新手”员工进行可视

化区分，方便企业进行人员分工管理。

重点识别“老员工新岗位”的现象。是否能胜任

某一岗位不应单纯以上岗证为标准，要重点考虑其业

务能力，只要出现换岗、转岗等情况，无论是新员工

还是老员工，无论是否具有上岗证，都需进行业务专

项考核，以业务成绩结果作为上岗的重要指标。

● 3.1.3 加强企业管理人员的质量意识

问题发生后企业应及时进行反思，作为管理者更

应主动自检自查，领导者质量意识的提升会直接影

响各生产环节的质量推动，以及各质量管理制度的

落实。

3.2 充分识别、落实安全风险点

问题发生后将布线工序纳入产品组装关键项点的

同时，对线束磨损问题的管理进行细化。在问题发生

前虽然也识别出了线束磨损这一风险点，但对问题发

生的工况考虑不全面，未对制动控制器内的“动作源”

给予足够重视，在质量控制手段上无法得到有效落实。

现阶段对制动控制器内所有“动作源”进行识别，如

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 53

质量控制

Quality Control

大闸手柄组成和小闸手柄组成。围绕其可能出现的风

险重新进行研判并持续更新完善 FMEA（Failure Mode

and Effects Analysis，潜在失效模式及后果分析）报告，

同时联合设计、工艺、车间、质量等相关部门根据质

量风险点的研判结果并更新质量控制措施和工艺指导

文件，对执行相关文件过程中出现问题积极沟通，确

保整改方案可以贯彻执行。

除此之外，企业可根据实际情况，通过创建质量

问题库或者质量问题展板等方式，将发生过的问题留

痕，时刻警醒车间内所有相关人员，保证其质量意识

不松懈，力争做到让已发生的问题不再重复发生，做

到真正意义上的销号管理。

3.3 优化流水线生产模式

● 3.3.1 流水线工艺

针对制动控制器组装工艺复杂、物料种类多的特

点，依托科技创新提升安全生产水平，取消单独作业

的既有工艺。通过对流水线项目的调研，将生产工艺

拆分为 5 大工序，分别是流水线组装工序一至四，以

及试验工序。在布局上，将流水线操作台由一至四的

顺序一字排开，操纵台之间距离不要过大；在流水线

组装一序中，将压套、砸销设备与流水线一序操作台

相连放置，满足生产工艺顺序要求；试验设备不做硬

性要求，可根据车间生产区域情况进行区域划分。

1）流水线组装工序一。该工序主要任务是将大、

小闸凸轮组成，大、小闸手柄组成等重要机械零部件

进行组装，并安装至上盖。配套操作台为制动控制器

压套、砸销工装和流水线一工位单人操作台。

制动控制器压套、砸销工装主要对槽销、铜套及

定位销进行压装，其内部设置有铜套压装和槽销压装

2 个工位。铜套压装工位可通过更换压装位置依次实

现对 3 处铜套的压装，同时可实现对定位销的压装，

并具备相应压装力值监测；槽销压装工位可实现槽销

压入和压出及相应力值监测。两工位不需同时进行工

作，通过触摸屏选择切换不同工位的压装模式（压装

速度、力值设定）见图 1。

流水线一工位操作台是一个 1500 mm×

600 mm×750 mm 左右的单人工作台，它由工具管控

模块、水墨看板、小型斜口物料盒、标准件物料存放

抽屉、微机电脑等主要部分组成。物料配送方式采用

分体式齐套物料车进行上下料，物料盒承载台为斜面

设计，具有先进先出的特点，见图 2。

图 1 制动控制器压套、砸销工序工装示意图

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图 2 流水线一、二、四工位操作台示意图

2）流水线组装工序二：该工序主要任务是将大、

小闸位移放大装置、微动开关等电子单元进行组装，

并安装至上盖。配套操作台为流水线二工位单人工作

台，其与一工位操作台设计基本一致。

3）流水线组装工序三：该工序主要任务是连接制

动控制器内部各线束并进行合理布局。配套操作台为

流水线三工位单人工作台，由于作业内容特点，三工

位操作台采用壁挂式料盒进行上下料，与一、二、四

工位台略有不同。因布线质量受人为因素影响较大，

54 2022.05 设备监理

质量控制

Quality Control

建议安排经验丰富的技术骨干，并且在批量生产过程

中不要轻易换岗，保证人员的稳定性，见图 3。

图 3 流水线三工位操作台示意图

4）流水线组装工序四：该工序主要任务是安装排

风阀、板卡盒、罩板等制动控制器外部零件，该工序

为制动控制器流水线组装的最后一道工序。配套操作

台为流水线四工位单人工作台，其与一、二、四工位

操作台设计基本一致。

5）试验工序：该工序将根据试验大纲内容对产品

进行性能、绝缘耐压等相关试验，因试验内容与既有

试验工序一致，仅需将试验台根据流水线布局划分至

合理位置，具体内容可参考 TJ/JW 046—2014《交流传

动机车制动控制器暂行技术条件》[2]。

● 3.3.2 流水线工艺特点及质量控制措施

1）质量风险点的科学管控。依托于先进的流水线

工艺设备，在对关键项点的控制上可以采用更为科学

的手段，从而尽可能减少人为因素对质量控制的干扰。

在流水线工作台上设置电子工具管控区，该区域

主要存放控制质量参数的工具以及重要辅料。在产品

组装前，电子工具管控区内的一切工具均应调试合格，

并按标识要求放置在指定存放槽内，当进行关键工序

的操作时，微机显示屏会依据工艺文件要求，提示操

作者拿取特定位置上的工具，微机电脑会根据存放槽

内传感器的信号反馈，判断所使用的工具是否正确，

未拿或者拿错显示屏都会发出报警并阻止下道工序的

进行。例如，在制动控制器组装过程中，可以通过对

扭力扳手和乐泰胶的使用控制，来对有扭力要求的紧

固件进行质量把控。

在线束磨损的问题上，可以在流水线操作台上端

安装高清摄像头，由于流水线操作台的一致性较高，4

个工位均可以安装摄像头，因此，可以根据产品组装

特点调整摄像头位置及拍摄角度；在布线完成后通过

摄像头测距结果保证其布线质量。此外也可以增加特

定检验工装，操作者运用检测工装对布线质量进行控

制。通过微机电脑和电子工具管控区的联合作用，可

以更有效地对关键项点进行控制，见图 4。流水线操

作台的运用不仅对关键项点的质量进行了有效管控，

同时起到防呆防错的目的，将可能出现的人为干扰因

素降至最低。

图 4 电子工具管控区示意图

2）“三检制”的有效落实。由于将单人作业模式

改为 4 人联合操作，下序操作人员可以安排检验上序

产品的组织质量。在工艺中明确要求本道工序开工前

需对上序传递至此的零件或半成品进行质量确认，突

出对可能出现问题的关键项点进行复查，做到安全风

险点全覆盖。配合奖惩制度，不仅可以达到互检制度

贯彻执行的目的，更可以间接提高操作者自身的质量

风险意识，督促自检自查，提高产品组装质量。在具

体实施上，安排二工序检验一工序，三工序检验二工序，

四工序检验三工序；此外一工序操作人员在自检自查

的同时要对零部件槽销、铜套的压装质量进行检查，

企业质量人员和工长根据安全风险点对各工序进行抽

查，对于多次抽查不合格的操作人员应及时换岗并加

强培训，避免产品出现质量批量问题。

3）产品质量更加稳定。通过对流水线各工序工

作量进行调研写实发现，完成流水线组装一工序需

45 min 左右，完成流水线组装二工序需 60 min 左右，

完成流水线组装三工序需 20 min 左右，完成流水线组

装四工序需 44 min 左右。产品试验按照试验台程序执

行，完成整套实验工序时间较固定约 50 min。除去试

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 55

质量控制

Quality Control

验工序，1 台制动控制器组装用时 169 min 左右，日均

生产数量与既有单人生产模式下的总数基本一致，但

考虑到操作者组装熟练度各不相同，技术骨干单人作

业，以 8 h 工作时长计算可完成约 1.5 个成品，若安排

次日继续生产会打破产品组装的连续性，若加班完成

产品的组装，人员的精力和专注度会随工作时长的延

长而大幅降低，组装质量会出现波动。因此，综合考虑，

流水线工艺生产的产品质量更加稳定。

4）同步提升物料配送效率，优化了配送流程。流

水线操作台对于物料存放的设计间接优化了物料配送

工艺，提升了物料配送的准确率。由于流水线采用的

是分体式齐套物料车和壁挂式料盒的方式进行上下料，

在开工前物料需根据物料盒标识提前进行精准投放，

间接对配料工序流程进行有效提升。物料分选工序与

组装生产从流程上做到了完全分开，履职履责更加明

确，有效保证了员工作业的专注度，提升了工作效率。

4 后续整改方向及建议

加强流水线生产过程中各类数据信息的采集。通

过大数据分析找到流水线生产模式的瓶颈点，制定专

项整改措施进一步提高流水线效率。

优化流水线工位间半成品的运输与存储。由于制

动控制器内部零部件较精密，产品在工位间运输过程

中应防止磕碰或大幅振动，为此建议定制专用半成品

运输车，通过专业工装等方式减少产品的运输风险。

同时提前规划出相应的存储区。在产品批量生产过程

中，往往会因为缺料、设备故障等因素导致产品积压，

为此应规划出足够合理的区域来应对极端情况下产品

的积压问题。设置不合格品区，并进行区域划分，杜

绝产品混放的现象。

强化产品追溯性管理。流水线工艺在拥有高质高

效的同时，也增加了产品出现批量问题的风险。为此

应进一步加强产品追溯性管理，在原有管理的基础上

可考虑通过流水线上的高清摄像头对组装过程进行影

像化记录来保证产品的追溯性。

5 结束语

由于制动控制器内部线束磨损问题的隐蔽性和对

机车车辆运用的影响，通过上述对问题发生原因的充

分分析，针对人员管理和生产工艺等方面制定详细的

整改措施，其中流水线工艺可有效降低线束磨损问题

发生的风险。结合整改措施和原因分析看出，由人员

因素导致的问题，在问题分析过程中要重点研究是什

么导致人员出错，不能止步于表面，要将深层次原因

分析透彻。质量六要素中，直接原因为人员因素的问

题分析要更加谨慎，需将设备、物料、工艺等其余“五

要素”考虑进来，切实做到将问题销号处理，降低重

复发生的概率。

参考文献

[1] 范瑾，任广慧 . 质量安全风险管理在机车车辆监造

工作过程中的应用 [J].设备监理，2018（02）:54-57.

[2] TJ/JW 046—2014 交流传动机车制动控制器暂行

技术条件 [S].

（上接第 19 页）

如果设施或其任何部分或承包商的临时设施由于

以下原因发生损失或损害：

1）在现场所在国家范围内的不可抗力，或 1 个有

经验的承包商无法合理预见的任何偶然事件，或即使

能够合理预见，也不能预先采取准备措施或为其投保；

2）雇主或雇主授权的任何第三方对设施任何部分

的任何使用或占有；

3）使用由雇主提供的任何信息、数据或规范，或

承包商拒绝承认其责任的事项。

则雇主应向承包商支付已经完成的设施的所有应

付款额（尽管这些完成的部分设施已经遭到破坏），

同时还应向承包商支付所有已经损坏的临时设施的重

置价值。如果雇主以书面形式要求承包商修复由此引

发的任何设施的损坏，承包商应在雇主承担费用的情

况下，修复至原状态，或者雇主可以根据合同提出变更，

将这些部分损坏的设施删除，或者当损坏影响设施的

实质部分时，雇主可以终止合同。

除上述提到的①承包商的临时设施和②此类损坏

是由雇主应负责任何事项的原因造成的情况外，承包

商应对任何承包商设备或财产的损坏负责。

（未完待续，《设备工程采购与合同管理》(Ⅴ)

将在第 6 期杂志刊登）

56 2022.05 设备监理

检验与技术

Inspection and Technology

不同磁粉探伤方法在螺母内孔

检验中的适用性

刘宜文

（上海核工程研究设计院有限公司 上海 200233）

摘 要：磁粉探伤广泛应用于钢铁制品表面和近表面缺陷无损检验。磁粉探伤时使用的电流、方法以及

被检验工件的结构均会对检验结果造成影响。本文以 M39 螺母全表面磁粉探伤为基础，通过分析磁粉探伤的

原理、电流对磁场的影响、产品结构对磁场的影响，从而分析不同检验方法的适用性。然后通过在螺母内孔

中开展试验，验证直流电流及交流电流在磁轭法中的不同表现。

关键词：磁粉探伤 内孔 直流磁轭法 交流磁轭法 中心导体法 中心线圈法

Applicability of Different Magnetic Particle Testing Methods

in Nut Inner Hole Inspection

Liu Yiwen

(Shanghai Nuclear Engineering Research & Design Institute CO., LTD, Shanghai 200233)

Abstract The magnetic particle testing is widely used in nondestructive testing of surface and near surface

defects of steel products. The current and the method used in magnetic particle detection and the structure of the

inspected workpiece will affect the inspection results. Based on the full surface magnetic particle inspection of M39

nut, this paper analyzes the applicability of different inspection methods by analyzing the principle of magnetic particle

inspection, the influence of current on magnetic field and the influence of product structure on magnetic field. Then, the

different performances of DC current and AC current in the yoke method are verified by experiments in the inner hole

of the nut.

Keywords Magnetic particle inspection Inner hole DC electromagnetic yoke AC electromagnetic yoke

Center conductor method Center coil method

中图分类号：TB497 文献标志码：B

文章编号：2095-2465(2022)10-0056-03 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2022.10.014

作者简介：刘宜文（1986 ～ )，男，本科，工程师，从事设

备监理工作。

通讯作者：刘宜文，E-mail: lewuu@126.com。

（收稿日期：2022-05-05）

磁粉探伤广泛应用于钢铁制品表面和近表面缺陷

无损检验。钢铁制品磁化后，表面缺陷处的磁导率和

钢铁磁导率存在差异，会导致磁场发生畸变，在工件

表面产生漏磁场，从而吸引磁粉在缺陷处形成堆积。

磁粉探伤的效果与通过缺陷处的磁场方向及强度直接

相关。

工程应用中，对于重要场合的紧固件，为了检验

表面或浅表面可能存在的缺陷，需要对精加工后的紧

固件进行 100% 表面的磁粉探伤。图 1 为 M39 螺母三

维建模示意，本文将讨论该螺母磁粉探伤过程中，不

同类型磁场对探伤结果的影响。

图 1 M39 螺母三维建模示意

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 57

检验与技术

Inspection and Technology

1 磁粉探伤的原理

磁场有大小和方向。工程应用中，磁粉探伤时，

当磁场方向垂直于缺陷尺寸最长方向时，磁痕显示最

大；磁场方向平行于缺陷尺寸最长方向时，磁痕显示

最小。如缺陷为线性，磁场方向平行于该线性，甚至

无法产生肉眼可见的缺陷显示。

工程应用中，铁磁性材料的浅表缺陷一般为狭长

缺陷，因此，需用相互垂直的 2 个磁场对材料表面交

替检查，以增加覆盖性。

发明磁粉探伤时，使用的是永磁铁，但随着技术

迭代，现在工程一般用电流产生需要的磁场。电流特

性直接决定了磁场的特性。常用的电流有交流电、直

流电、单相半波整流电、单相全波整流电、三相半波

整流电和三相全波整流电等。

交流电的优点包括检测表面缺陷灵敏度高、工件

退磁容易、电源易得、设备结构简单、有利于磁粉迁

移等；主要缺点是探测缺陷的深度较小。直流电的优

点包括探测缺陷的深度较交流深，由于不存在电流方

向转换导致的功率损耗，因此功率较低、剩磁稳定等；

缺点主要是需将市售交流电转换成直流，因此电源复

杂，造价高。而整流电流特性介于两者之间。

在各种标准中，根据磁粉探伤时使用的设备差异，

电流差异，产生的磁场差异，一般将磁化方法分为触

头技术、纵向磁化技术、周向磁化技术、磁轭技术、

多向磁化技术 5 种。

无论哪种磁化方法，其本质是要产生相互垂直的

合适磁场通过待检表面。

2 探伤试片的应用

为方便判断磁场强度是否满足探伤要求，工程上

常使用试片进行检验，配套国家标准为 GB/T 23907—

2009《无损检测 磁粉检测用试片》，该标准中规定了

磁粉检测用试片的种类、材料、人工槽尺寸等相关要求。

其中 A 型试片应用较广泛。

A 型试片边长 200 mm，厚 0.1 mm，中心加工圆

形及十字人工槽，使用超高纯低碳纯铁制作。使用时

贴于工件表面一同磁化，通过人工槽的磁痕状态判断

磁场强度及方向是否满足检测要求。图 2 为 A 型试片

三维建模示意，图 3 为 A 型试片置于螺母上以检验磁

场方向及强度三维建模示意。

图 2 A 型试片三维建模示意 图 3 A 型试片置于螺母上以检

验磁场方向及强度三维建模示意

3 螺母全表面探伤特点分析

螺母结构有其特殊性，其中间存在通孔，并加工

螺纹。对其全表面的磁粉检测，难点在于中间通孔，

特别是通孔内表面的纵向检测。

3.1 螺母外表面探伤工艺

螺母外表面磁粉检测与常规检验类似。可以使用

线圈法和中心导体法对其外表面进行纵向磁化和周向

磁化，从而施展相互垂直的磁场，获得表面缺陷的全

方向检测。

检验用床式磁粉机，图 4 为在床式磁粉机上直流

线圈纵向磁化三维建模示意。通过使用试片进行验证，

在床式磁粉机上对螺母外表面进行纵向检测，磁痕清

晰可见。

图 5 为中心导体法周向磁化三维建模示意。通过

使用试片进行验证，在床式磁粉机上对螺母外表面使

用中心导体法进行检验，磁痕清晰可见。

图 4 直流线圈纵向磁化

三维建模示意

图 5 中心导体法周向磁化

三维建模示意

3.2 使用中心导体法对螺母内孔周向检测

螺母内孔周向检测可通过中心导体法实现。在内

孔中穿过 1 根导体，通上适当的电流 [1]。根据安培定则，

导体周围会形成闭合磁场，当电流强度合适时，理论

上能检验与螺母轴线同向的缺陷，如图 6 所示。

58 2022.05 设备监理

检验与技术

Inspection and Technology

图 6 中心导体形成的周向磁场

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通过现场使用试片进行检验，通上合适的电流

后，试片上磁痕清晰可见，满足无损探伤要求，从而

验证中心导体法可用于螺母内孔周向检测，见图 7。

3.3 使用中心线圈法对螺母内孔纵向检测

为了对螺母内孔进行纵向检测，需形成平行于螺

母轴线的合适磁场。理论上可以通过中心线圈法实现。

其与中心导体法类似，在螺母中心放置线圈，线圈中

通合适的电流，图 8 为中心线圈法三维建模示意。根

据安培定则，其会形成平行于螺母轴线的稳定磁场，

从而实现螺母内孔的纵向检测。

图 7 用试片检验中心

导体法的适用性

图 8 中心线圈法

三维建模示意

中心线圈法在内孔纵向磁粉探伤中应用广泛，

但在本文探讨的场景中有局限性。M39 螺母内孔较

小，约为 φ38 mm，线圈就位后，还需要留出空间喷

洒磁悬液、放置试片、观察成像，因此，线圈直径为

20 mm 左右较合适，这种小线圈需根据检验时的电流

大小、电流类型特制，成本高，适用性不强。

3.4 使用磁轭法对螺母内孔纵向检测

磁轭法是用固定式电磁轭两磁极夹住工件进行整

体磁化，或用便携式电磁轭两磁极接触工件表面进行

局部磁化，用于发现与两磁极连线垂直的缺陷。在磁

轭法中，工件是闭合磁路的一部分，通过磁极对工件

感应磁化，所以也称为极间法，属于闭路磁化。图 9

为磁轭法闭路磁感应线示意，图 10 为磁轭夹持螺母三

维建模示意。

磁轭中通的电流不同，磁化结果有很大的不同 [2]。

一般可以分为直流磁轭法和交流磁轭法。通过实验发

现对于螺母内孔纵向磁化，2 种电流产生完全不同的 2

种效果。

实验使用的是 CDX-I 型多用磁粉探伤仪能对磁

轭输出直流电流或交流电流。使用直流磁轭法对工件

进行检测前，通过了 18.1 kg 的提升力试块检验，根据

相关规范，确认直流磁轭磁场强度合格，见图 11。然

后用直流磁轭夹持螺母，将试片置于螺母内孔中，开

始磁化并喷涂磁悬液。试片上无磁痕显示，证明直流

磁轭对于螺母内孔场景适用性有限。可能是由于直流

趋肤效应有限、电流强度受限制导致内孔表面磁场强

度不足，从而影响检验能力 [3]。

与直流磁轭相对应，将磁粉探伤仪切换至交流档，

其在内孔试片上能形成稳定磁痕，从而验证交流磁轭

适用于螺母内孔检验，见图 12。

图 9 磁轭法闭路磁感应线示意

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图 10 磁轭夹持螺母三维建模示意

图 11 提升力试块验证磁场强度 图 12 交流磁轭稳定形成磁痕

（下转第 73 页）

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 59

检验与技术

Inspection and Technology

钢箱梁疲劳冷修复技术工艺要点

及质量验收标准研究

刘明元 1

徐志民 2

（1. 中国船级社实业有限公司南京分公司 南京 210000）

（2. 中交公路规划设计院有限公司 北京 100088）

摘 要：大型钢制箱梁在桥梁建造工程中的应用较为广泛，针对钢结构在复杂力的作用下会出现疲劳开

裂等问题，冷修复技术随即产生。本文对钢结构的修复技术展开研究，从环境控制、材料加工、施工安装 3

个方面分析钢结构修复技术的质量控制要点，并提出了质量验收的标准及技术指标。

关键词：钢箱梁 疲劳 冷修复 质量验收 质量控制

Study on the Key Points of Fatigue Cold Repair Technology and Quality

Acceptance Standard of Steel Box Girder

Liu Mingyuan1

Xu Zhimin2

(1. China Classification Society Industrial Co., Ltd. Nanjing Branch Nanjing 210000)

(2. CCCC Highway Consultants Co., Ltd. Beijing 100088)

Abstract Large steel box girder is widely used in bridge construction engineering. In view of the fatigue

cracking of steel structure under the action of complex forces, cold repair technology is produced immediately. This

paper studies the repair technology of steel structure, analyzes the quality control points of steel structure repair

technology from three aspects: environment control, material processing and construction and installation, and puts

forward the standards and technical indexes of quality acceptance.

Keywords Steel box girder Fatigue Cold repair Quality acceptance Quality control

中图分类号：TB497 文献标志码：B

文章编号：2095-2465(2022)10-0059-03 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2022.10.015

作者简介：刘明元（1983 ～ )，男，本科，工程师，从事桥

梁建造的质量管理工作。

通讯作者：刘明元，E-mail: myliu@ccsi.com.cn。

（收稿日期：2022-05-19）

扁平钢箱梁结构因其良好的抗风性能和工厂化程

度高的特点，在追求工程品质和建设速度的环境下，

作为一种主要的桥梁截面形式得到了广泛的应用。运

营期在重载交通、初始焊接缺陷和自然环境的多重作

用下，结构普遍出现了疲劳开裂、涂装老化等问题。

将上述病害的影响程度进行分级，局部散发病害主要

会对结构的使用性能、耐久性能产生影响，但关键构

件的损伤累积，也会导致产生不相称的风险事故。上

述问题迟迟得不到合理的解决，特别是钢结构频发的

疲劳问题限制了该类结构的推广和应用，对既有桥梁

的疲劳病害的处治成为目前工程研究的热点问题 [1-3]。

针对钢箱梁疲劳裂纹的处治具有复杂性和敏感性

的特点，属于专项养护工程类型，目前尚未形成通用

有效的处治措施，现行的建设项目和养护工程质量检

验规范体系当中也未涵盖上述分项工程的检验标准。

特别是四新技术的应用更增加了养护施工质量监控的

难度。

某特大型钢箱梁桥疲劳处治过程中用到了粘钢冷

修复的新方法，本文依托该工程实际，结合现有的质

量验收规范体系和设计意图，提出了粘钢冷修复工艺

控制要点和工程质量验收标准。

60 2022.05 设备监理

检验与技术

Inspection and Technology

1 冷修复技术概述

目前针对钢箱梁疲劳裂纹的处治主要有以下 2 类

技术思路：

1.1 改善局部应力集中效应，减小应力集中

疲劳强度受初始缺陷、构件表面状态、尺寸和几

何形状引起的应力集中影响显著，通过一定的技术措

施降低局部位置的应力集中现象是预防裂纹发生和限

制裂纹发展的重要手段。该类技术原理常见的处治方

案包括锤击法、止裂孔法和施拧高强螺栓法等。裂纹

焊合或焊缝重熔技术在初始缺陷消除方面也可以起到

一定的效果，但由于桥址现场施工质量难以把控，往

往作为其他措施的辅助性手段。

1.2 增强局部刚度，降低区域应力水平

疲劳强度还受应力幅 Δσ 和平均应力σ的影响，通

过增强局部位置的刚度可以有效降低局部范围应力水

平，从而起到限制裂纹发展的目的。该类技术原理常

见的处治方案包括局部附加高性能材料（根据连接方

式的不同又可分为焊接、栓接、粘贴等不同方式）、

局部增设横隔肋等。

还可通过超高性能混凝土或夹芯铺装对桥面铺装

进行整体改造，可以提升整体刚度，可以大幅度降低

桥面板的整体应力水平。

处治方案按照技术原理、对原结构的损伤等分类

见表 1。

技术思路 原理 对原结构的损伤 处治方案

思路 1 减小应力集中 有损 止裂孔法、高强螺栓法、焊缝焊

合法、焊缝重熔法

无损 锤击法

思路 2 降低应力水平 有损 焊接或栓接补强材料、铺装改造

无损 粘贴补强材料

表 1 处治方案分类

在上述处治方案总结梳理的基础上，针对无损修

复、可持续维护的原则，在某特大型钢箱梁桥疲劳裂

纹处治的过程中，提出了一种粘钢冷修复的技术手段。

加固方案技术要点如下：

1）尖端钻孔止裂：采用无损探伤或探孔检查后，

在探测出来的裂缝尖端位置钻孔止裂，一方面截断裂

纹发展路径，另一方面形成塑性区域，限制裂纹向顶

板和 U 肋继续扩展。图 1 为钻孔止裂示意图。

图 1 钻孔止裂示意图

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2）局部刚度补强：顺桥向粘贴弧形钢板，钢板

厚度及长度根据受力需要确定。横桥向利用弧形钢板

的横向支撑作用将桥面荷载直接传至 U 肋受力，改

善顶板与 U 肋的焊缝受力情况，并且保证原有的受

力体系不发生大的转变。同时发挥弧形钢板的刚度效

果，替代和补强裂纹处的局部刚度。弧形钢板与顶

板、U 肋之间采用高性能粘结剂连接。图 2 为粘钢示

意图。

图 2 粘钢示意图

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与其他既有方案相比，粘钢冷修复方案具有以下

特点：

1）补强构件与原结构的连接采用高性能粘结材料

粘贴方式，对原结构的损伤小。加固后的补强构件还

可以方便拆卸，为后续其他替代处理方案预留了可能，

实现了无损修复和可持续维护的目标。

2）通过降低应力集中效应和局部刚度补强的措施，

降低了关注区域的应力水平，计算表明，同等加载条

件下，可以降低 19% 的桥面板变形和 15% 的 U 肋应力，

对限制和缓解裂纹的发展起到良好的作用 [4]。

2 工艺控制要点

前述粘钢冷修复技术方案尚无大规模工程应用的

经验，为了加强对养护工程质量的把控，在项目实施

过程中从环境控制、材料加工和施工安装 3 个方面对

相关工艺要点进行了研究。

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 61

检验与技术

Inspection and Technology

2.1 环境控制

环境控制包括施工温度与结构受力状态 2 方面的

条件控制。

1）施工温度需要兼顾粘结剂固化温度和适宜的作

业温度。采用的粘结剂为室温固化型，最佳固化温度

为 5 ～ 35 ℃；钢箱梁内部属于受限密闭空间，由于

钢结构的导热性良好，高温季节箱梁内部温度可以达

到 50 ℃以上，工作场所环境恶劣，不适宜开展养护

作业。

2）粘钢后静置养生期间需要满足准卸载受力状态

的要求。高性能粘结剂固化过程除了有适宜的温度环

境要求之外，还需要保证一定时间内满足“静置 + 无

应力”的条件状态。在开放交通的环境下，很难满足

严格的静置养生条件，需要采取临时性的交通管制手

段。根据受力分析结论，交通管控横向宽度≥ 1 个车

道宽度，纵向长度≥ 3 个横隔板节段；当交通管制时

间受限时，可以通过调整粘结剂 A:B 组分的配比调整

固化时间。

2.2 材料加工

补强用钢结构构件的加工控制要点包括材质性能、

构件加工尺寸及精度、涂装相关工艺控制等。钢结构

厂内加工相关工艺相对成熟，自动化程度高，相关要

点参照既有标准执行即可。

2.3 施工安装

桥址处安装施工主要步骤包括：裂纹复测→钻孔

止裂→基面处理→定位安装→静置养生→局部涂装。

各步骤工艺控制要点如下：

1）裂纹复测：通过无损探伤或探孔检查的方式，

探明裂纹隐藏发展的尖端位置。

2）钻孔止裂：在探明的裂纹隐蔽发展的尖端位置

利用空心钻进行钻孔止裂，应保证孔壁边缘的光圆性。

3）基面处理：利用人工 + 机械打磨的方式对粘钢

区域进行基面清理，清理过程中应注意除尘防护，保

证打磨后的钢材基面具有足够的清洁度和粗糙度。

4）定位安装：安装过程中利用垫片控制胶层厚度，

安装完成后采取临时性的固定和顶升措施。

5）静置养生：静置养生期间采取交通管控措施，

保证加固位置满足准卸载的受力状态。

6）局部涂装：钢构件在厂内完成主体涂装，对桥

址现场基面清理位置及局部破损进行现场涂装。

3 质量验收标准

针对粘钢冷修复工程的质量验收标准的研究，按

照工艺细节进行了区分，其中钢结构加工、表面涂装

等作为成熟工艺参照现行的建设或养护工程质量验收

标准进行检验，对于粘钢工艺结合现有的质量验收规

范体系和设计意图，分别从材料性能和工程实体质量

方面提出相应的工程质量验收标准 [5]。

3.1 材料性能

受钢桥面铺装的影响，在粘结剂选型过程中，除了

要考虑常规的黏结强度、耐老化性能以外，还需要充分

考虑环氧沥青等材料在摊铺过程中特殊高温工况的影

响。根据实桥摊铺工况下的温度监测结果，摊铺过程中

实测钢箱梁顶板温度可以达到 115 ℃，持续时间可以达

到 15 min，严苛的温度条件对粘结剂选型起到了控制作

用。根据设计要求，粘结剂采用室温固化型 III 类胶，相

关材料性能参照 GB 50728—2011《工程结构加固材料

安全性鉴定技术规范》对应标准进行检验。

3.2 实体质量检验

实体质量检验主控指标为粘钢饱满度，采取敲击法、

超声波法或其他有效探测方法进行检查，要求推定的

有效粘贴面积不应小于总粘贴面积的 95%，且单处空

鼓面积不大于 2 500 mm2

。同时胶层厚度作为一般控制

指标，要求胶层应均匀，厚度按照（5.0±2.5）mm 控制。

4 结束语

本文依托某特大型钢箱梁桥疲劳处治过程中用到

的粘钢冷修复新方法，结合质量验收规范体系，提出

在粘钢冷修复项目实施过程中需要从环境控制、材料

加工和施工安装 3 个方面对工艺质量进行把控。研究

过程中对粘钢冷修复工程的质量验收标准的工艺细节

进行区分，尤其是对于粘钢工艺方面，分别从材料性

能和工程实体质量方面细化验收标准，提高了相应验

收标准的可操作性。

本项研究表明针对非常规的养护类项目的质量检

验，可以结合现有的质量验收规范体系和设计理念，

提出对应的工艺控制要点和工程质量验收标准，相关

成果更具有针对性，更能解决工程实际问题。

（下转第 74 页）

62 2022.05 设备监理

安全分析

Safety Analysis

TDI 企业氯化氢吸收塔泄漏原因分析

张 斌 孙晓龙 张玉群 弥艺伟

（西安核设备有限公司 西安 710021）

摘 要：氯化氢吸收塔是甲苯二异氰酸酯（TDI）企业生产盐酸的核心设备，其下部塔釜采用耐腐蚀的哈

氏合金 C2000 制造。本研究首先通过对某起塔釜泄漏事件进行现场勘察，采用宏观分析、金相分析、化学分

析等多种方法，结合设备生产制造工艺和运行工况，综合研判多种因素诱发的应力腐蚀是造成短期投用后塔

釜发生泄漏的主要原因。后来通过优化制造工艺等措施大大降低了封头成形的内应力和焊接应力，维修后的

设备已经稳定运行超过 4 年，为同类设备高质量运维提供了有益参考。

关键词：甲苯二异氰酸酯（TDI） C2000 合金 氯化氢吸收塔 封头泄漏 应力腐蚀

Analysis of Leakage Causes of Hydrogen Chloride

Absorption Tower in TDI Enterprises

Zhang Bin Sun Xiaolong Zhang Yuqun Mi Yiwei

(Xi'an Nuclear Equipment Co., Ltd., Xi'an 710021)

Abstract The hydrogen chloride absorption tower is the core equipment for the production of hydrochloric

acid in toluene diisocyanate (TDI) enterprises. The lower tower kettle is made of corrosion-resistant Hastelloy C2000.

This study investigates a tower kettle leakage event on site. Through multiple methods such as macro analysis,

metallographic analysis, chemical analysis and other methods, combined with the equipment manufacturing process

and operating conditions, it is comprehensively determined that stress corrosion induced by various factors is the main

reason for the leakage of the tower kettle after short-term operation. By optimizing the manufacturing process and other

measures, the internal stress and welding stress of the head forming are greatly reduced. The repaired equipment has

been running stably for more than 4 years, providing a useful reference for the high-quality operation and maintenance

of similar equipment.

Keywords Toluene diisocyanate (TDI) C2000 alloy Hydrogen chloride absorption tower Head leakage

Stress corrosion

中图分类号：TB496 文献标志码：B

文章编号：2095-2465(2022)10-0062-04 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2022.10.016

作者简介：张斌（1987 ～ )，男，硕士，工程师，从事化工

压力容器运维服务及经验反馈工作。

通讯作者：张斌，E-mail: xne_cnpec@163.com。

（收稿日期：2022-05-07）

甲苯二异氰酸酯 (Toluene Diisocyanate，简称 TDI)

是一种重要的异氰酸酯品种，主要用于生产聚氨酯泡

沫塑料、涂料、合成橡胶、绝缘漆以及粘合剂等，用

途广泛 [1]。

TDI 生产过程中所涉及的原辅材料及中间产品大

多属于易燃、易爆、有毒有害的危险化学品，一旦与

人体接触或吸入，将对呼吸道、肺、肝脏、遗传及免

疫系统等造成严重的破坏，直至危及生命安全，图 1

为 TDI 合成技术路线。TDI 化工企业在硝化、加氢、

光气合成以及光气化等过程对系统泄漏率的控制非常

严格。根据统计，光气化及后续尾气处理环节发生的

事故占比接近 60%，可见该环节是 TDI 生产企业安全

管理的重中之重 [2-3]。

图 1 TDI 合成技术路线

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PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 63

安全分析

Safety Analysis

哈氏合金是美国 Haynes 公司为拓展材料的应用

范围而开发的一种优化合金，具有强度高、延性好、

硬度高和易加工等特性。哈氏 C2000 合金不仅能抵

抗氧化性介质诸如铁离子、铜离子和溶解氧等介质的

腐蚀，而且对还原性酸诸如稀盐酸、硫酸也有杰出的

耐腐蚀能力。由于在合金中添加了铜元素，在钼和铜

( 分别在 16% 和 1.6% 水平上 ) 的联合作用下 C2000 合

金具有出色的抗还原性介质腐蚀的能力，同时高的铬

含量 (23%) 保证了对氧化性介质腐蚀的抵抗能力 , 该

合金具有良好的抗点蚀和缝隙腐蚀的能力。自从哈氏

C2000 合金进入市场以来，以其优异耐腐蚀性能为化

工工业突破了新的瓶颈，得到市场的肯定。

TDI 生产线的工作介质均为剧毒物质，装置的

正常运行与否事关重大。装置生产线大量使用哈氏

C2000 设备和管线，其中氯化氢吸收塔是企业生产盐

酸的核心设备，其工作介质为高度危害的光气和氯化

氢混合气，下部塔釜采用更耐腐蚀的哈氏合金 C2000

制造。通过对某 TDI 生产企业塔釜短期内泄漏进行深

入调查研究，分析泄漏原因并制定改进措施，将为同

类装置高质量运维提供有益参考。

1 基本情况

1.1 设备信息

某 TDI 生产企业订购 2 台全新的氯化氢吸收塔塔

釜用来更换已经运行十多年的老旧设备，塔釜的技术

信息见表 1。其为按照 GB/T 150—2011《压力容器》

和 JB/T 4756—2006《镍及镍合金制压力容器》设计

制造，按照 TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术

监察规程》监管的 II（D2）类压力容器。

项目 参数 项目 参数

设计温度 /℃ -20 ～ 50 介质特性 极度危害

工作温度 /℃ -18 ～ 40 （塔釜）主体材料 SB-575 N06200

设计压力 /MPa 2.0 直径 /mm DN700

工作压力 /MPa 1.48 筒体厚度 /mm 6.35

介质 光气 +HCl 设备满水重量 /kg 6740

表 1 氯化氢吸收塔的基本参数

1.2 事件经过

某化工企业 TDI 项目在更换了 1 套全新塔釜仅运

行 10 d 便发生泄漏，临时补焊后泄漏量加剧，紧急停

车后更换备用塔釜，装置恢复运行。由于该企业严格

按照国家安全生产要求配备了相应的安全生产和监测

手段，在发生微量泄漏的第一时间已经采取果断措施，

整个事件未酿成安全生产事故。

1.3 宏观分析

技术团队在接到反馈的第一时间进行了现场勘察，

泄漏部位位于塔釜封头与筒体环焊缝封头侧母材焊接

热影响区，目视可见 4 处裂纹，均为环向分布（基本

与焊缝平行），裂纹长度 5 ～ 15 mm 不等，大部分已

经呈贯穿性质。在一些裂纹的延伸段可看到明显的补

焊痕迹，补焊区覆盖了部分环焊缝的热影响区，见图 2。

图 2 氯化氢吸收塔塔釜损坏总体情况

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从图 3 可见，1#、2# 裂纹走势基本与焊缝平行。

1# 裂纹始于补焊区，大致位于环焊缝热影响区，沿环

焊缝方向扩展直至消失，裂纹长度大约为 15 mm。2#

裂纹始于焊缝边缘与母材的熔合区，基本沿着环焊缝

方向扩展，但有向焊缝中部扩展的趋势，裂纹长度大

约为 7 mm。裂纹从内表面逐步扩展最终贯穿，外表面

没有明显的腐蚀、超温使用痕迹。

图 3 氯化氢吸收塔塔釜裂纹走势分布

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技术团队在现场走访中对用户的操作运行记录进

行了查阅，设备未泄漏前系统运行平稳，没有超压、

超温、异响等异常情况。

结合哈氏合金设备的制造经验，技术团队从失效

塔釜截取原材料及焊接试样（含裂纹区），交予检测

机构，重点进行了化学成分、金相检验 [4]。

64 2022.05 设备监理

安全分析

Safety Analysis

2 检测和分析

2.1 化学成分分析

取样后采用 EDS（能谱仪）进行能谱分析，结果

见表 2，焊缝取样区化学成分符合要求。

%

化学成分 Ni Cr Mo Cu C Mn

ASME 标准 余量 22 ～ 24 15 ～ 17 1.3 ～ 1.9 0.01 0.5

试样 59 23 16 1.6 0.004 5 0.19

化学成分 Si P S Fe Co Al

ASME 标准 0.08 0.025 0.01 3.0 2.0 0.5

试样 0.02 0.006 0.007 7 1.45 0.13 0.29

表 2 哈氏 C2000 化学成分

2.2 金相检测

从封头直边段和焊缝试样中分别切取金相试样，

经抛磨后放置在光学显微镜下进行金相检验。对直边

段母材试样侵蚀后观察发现，微观存在大量滑移带和

孪晶面，见图 4。由此可见，封头成形过程中金属在

较大外力作用下原子之间发生滑移和孪晶。

图 4 封头直边段材料滑移带和孪晶面

对直边段焊缝试样（热影响区）侵蚀后观察发现，

熔合区和再结晶区晶粒杂乱，尤其是再结晶区晶粒变

大，该部位承载力必将大大减弱，见图 5。

图 5 直边段焊缝试样热影响区金相组织

2.3 制造因素

C2000 合金是以铬和钼为主要合金元素的镍基合

金，当它在含有盐酸介质条件下工作，有产生晶间腐

蚀的倾向 [5]，制造期间对原材料按照 ASTM G28A2002(R2015)《锻制高镍铬轴承合金晶间腐蚀敏感性检

测的标准试验方法》进行了晶间腐蚀试验，发现没有

晶间腐蚀情况发生。

C2000 合金含钼量很高，它的变形抗力和回弹较

大，加工制造中需要较大外力，材料的冷作硬化倾向

较不锈钢材料更加明显，冷加工后材料的硬度积聚升

高。制造过程中板料的下料、封头成形等都可能会出

现冷作硬化的情况。按照哈氏公司推荐，材料表面有

超过 7% 的冷加工就要进行固溶处理，以降低冷加工

附加的内应力。经查证，塔釜封头为标准椭圆封头，

采用冷冲压成形方式制造，因变形率小于 7%，工艺未

增加固溶处理工序，故封头冷成形后冷作硬化比较突

出，塔釜封头的最大应力位于封头过渡段内壁，为经

向拉伸应力。从图 4 直边段金相组织也能印证封头成

形后合金组织硬化，直边段因过大变形会存在较大的

残余应力，残余应力越大，开裂的敏感性也就越高。

一般认为，焊接过程诱发了敏化态组织（金属间

化合物、碳化物）在晶界中的析出，这些析出相由于

含有较高的 Cr 和 Mo 等元素，会在合金组织中产生贫

Cr 区和贫 Mo 区，降低合金的耐蚀性 [6]。焊接是哈氏

合金压力容器制造的关键工序之一。在强腐蚀环境中

焊接接头的抗晶间腐蚀（包括焊缝、热影响区敏化等）

能力会大大削弱。哈氏合金具有一定的热裂纹敏感性，

焊接过程中，焊缝金属在高温 (375 ～ 875 ℃ ) 时间过

长时会形成一种 Fe-Cr 金属化合物，即 σ 相，σ 相的

性能极硬而脆，且分布在晶界处，造成焊缝金属冲击

韧性下降而脆化 [7]。由于氩弧焊的保护作用好、热量

集中、焊缝成型质量好，热影响区小，焊件变形小，

使焊缝及热影响区抗腐蚀性能下降小。哈氏公司也比

较认可氩弧焊焊接方法，并给出了指导参数，但哈氏

合金熔池流体流动性不好，容易发粘，焊接线能量的

控制对焊接接头综合性能的影响极大，因而，焊接质

量控制除了要有合适的焊接工艺外，高水平焊工必不

可少。

填丝 TIG 焊的焊缝试样，其焊缝以及热影响区在

腐蚀介质中会有明显的晶间腐蚀现象，可能产生大量

微观的晶间裂纹和凹坑，这些缺陷可作为应力腐蚀的

裂纹裂源，严重影响在该环境下产品的寿命。有证据

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 65

安全分析

Safety Analysis

证明，激光焊焊缝抗腐蚀能力优于填丝 TIG 焊焊缝和

母材，尤其是焊接热影响区 [8]。从图 5 焊缝及热影响

区金相组织来看，熔合区和再结晶区晶粒杂乱，局部

晶粒粗大，可能与层间温度较高有关。

2.4 运行因素

氯化氢吸收塔主要由底部哈氏合金 C2000 材质的

塔釜和中、上段 S31603 制造的塔体通过紧固组装而成，

中、上段塔体内部装有填料。物料气相入口位于底部

塔釜上段，塔釜最底部封头上设有盐酸出口。工艺水

从塔顶进入喷淋到上层填料上，沿着填料之间的间隙，

与经过盐酸吸收的低浓度氯化氢接触作用，往下流到

下层填料并在其间隙之间继续与往上移动的高浓度氯

化氢作用进一步溶解吸收，最终汇集在吸收塔的塔釜

部位。通过不断的循环，成品盐酸的浓度可达到 30%

以上。氯化氢溶于水的过程是放热反应，吸收塔中下

段温度往往高于上段，工作状态下吸收塔持续承受着

温差交变应力载荷，给塔釜附加了一定拉应力。尽管

氯化氢吸收塔工作期间总体压力均衡，但由于氯化氢

极易溶于水，微观上看塔内压力会出现周期性频繁波

动，这一工作状态客观上增加了塔器工作的疲劳风险，

尤其是塔釜。综上，运行中温差、压差附加的交变应

力可能是塔釜泄漏的诱因之一。

3 泄漏原因

3.1 应力分布复杂

从上述分析可以看出，塔釜封头冷成形后未进行

固溶处理，封头冷作硬化明显，内部残余应力较大。

封头直边段虽然不是应力最为集中的区域，但其在冷

成形中增厚明显，残余应力较为突出。封头和筒体焊

接后外表面焊缝热影响区初始轴向残余应力为压应力，

最后逐渐转变为拉应力，在距焊缝一定距离后消失。

封头和筒体焊接后内表面焊缝热影响区初始轴向残余

应力为拉应力，随着不断远离焊缝中心逐渐转变为压

应力，直至消失。综上，焊缝内表面的受力状况相对

比较恶劣，拉应力较为集中 [9]。

3.2 焊接接头敏化倾向增强

塔釜封头和筒体焊接后，焊接接头 ( 尤其是热影

响区 ) 敏化倾向增强，材料偏析等因素会带来焊缝抗

腐蚀能力的弱化，可能诱发晶间微裂纹。

3.3 泄漏机理

制造中封头冷成形、焊接热影响区（熔合区）晶

粒不均匀和运行中塔釜承受温差、压差交变应力和内

压共同作用，诱发了封头环焊缝热影响区的晶间产生

微裂纹（晶间腐蚀），在含有较高浓度（30%）盐酸

介质中微裂纹在高拉应力作用下不断扩展。当材料应

力难以承受设备温差、压差及内部的压力时，封头环

焊缝失效。哈氏公司试验显示，合金 C2000 的原材料

U 型弯曲试样在 45% 氯化镁溶液中煮沸持续 1 008 h

没有产生裂纹，可见其抗应力腐蚀能力很强。设备由

于某种原因（比如冷加工、焊接敏化等）产生微裂纹

或内部缺陷时，C2000 的应力腐蚀敏感性也将大大增

强。实践证明，在较高残余应力的作用下，在较高浓

度（30%）盐酸介质中也会发生应力腐蚀。

4 结论及建议

4.1 结论

设备失效分析中不能简单地用原材料的抗应力腐

蚀能力代替设备的抗应力腐蚀性能。本例中氯化氢吸

收塔塔釜封头环焊缝是在多种不利因素（高残余应力、

焊接接头敏化、疲劳等）叠加后诱发了焊接热影响区

微裂纹，最终在特定介质中裂纹快速扩展导致的失效，

是一起应力腐蚀事件。

4.2 建议

1）从设备制造流程来看，建议哈氏合金 C2000

封头成形不再考虑变形率的影响，所有封头冷成形后

均应进行固溶处理，降低冷作硬化附加的残余应力对

后续工序的影响。

2）哈氏合金焊接时应严格控制焊接线能量，尽量

采用小电流高的焊接速度，防止熔池过热造成晶粒粗

大，做好冷却措施，层间温度不大于 93 ℃。积极探索

激光焊接，进一步降低焊接接头的晶间敏化倾向。

3）对设备技术改造时应充分了解原设备失效原

因，在设计、制造、运行等方面给予综合改进，避免

同类问题的重复发生。

参考文献

[1] 李玉芳,伍小明 .“十三五”期间我国 TDI 的进出口

分析 [J]. 精细与专用化学品 ,2021,29(11):12-16.

（下转第 69 页）

66 2022.05 设备监理

安全分析

Safety Analysis

锅炉水管开裂原因分析

张 杰 邱康勇 吴继权 贺 艳

（深圳市质量安全检验检测研究院 深圳 518029）

摘 要：本文针对一起锅炉水管开裂失效案例，采用宏观检查、化学成分分析、显微组织分析、硬度分析、

电镜及能谱分析多种检测手段对水管开裂原因进行分析。结果表明，在热应力作用下，裂纹在水管内表面（温

度梯度变化最大的位置）萌生，并不断扩展直至水管开裂。因此，建议调整锅炉水管中汽水混合物的空间大小（缩

小汽水混合物空间的温度梯度波动范围），锅炉内部分区域选择使用性能更加优异的合金钢水管。

关键词：水管 开裂 原因分析 热应力 萌生

Analysis of Causes of Boiler Water Tube Cracking

Zhang Jie Qiu Kangyong Wu Jiquan He Yan

(Shenzhen Institute of Quality & Safety Inspection and Research Shenzhen 518029)

Abstract In this paper, in view of a case of boiler water pipe cracking failure, macro inspection, chemical

composition analysis, microstructure analysis, hardness analysis, scanning electron microscope and energy spectrum

analysis were carried out to analyze the causes of water pipe cracking. The results showed that under the action of

thermal stress, the crack initiated on the inner surface of the water pipe (where the temperature gradient changes the

most) and continued to expand until the water pipe cracked. Therefore, it was suggested to adjust the size of the steam

water mixture space in the boiler water pipe (reduced the temperature gradient fluctuation range of the steam water

mixture space). Alloy steel water pipes with better performance shall be selected for some areas in the boiler.

Keywords Water pipe Cracking Analysis of causes Thermal stress Initiated

中图分类号：TB496 文献标志码：B

文章编号：2095-2465(2022)10-0066-04 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2022.10.017

作者简介：张杰（1991 ～ )，男，硕士，工程师，从事金属

材料理化检验及机械、承压设备失效分析工作。

通讯作者：张杰，E-mail: 928533546@qq.com。

（收稿日期：2022-05-23）

贯流锅炉通常是指那些没有汽包、整个换热过程几

乎都在水管中完成的锅炉，这类锅炉由于具有产汽快、

体积小、耗材少、自动化程度高等特点，自 20 世纪 90 年

代起，在国内得到广泛使用 [1-2]。但这类锅炉在实际使用

过程中，出现了多起水管泄漏甚至爆管事故 [3-6]。

2021 年某日，华南地区某企业锅炉房内的 1 台

贯流式锅炉出现水管开裂问题（见图 1）。该锅炉于

2013 年末投入使用，锅炉型号为 LSS3.0-1.0-Y（Q），

额定蒸发量为 3 t/h，额定蒸汽压力为 1.0 MPa，燃烧

介质为天然气。该锅炉在运行时开启自动控制功能，

包括超压停炉、低压启炉、大小火切换等。该锅炉内

有 2 圈水管（分别是内圈水管与外圈水管），水管内

介质均为汽水混合物，日常工作压力约为 0.8 MPa。

其中内圈水管周围介质均为烟气，外圈水管只有一侧

的介质为烟气（外圈水管向内一侧，即为烟气侧）。

发生开裂的水管位于外圈，该水管规格为 φ57 mm，

材质为 20 钢，制造标准为 GB/T 3087—2008《低中压

锅炉用无缝钢管》。裂纹位于该水管烟气侧，并且靠

近上管板。为查明水管开裂原因，尽量避免类似事件

再次发生，笔者对其进行分析。

图 1 开裂水管照片

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 67

安全分析

Safety Analysis

1 理化检测

1.1 水管宏观检查

开裂水管的管身未见明显减薄、鼓包、变形等损

伤。在该水管上截取试样（主要包括开裂裂纹的地方），

将试样剖开后宏观形貌见图 2 与图 3，开裂位置内表

面大部分区域可见红棕色覆盖物，局部出现点状堆积

物。将开裂位置打开后，断口上可见一圆弧扩展面，

圆弧的圆心位于内表面，该区域为起裂源区，裂纹应

由内表面往外表面扩展（即起裂源区在水管内表面，

最后断裂区在水管外表面，内表面与外表面之间的区

域为裂纹扩展区），见图 4。将截取的水管试样内表

面清洗干净并干燥后发现，水管试样只在烟气侧内

表面局部位置可见数量较多且长短不一的环向裂纹

（见图 5），环向裂纹位置外表面正对烟气冲刷作用

位置。

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图 2 开裂水管试样内表面宏观形貌（烟气侧）

图 3 开裂水管试样内表面宏观形貌（非烟气侧）

图 4 水管断口宏观形貌（圆弧扩展面见红色圆圈内）

图 5 清洗后的水管试样内表面宏观形貌

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1.2 水管化学成分分析

在开裂水管上截取光谱试样，经清洗、干燥、打

磨后，采用台式直读光谱仪进行化学成分 / 光谱分析，

分析结果见表 1。水管化学成分分析结果符合 GB/T

3087—2008 对 20 钢的技术要求 [7]。

%

项目 C Si Mn P

开裂水管 0.177 0.213 0.454 0.013

标准值 [7] 0.17 ～ 0.23 0.17 ～ 0.37 0.35 ～ 0.65 ≤ 0.035

项目 S Cr Ni Cu

开裂水管 0.0065 0.027 0.044 0.079

标准值 [7] ≤ 0.035 ≤ 0.25 ≤ 0.30 ≤ 0.25

表 1 水管成分分析结果

1.3 水管显微组织分析

在开裂水管上截取试样，经镶嵌、打磨、抛光后，

用 4％硝酸酒精溶液进行浸蚀处理后，置于金相显微

镜下观察显微组织。水管显微组织形貌见图 6 ～图 8。

开裂水管显微组织为铁素体 + 珠光体，并呈带状分布。

其中烟气侧的显微组织中可见多条长短不一且平行分

布的裂纹，其中裂纹最长为 1 073 μm；根据裂纹的形

状（裂纹垂直于试样表面且裂纹的顶部呈尖锐形状）

可知，这些裂纹应由内表面往外表面方向扩展。

图 6 显微组织（烟气侧）50X

68 2022.05 设备监理

安全分析

Safety Analysis

图 7 显微组织（烟气侧）200X

图 8 显微组织（非烟气侧）200X

1.4 水管硬度分析

在开裂水管上截取试样，经镶嵌、打磨、抛光

后进行维氏硬度试验，试验中测点方向由内表面向

外表面进行，试验结果见表 2。结果表明水管硬度

分布均匀，维氏硬度值在 143 ～ 148 HV 之间，根据

GB/T 33362—2016《金属材料 硬度值的换算》[8]，水

管的抗拉强度大约为 460 ～ 470 MPa，该抗拉强度值

范围符合 GB/T 3087—2008 对 20 钢的技术要求 [7]。

HV0.2

项目 测点 1 测点 2 测点 3 测点 4

维氏硬度 143 145 148 146

表 2 水管硬度测试结果

1.5 水管电镜及能谱分析

将开裂水管内表面的红棕色覆盖物和点状堆积物

刮取下来，经干燥后，置于扫描电镜下观察，并用 X

射线能谱仪进行分析。红棕色覆盖物微观形貌及成分

分析结果见图 9，由分析结果可知，开裂水管内表面

的红棕色覆盖物以 Fe 的氧化物为主。点状堆积物微

观形貌及成分分析结果见图 10，由分析结果可推断

出开裂水管内表面的点状堆积物成分是以钙盐为主的

水垢。

图 9 红棕色覆盖物微观形貌及能谱分析结果

图 10 点状堆积物微观形貌及能谱分析结果

目标

目标

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 69

安全分析

Safety Analysis

2 综合分析

通过对开裂水管进行宏观检查可知，开裂位置处内

表面（一圈）存在红棕色覆盖物与点状堆积物；开裂位置

处内表面（靠近烟气侧）有数量较多且长短不一的环向

裂纹。结合电镜及能谱分析可知，红棕色覆盖物以 Fe 的

氧化物为主，点状堆积物成分是以钙盐为主的水垢。将

开裂位置打开后可知，水管开裂裂纹应由内表面往外表

面扩展。由化学成分分析结果并结合硬度试验结果转化

成的抗拉强度值可知，开裂水管的成分及力学性能均符

合 GB/T 3087—2008 对 20 钢的技术要求 [7]。从显微组

织分析结果可知，开裂水管显微组织无明显异常，为铁

素体 + 珠光体。与此同时，从显微组织照片中可见其他

的环向裂纹扩展方向，从而可进一步表明开裂水管的开

裂裂纹是由水管内表面向外表面扩展。开裂水管硬度较

为均匀，与显微组织可以对应。锅炉在运行（包括启停）

过程中，水管烟气侧与非烟气侧膨胀及收缩时受到的热

应力不一致，从而导致水管局部位置热应力分布不均；

并且水管内壁上的氧化物及水垢也会影响水管的传热效

果。水管开裂位置位于烟气冲刷区，并且靠近上管板，该

位置内部介质并不固定（有时是水，有时是蒸汽），因此，

水管开裂位置的温度梯度波动较大。

综上所述，在热应力作用下，裂纹在水管内表面（温

度梯度变化最大的位置）萌生，并不断扩展，直至水

管开裂。

3 结束语

本次锅炉水管开裂虽未引起事故，但依然有引起

重视的地方。本次水管开裂的主要影响因素与水管温

度梯度波动有关，结合贯流锅炉的运行特点，即贯流

锅炉在运行过程中，水管下部靠水冷却，水管上部靠

汽水混合物冷却，水管中没有明确的水位分界线。

因此，在基于重新计算锅炉热负荷的基础上提出以下

2 点建议：

1）调整锅炉水管中汽水混合物的空间大小（缩小

汽水混合物空间的温度梯度波动范围）；

2）锅炉内部分区域选择使用性能更加优异的合金

钢水管。

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70 2022.05 设备监理

管理应用

Management Application

核电设备监造领域技术知识

管理系统的构建

肖 巍 肖 鹏 宋冠宇 谢 鑫 聂艺漩

（苏州热工研究院有限公司 苏州 215004）

摘 要：为系统地收集、存储和利用核电设备监造领域的技术知识，创建了兼具全文检索和标签检索功

能的全文数据库，并通过文档共享编辑功能，对知识添加批注和建立链接，构建了全员共建、开放式的知识

管理系统。知识管理系统有利于组织内部隐性知识的挖掘、固化分享，使组织可利用的知识量逐步积累，提

高员工工作效率，增强了组织的核心竞争力，推动了设备监理专业领域内的知识管理向系统化、数字化和智

能化方向转变。

关键词：核电 设备监造 知识管理

Construction of Knowledge Management System of

Nuclear Power Equipment Supervision

Xiao Wei Xiao Peng Song Guanyu Xie Xin Nie Yixuan

(Suzhou Nuclear Power Research Institute Suzhou 215004 )

Abstract In order to systematically collect, store and utilize the technical knowledge of nuclear power

equipment manufacturing supervision, a full-text database with full-text retrieval and label retrieval functions is

created. Through the document shared editing function, the knowledge is annotated and linked, and an open knowledge

management system is constructed. The knowledge management system is conducive to the search and sharing of

hidden knowledge within the organization, which gradually accumulates the amount of knowledge available to the

organization, improves the working efficiency, strengthens the competitiveness of the organization, and promotes the

knowledge management of equipment supervision to be systematic, digital and intelligent.

Keywords Nuclear power Equipment manufacturing supervision Knowledge management

中图分类号：TB497 文献标志码：B

文章编号：2095-2465(2022)10-0070-04 DOI: 10.19919/j.issn.2095-2465.2022.10.018

作者简介：肖巍（1982 ～ )，男，硕士，工程师，从事核电

机械设备质量监督工作。

通讯作者：肖巍，E-mail: xiaowei_2010@cgnpc.com.cn。

（收稿日期：2022-06-22）

核电设备监造实施过程中需要处理巨量的知识信

息，如法律法规、标准规范、合同、技术规格书、程

序文件等。随着核电站的陆续开工建设，技术路线从

引进消化吸收到自主研发，设备由国外采购到逐步实

现国产化，在持续的设备监造过程中，设备监理单位

积累了大量的技术资料，如经验反馈、经验总结，也

培养了员工丰富的知识与经验。这些技术知识中，既

包括显性知识，如图书、文档、图片、视频等，也包

括隐藏在组织内部和个人头脑中的隐性知识 [1]。这些

技术知识为设备质量监督提供了必要的参考信息，是

设备监理单位的核心资产。随着知识量的日益庞大，

如何收集、加工、存储和利用这些宝贵的知识，使设

备监理人员能够通过比较简便的方式，在最短时间内，

查找到所需的全面和准确的知识，是设备监造领域技

术知识管理需要深入研究的内容。

1 技术知识管理现状

设备监理单位一直在探索技术知识管理的方法，

也建立了很多可利用的小型“知识管理系统”，如共

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 71

管理应用

Management Application

享文件夹、技术答疑平台、经验反馈系统等，但总体

上还是分散、不系统的传统的知识管理方式，特别是

在隐性知识的发掘、向显性知识转化方面存在明显

不足。

1.1 知识储存分散、壁垒严重

以往技术知识的储存位置有纸质文档、办公电脑、

各类小型“知识管理系统”，知识大多孤立存在，知

识共享壁垒多，分享方式少，知识只进不出、复用率低，

无法有效提升知识利用价值。

1.2 知识链接和隐性知识无法有效共享利用

质量监督过程中经常涉及对知识点的解读，各知

识点之间也有特定的指引关系，大量的隐性知识和知

识链接存储在员工的头脑中，缺乏一种能够简便、有

效地对这种知识链接进行固化表达的载体。

1.3 知识流失严重

由于缺少知识集中收集、加工、存储、共享利用

的系统平台，人员离职、换岗，资料损毁、丢失，人

的“大脑”遗忘等均造成大量知识流失，不利于企业

和组织的知识资产积累和员工的个人成长。

1.4 知识查找困难、重复低效

查找设备监造所需的具体知识时，往往需要在不

同的知识存储系统内来回切换查找，或者向其他人员

咨询求助。并且，这种查找过程中确立的知识点之间

的链接，又缺少一个简便有效的系统工具进行固化表

达，以转化为显性知识供后续重复利用。因此，知识

查找困难，容易遗漏，组织内存在大量重复、低效的

查询解答工作，也很难确保不同人员、不同时间对同

一问题的目标信息查找结果的重复性。

2 技术知识管理系统的构建

传统的分散、不系统的知识管理方式虽然可以部

分解决知识管理的问题，但随着组织或企业的成长，

一个自动化的知识管理系统就显示出非常重要的意义。

相对于传统的知识管理方式，它通过更好地收集信息、

加工信息、分享利用信息以及提供搜寻功能，使员工

可用最简单方式，耗费最短时间，找到所需的最全面、

最准确的知识。

2.1 知识元的分类存储与检索

● 2.1.1 分类存储与检索模型

知识元指知识管理系统内储存的单个文件资料，

资料的格式包括文档、图片、视频、语音等，资料的

语种包括中文、英文、法文等。知识元通过全文数据

库进行存储，知识的全部内容转化为计算机可以识别、

处理的信息单元，不仅存储了信息，而且还有对全文

数据进行词、字、段落等更深层次的编辑、加工的功能，

能够实现全文检索，以及方便知识管理系统后续的功

能拓展。

全文检索是指直接以文件的内容作为主要处理对

象，根据文件的内容而不是外在特征来实现的信息检

索手段，只要文件中的任何字段包含了检索词都可以

被检索到，理论上全文数据库内不需要对知识元进行

分类存储 [2]。但全文检索往往检索结果过多，干扰因

素增大。此外，质量监督中对一个具体问题往往需要

同时查找多语种的资料，并且需要快速获取准确的查

询结果。因此，单纯依靠全文检索无法带来良好的使

用体验，还必须对知识元进行分类存储，设置多维度

可供检索的特征标签，通过复合逻辑检索知识元的特

征标签，可以快速、准确地搜索到目标信息，可将检

索结果根据特定维度的标签进行排序呈现，并可在检

索结果内进行二次检索。知识管理系统的数据存储和

检索模型如图 1 所示。

图 1 知识管理系统的数据存储和检索模型

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● 2.1.2 分类存储与检索实施情况

对核电设备监造领域知识的分类有多个分类逻辑。

从法律、法规、标准规范的角度，可以分为核安全法

律法规、法国压水堆核岛机械设备设计和建造规则、

法国核岛电气设备设计和建造规则、ASME（American

Society of Mechanical Engineers，美国机械工程师协会

标准）、NB（中华人民共和国能源行业标准）、GB

（中华人民共和国国家标准）、JB（中华人民共和国

72 2022.05 设备监理

管理应用

Management Application

机械行业标准）、ASTM（American Society of Testing

Materials，美国材料试验协会标准）、NF（French

Standard，法国标准）、EN（European Norm，欧洲标准）、

ISO（International Organization for Standardization，

国 际 标 准 化 组 织 标 准）、API（American Petroleum

Institute，美国石油协会标准）等；从工序种类和设备

类型的角度，可以分为设计、材料、无损检验、性能

试验、反应堆压力容器、蒸汽发生器、泵、阀门、管

道 / 管件、大宗材料等；从文件主体格式的角度，可

以分为文档、图片、视频、语音等。可以结合设备监

理单位的实际监造业务情况，选择合适的分类逻辑将

文件分类储存在知识管理系统中。另外，知识管理系

统支持对同一份文件建立多个分类。

从多个维度给文件添加标签。标签通常包括文件

名称、关键词、主题等；从知识贡献量统计、知识激

励的角度出发，设置作者、上传者等标签；为标记文

件的检索和点击阅读情况，系统自动记录了与文件相

关的检索词及点击率等信息，以此可以优化检索结果

排序。

2.2 知识点的批注和链接

● 2.2.1 批注和链接模型

2014 年，某核电企业调研表明员工希望知识管理

平台除能够实现便捷的搜索外，还希望实现知识的关

联，员工最希望得到的知识是经验、指引等隐性知识[3]。

一份知识元中包含多个知识点，知识管理系统具备文

档编辑功能，可以为知识点添加批注或链接，对知识

点进行经验解读或设置指向其他特定知识点的链接，

提供了一种对组织内部和员工头脑中大量隐性知识进

行挖掘、固化分享的简便途径。该功能不仅可以标记

知识元之间的指引关系，更可以具体标记知识点之间

的指引关系，使勾画的知识地图指向更精准。知识点

的批注和链接模型如图 2 所示。

图 2 知识点的批注和链接模型

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● 2.2.2 批注和链接实施情况

通过文档共享编辑，为知识点添加批注和链接，

建立知识间精确的指引，固化呈现隐性知识，在核电

设备监造领域技术知识管理方面具有丰富的应用场

景。例如，将标准的具体章节与相应的修改单进行链

接，或将修改单的内容以批注形式添加在具体章节；

为标准中的引用标准添加指向具体引用章节的链接；

为知识点添加图片或视频的链接，使知识内容可视

化；监理人员头脑中对法规、标准规范的经验认知可

通过添加批注和链接的方式，直接固化在知识管理

系统中。

为防止知识的批注和链接干涉原文件的内容，知

识管理系统中对批注和链接与原文件进行分层处理，

在检索和查阅文件时可选择是否包含批注和链接。

2.3 对再加工知识的审核

相对于法律法规、标准规范、合同技术规格书和

程序文件等上游知识，再加工知识指员工基于工作而

产生的经验认知，包括经验反馈、经验总结、对知识

点的批注和设置的链接等。由于核电设备监造对依据

信息的准确性、权威性有严格要求，因此系统内设置

了对再加工知识的审核功能。

2.4 知识管理系统的开放性

知识管理系统内需要录入巨量的知识信息，知识

的产生、存储、共享利用以及淘汰是动态的过程，员

工头脑中的隐性知识和知识链接更是需要可以及时固

化表达。因此，将知识管理系统设计为全员共同建设、

文档共享编辑、共享利用的可持续扩容的系统平台。

同时，也可兼具使用者权限分级管理的功能。

2.5 系统功能的拓展架构

对知识元的存储、检索，知识点的批注、链接以

及对再加工知识的审核等构成了知识管理系统基本的、

核心的功能模块。在此基础上，围绕知识的发掘、个

人知识库建设以及对设备监造业务端的智能辅助等，

对知识管理系统进行了拓展架构。

● 2.5.1 问答系统

员工在日常工作生活中遇到的各种问题，都可以

通过问答系统进行提问，其他员工可以对问题进行回

答，也可以通过问答系统直接向专家进行提问，专家

在登录系统后，可以在问答系统中直接进行答复和处

PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2022.05 73

管理应用

Management Application

理。问答系统是在知识管理系统中分享员工对知识

点批注和链接、发掘员工头脑中隐性知识的有效功能

模块。

● 2.5.2 知识收藏功能

利用知识收藏功能可建立个人知识库，建立项目、

产品或专业知识库，建设培训资源库等；收藏具有复

制功能，可以向他人推荐收藏，便于知识分享和岗位

知识传承。

● 2.5.3 知识推送功能

根据员工的浏览轨迹、检索行为以及设备监造业

务端的具体业务需求等信息，系统自动将与之最相关

的知识推荐给员工。

3 结束语

知识资源是企业的重要资产，通过技术知识管理

系统，对核电设备监理领域的技术知识进行收集、加

工、存储和共享利用，构建了专业领域的知识库和专

家系统，使组织可利用的知识量逐步积累。知识管理

系统是提高员工工作效率和成效、支撑员工个人成长、

3.5 直流磁轭法和交流磁轭法的分析

交流电具有趋肤效应，有助于磁粉迁移，因此，

交流磁轭法对表面缺陷有较高的灵敏度，但不利于发

现较深缺陷。

直流电产生的磁场稳定，能深入工件表面，有利

于发现较深层缺陷。因此，在同样的磁通量下，探测

深度越大，磁通密度就越低，不利于磁痕的显示。厚

钢板与薄钢板比较，这种现象更明显。当使用提升力

试块检验磁场强度时，尽管提升力满足标准要求，但

测量工件表面的磁场强度和在 A 型试片上的磁痕显示，

往往达不到要求。因此，对于厚度＞ 6 mm 的工件，

直流电磁轭要慎用。

ASME(American Society of Mechanical Engineers,

美国机械工程师协会 ) 无损检测规范第 V 卷 (2013 版 )

指出：直流磁轭与交流磁轭比较，一般情况下，交流

电磁轭优于直流和永久磁轭，仅对于＜ 6 mm 的薄壁

压力管道宜采用直流电磁轭。

4 结束语

磁粉检验广泛应用于无损检验中，其包含的方法众

多，其中又以磁轭法、中心导体周向磁化、线圈纵向磁化

应用最为广泛。各种磁化方法使用的电流不同，又会对

检验结果产生重大影响。特别是对产品内部结构进行磁

粉检验时，应关注交变电磁场趋肤效应对检测结果的影

响。本文验证了直流磁轭法无法适用于螺母内孔纵向磁

化检验，工艺制定人员及质量控制人员需特别关注。

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提高组织核心竞争力的基础平台，改变了以往分散、

不系统的知识管理方式，使设备监理专业领域内的知

识管理实现了向系统化、数字化和智能化方向的转变，

引领了行业知识管理方式的发展。知识管理系统内储

存了大量的专业领域内的知识信息，作为底层支撑平

台为后续开发更多智能化系统或功能模块提供了充足

的数据支持。

参考文献

[1] 查凤华 . 核电企业知识管理研究及应用——以江

苏核电有限公司知识管理为例 [C]//.创新：档案与文

化强国建设——2014 年全国档案工作者年会优秀论文

集 .2014:77-83.

[2] 郑伦卫 .自然语言在全文检索系统中的应用及发展

对策 [J].图书馆理论与实践，2004（03）：43-45.

[3] 谢世星 , 徐长河,孙磊 . 核电站知识管理体系建设

与实践 [C].//2016电力行业信息化年会论文集 .北京：

人民邮电出版社 ,2016 ：181-185.

（上接第 58 页）

74 2022.05 设备监理

2023 年征稿启事

《设备监理》杂志由国家市场监督管理总局主管，中国特种设备检测研究院、中国设备监理协会主办，《中国特种设备安全》杂

志社有限公司出版，是面向海内外公开发行的综合性科技期刊。杂志国内刊号 CN 10-1021/TB、国际刊号 ISSN 2095-2465，是原国家

新闻出版广电总局认定的首批科技类学术期刊，国家科技学术期刊开放平台收录期刊，中国核心期刊（遴选）数据库收录期刊，中国

学术期刊网络出版总库收录期刊，中文科技期刊数据库收录期刊。

为做好 2023 年《设备监理》杂志的编辑出版工作，杂志结合当前国家经济形势和行业发展情况，每期对行业发展的重点、难点

和热点进行系列全方位报道。现就 2023 年每期重点选题和重点栏目面向广大读者征稿。

一、每期重点选题方向

第 1 期 智能监造技术在设备监理中的探索和应用

第 2 期 设备监理服务“碳达峰”与“碳中和”

第 3 期 设备监理标准化工作的探讨与开拓

第 4 期 设备监理为大国装备保驾护航

第 5 期 设备监理人才队伍与建设

第 6 期 质量基础设施（NQI）与设备监理

另外，其他重点选题方向有设备监理与项目管理、设备监理与质量风险防控、设备监理与质量管理 / 控制、设备监理与进度管理 /

控制、设备监理见证点设置与控制、设备监理服务的策划、设备监理文件档案管理、设备监理服务能力建设与提升。

这些重点策划稿件一经录用优先刊登，主要刊发在杂志的专论与综述栏目。

二、重点栏目

1. 业主论坛：设备监理业主在质量管理、项目管理方法及对设备监理工作的评价、需求及建议。

2. 探索：设备监理在管理、技术、市场、企业文化建设等方面的探索。

3. 视野：与设备监理工作相关，具有一定借鉴意义的国际信息、技术管理及法律法规等方面。

4. 技术方案：设备监理各产业领域的新材料、新装备、新技术。

5. 监理要点：设备监理现场监造案例分析探讨。

三、投稿要求

请将稿件发送至《设备监理》杂志采编系统 https://sbjl.cbpt.cnki.net，稿件请使用 word 排版，单栏，所投稿件请保证文章版权的独

立性，无抄袭、署名排序无争议，文责自负，请勿一稿多投。

1. 稿件应论点明确、论据可靠、数据准确、逻辑严谨、文字通顺。

2. 论文以 4500 ～ 6000 字符数为宜（包括图片）。论文层次标题格式统一，请按下列格式手动输入（请勿采用 word 自动编号）。

例：1.（一级标题） 1.1（二级标题） 1.1.1（三级标题） 1）（四级标题）

3. 论文的基本要素齐全，应包括：中英文文章标题、作者姓名、中英文单位名称（所在城市、邮编）、中英文摘要、中英文关键词、

结束语、参考文献等。 摘要叙述简明、清楚、完整，字数 200 ～ 300 字，关键词 3 ～ 5 个。

4. 第一作者个人简介：姓名（出生年～），性别，学历，职务，职称，主要从事的工作内容。

5. 通讯作者：姓名、邮箱。

（上接第 61 页）

本文的研究成果已在相应工程质量成果的把控上

面得到验证，对完善既有质量检验评定体系能够起到

较好的促进作用，为类似工程提供了可参考的依据。

后续还需要结合工程实施，进一步论证分部分项工程

的划分标准，建立更为完善的评分体系。

参考文献

[1] 王洋，邵旭东，沈秀将，等.钢板条 -UHPC 组合

桥面结构静力及疲劳试验 [J].中国公路学报，2021，

34(08):261-272.

[2] 王春生，冯亚成 .正交异性钢桥面板的疲劳研究综

述 [J].钢结构，2009，24(09) ：10-13+32.

[3] 程璐，冯鹏，徐善华，等.CFRP 加固钢结构抗疲劳

技术研究综述 [J]. 玻璃钢／复合材料，2013(04) ：59-

63.

[4] 周家刚，徐志民 .粘贴钢板技术修复钢箱梁疲劳裂

纹 [J].公路，2020，65(11):224-230.

[5] GB 50728—2011工程结构加固材料安全性鉴定技

术规范 [S].