浅谈EPC模式下超（超）临界机组基建期金属技术监督管理

浅谈EPC模式下超（超）临界机组基建期金属技术监督管理

刘志翔1康洪2申彦斌3

神华神东电力公司店塔发电公司

摘要：本文对EPC模式下超（超）临界火电机组在基本建设期间的金属技术监督工作做了重点叙述，目的在于说明EPC模式下基建期金属技术监督管理工作的特殊性，结合本厂超临界机组在基本建设期间的金属技术监督工作实践，阐述了在EPC模式下做好火电工程基建期金属监督工作应注意的一些问题。

关键词：EPC模式；超（超）临界；机组；基建；金属；监督；管理

1引言

《电力技术监督导则DL/T1051-2007》规定，电力系统中所有发电企业、电网企业和重要电力用户应按照国家和行业标准开展电力技术监督工作。金属技术监督是电力技术监督的一项重要内容，贯穿电力建设、生产的各个阶段和诸多方面。随着火电机组参数的提高，金属材料的要求也越来越高，使得金属监督工作变得愈来愈重要。

就全过程金属技术监督工作来讲，火力发电企业在运行、检修、技术改造等方面金属技术监督管理经验积淀深厚，具有成熟的管理模式；在基建期，由于金属技术监督管理工作比较特殊，可供借鉴的模式较少，又因电力建设施工项目管理模式的差异而呈现出不同的管理特点。

近年来，高参数的超（超）临界火力发电机组在我国得到快速的发展，许多业主方为了应对本身相对薄弱的项目管理水平和管理经验，以及自身发展大容量机组经验不足等问题，在电力建设中他们大都采用了EPC（Engineering、Procurement、Construction）总承包模式。我公司的电源建设项目普遍采用这种项目管理模式，积累了丰富的管理经验，具有自己独特的管理特色。

2EPC管理模式下的基建期金属技术监督管理

2.1EPC管理模式下的基建期金属技术监督概述

对于业主方工程管理模式来讲，由于项目基建期的所有参建各方都由业主方来管理，业主方的管理深度较大，基建期金属技术监督管理工作较容易开展，容易形成监督网络，在基建期金属监督工作中出现的问题也容易得到纠正。同时，由于业主方要面对监理、设计、制造、监造、安装、调试等诸多的下级单位，金属监督工作涉及的面很广，工作量非常大，需要的投入的人力、物力、精力等也很多，金属技术监督工作的实际效果比较明显。

对于EPC管理模式来讲，由于设计和施工、调试、制造、等单位的责任在合同关系上均是总承包商的责任，参与工程建设的各单位属于总承包商的分包单位。业主方为了更好的协调设备监造和制造方的关系，由总承包商和监造单位签订了监造合同，将监造单位置于总承包商的管理范围，监造协议由业主方、总承包商共同审定，由监造单位、制造方和总承包商三方共同签订。这样就减少了由于设计方与施工方、制造方和监造方、调试方等诸多单位之间造成的矛盾和不协调，把责任都归集于总承包商，减少业主方的压力和协调责任，减少了由于责任分担而带来的各种问题。在EPC模式下，大部分业主方由于不设金属监督岗位，金属监督工作介入深度很难达到业主工程管理模式，有的单位基本不开展基建期金属监督工作。

2.2EPC管理模式下的基建期金属监督工作的组织

由于“小业主、大监理、EPC总承包”的建设管理模式在我国开展的时间短，使得基建期金属技术监督管理工作没有太多的模式可以借鉴。

按照《电力技术监督导则DL/T1051-2007》的要求，金属监督工作要与工程建设同时开始，同步开展。在工程伊始，在业主方就要在工程管理部门设置金属监督岗位，确立基建期金属监督工作目标，由金属监督工程师协调参建各方开展基建期金属监督工作。

在工程初设阶段，业主方就要与有资质的第三方技术监督机构签订基建期技术监督服务合同，由第三方派出金属技术监督专业人员，对现场金属技术监督进行动态化指导和管理，现场了解、检查和监督工程质量是否符合国家和行业标准或安全生产的要求，发现需要整改的问题及时提交业主方通知总承包商进行整改，协助业主方开展技术监督工作。

通常，金属焊接监理按照“四控、两管“一协调”（协调业主和总承包商的关系）和“小业主、大监理”的原则进行施工管理，履行金属焊接监理的职责。

在项目实施前，业主方要求总承包商成立金属技术监督组织机构，由专人负责协调。组织机构包括设计代表、制造方代表、监造代表、安装单位金属焊接技术负责人等。并要求总承包商明确各方的职责和金属监督工作目标。在总承包合同中，以附件的形式列出《金属焊接检验管理规定》，以明确总承包商在安装过程中应实现的金属监督项目。

为了监督重要设备的制造质量，业主方与有资质的第三方检验机构签订设备制造质量金属监督合同，在合同中将大部分重要设备的制造质量监督放在了制造方厂内进行出厂前监督检查，以保证重大设备出厂质量；同时，为了保证重要设备的落地质量，将运输过程易损的重要部件放在安装现场进行监督。

为了保证锅炉压力容器及四大管道的安装质量，业主方与国家特检院签订安装质量监督协议，按照《特种设备安全监察条例》、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《锅炉安装监督检验规则》等法律法规的要求，由国家特检院负责对施工单位的安装质量进行监督、抽检。

3基建期金属技术监督的实施

火力发电厂金属监督范围内的部件，如锅炉受热面管、高压承压部件、导气管、联络管、压力容器、重要转动部件、紧固件等，长期处在高温、高压和腐蚀性介质环境下运行，金属材料的组织和性能容易产生变化，引发金属部件的失效，从而直接影响到火力发电厂的安全经济运行。在基建期开展金属监督管理，在建设期消除影响机组安全运行的金属材料缺陷和隐患，提高受监金属部件制造质量，做到超前预控，为机组长周期安全稳定运行打好了基础。

3.1设备选型时期的金属监督

要重视设备选型工作，业主方结合技术考察，在借鉴国内外超（超）临界燃煤机组设备配置成功经验的基础上，本着选用国内有良好运行业绩的、技术先进的产品的宗旨，进行设备选型。

在设备选型时，要对总承包商的设备选型方案进行论证，要组织国内技术研究单位的金属材料专家对主要设备金属材料的选材要把关，要从金属材料的高温性能、疲劳寿命和抗蠕变能力、承受超（超）临界压力的强度方面，从减小壁厚、提高机组对快速负荷变化的适应能力等方面进行考虑。对比国内同类型机组金属材料的选用原则，在保证锅炉设备能适应设计煤种和校核煤种的条件下，选用锅炉各受监部件的金属材料。

对于进口的金属材料，要注意材料的使用性能的具体要求，如对于T91材料来说，根据瓦卢瑞克•曼内斯曼钢管公司给出的使用温度，T91最适用于蒸汽温度在560℃以内（金属最高温度在600℃）的锅炉本体过热器、再热器部件；P91材料适用于锅炉外部的零部件（如管道和集箱），蒸汽温度高达610℃左右；其具有较高的蠕变断裂值，在温度540℃～600℃范围内应用最佳；在欧洲，根据ECCC的建议，认为P91只能用于25MPa/593℃或30MPa/580℃以下的蒸汽参数；根据实际使用调查，在我国的机组中T/P91钢的使用温度不超过580℃。

高温过热器、再热器选材考虑蒸汽温度以及避免产生氧化皮等因素，材质按高一个等级选用，采用抗氧化能力较高的SA213-T91、SA213-TP347HFG（要求晶粒度为ASTM8级或更高）材料，TP347HFG具有优异的抗蒸汽腐蚀和较高的蠕变断裂强度，且许用应力高于ASME相应规范规定的20%。在采购时设定了壁温裕度不低于15℃的要求。

在锅炉采购合同中，业主方明确了锅炉本体所有受压组件选材标准：采用成熟材料，控制同一管组材质种类在两种材料之内，受热面的材料不能采用SA213-TP304、SA213-T23，其目的就是考虑到这两种材料在国内同类型机组中使用时容易出现氧化皮脱落、堵塞爆管、应力开裂等问题。过热器、再热器、水冷壁的受热面小管子，要求采用最小壁厚无负公差的管子。

在设备选型时，业主方要对受监部件的结构型式要进行监督审查。比如，直流炉的汽水分离器是超临界直流锅炉的厚壁元件，主要承受低周疲劳应力。业主方要根据自身机组运行特点，进行选择。现在的新建机组启动过程中负荷变化率大，汽水分离器承受的应力变化较大。在选材上考虑使用成熟的钢材，超临界机组一般选用SA-335F12较为合适；在结构上要尽量保证汽水分离器内外壁温度一致，防止汽水分离器产生壁温差和热应力；其下降管座、进水管座的设计要合理，避免产生水冲击和热疲劳裂纹。

3.2设备监造阶段的金属监督

在EPC工程管理模式下，业主方委托总承包商和有资质的监造单位签订监造合同，由监造单位对制造方的制造质量进行监督、检查。现阶段，我国大部分监造公司的注册设备监造师比较少，大部分公司都是聘用设备制造厂离退休的设计人员担任监造代表，专业监造技术力量相对薄弱，检测设备少且较为简陋。对于设备制造质量的监督，由于业主方的力量薄弱，基本无力量深入到制造厂监督，这就凸显出EPC工程管理模式下设备监造工作的重要性。在确定监造项目时，金属监督要重点考虑受监部件金属原材料按批次入厂的停工待检，制造焊缝的无损探伤现场见证，受热面钢管的表面质量停工待检等项目，并要及时检查监造单位的停工待检见证单、现场见证单，以便及时掌握设备的制造监督情况和设备质量状况。

对于选用奥氏体材料（如SA213-TP347HFG）制造的受热面管子，在弯制后要进行固溶处理，马氏体材料（如SA213-T91）弯制后要进行去应力处理，T91管子和TP347HFG管子的异种钢焊接接头的热处理，这些项目要在监造合同中要明确。业主方要要求监造人员及时跟踪处理过程，确保热处理工艺的正确执行。

3.3设备制造质量验收的金属监督

在EPC工程管理模式下，业主方为了确保金属受监部件的制造质量，要选用有资质的第三方监督机构与其签订设备制造质量监督检验合同，委托第三方进行制造质量的金属监督。在合同中，要全面考虑受监金属部件的制造及结构特点，将监督项目分间断进行，如将汽水分离器及贮水箱、联箱、减温器、汽—汽热交换器（辅汽联箱）、受热面联箱之间的联络管等大径道、大部分的受热面管屏、大部分的承重部件（大板梁、钢架、高强螺栓、吊杆）、除氧器、高加、低加、疏水扩容器、四大管道、高低压旁路、高中压导汽管、锅炉厂提供的蒸汽管道等项目放到制造厂进行出厂质量监督检验；对于在运输过程中易受损的部件要放到现场进行监督。

为了受监部件制造质量的金属监督工作的开展，业主方要及时和总承包商联系。一般，总承包商的采购和现场项目部是相对独立的部门，其内部的协调工作量大，对于制造单位的制造进度业主方不好掌握，对于第三方监督单位来讲，与制造单位没有合同关系，所以业主方要将金属监督目录及时通知总承包商，由总承包商及时将金属监督目录通知制造方和监造单位，在监造合同中要明确制造、监造单位的配合条款，要求监造单位在停工待检点前一周及时通知第三方监督检验单位按照金属监督目录到制造方进行监督检验。

通过入厂对受监部件的制造质量的金属监督检验，将一些重要受监金属部件的缺陷发现在制造厂里，使得缺陷的处理工艺得到保证。比如：在对材质为SA335-P91、规格为Φ682×38mm的炉左侧高再出口安全阀管段进行出厂检验时，实测硬度HBHLD140～174，而标准要求180～250HB；管段微观组织回火马氏体形态不均匀，存在区域性组织偏差。

经过与制造方确认，是由于制造方在热处理时温度控制失误而引起，检验单位建议制造方将此段管段切除后重新进行焊接，并重新确定了热处理工艺，经过处理后安全阀管段质量合格。

在出厂质量金属监督检验过程中，还发现了其它的缺陷，比如P91材质钢管的壁厚不匀、焊缝硬度超标等；在对低加进行出厂检验是发现有母材凹坑，焊缝未焊透、未熔合等缺陷等。对于这些缺陷，在制造方得到了及时的处理，保证了设备出厂质量。

对进入现场的受监金属部件，针对不同结构的受监部件，进行针对性的检验。比如，高、中压导汽管有焊接法兰的焊缝，由于超声检验范围偏窄，缺陷不易检出，为了确保质量，在管子内部焊缝根部进行MT检验，发现在中压导汽管焊缝根部有裂纹缺陷。

在设备验收过程中，在准确把握产品结构的基础上，灵活使用检验方法，以保证制造质量。

3.4安装过程中的金属监督

在总承包合同中，我们和总承包商专门约定了附件九《金属焊接检验管理规定》，在次规定中对总承包商在安装阶段的人员、机具、材料、焊接施工工艺和无损检验方法、施工环境要求等方面做了要求。

在人员方面，要求所有入厂焊工都要进行考核，并颁发由监理确认的上岗证；要求总承包商下属的金属检验人员、焊接质检人员、热处理人员必须持证上岗。

在机具方面，要求焊接施工机具必须完好，各种表计能正常读取；热处理设备的各种计量表计均进行校验，且安全可靠；焊工施焊必须使用合格的焊条保温桶。无损检测设备都按规定进行校验，且安全可靠，现场金属试验室取得当地省级质检站的审查、认证；放射源的使用取得当地省级技术监督检验部门的许可。

细化了不同温度、不同压力的承压管子的检验要求，为了在安装过程中发现受热面管子的表面缺陷，对管子焊口两侧200mm范围的表面进行磁粉或着色检查。施工单位在对炉膛后墙冷渣管（规格为Φ76.2×20，材质为12Cr1MoVG）安装焊口两侧200mm范围内进行打磨MT试验时发现管子表面有五处表面纵向缺陷，在现场共检查48根；对未出厂的后水冷渣管抽检28根，发现15根管子存在有表面纵向缺陷；经对管子缺陷部位取样进行微观分析，发现缺陷附近具有较明显的脱碳现象和氧化现象，缺陷末端比较圆钝；这类缺陷在钢管厂出厂检验和制造方入厂检验过程中是很难被检出的。

在施工工艺方面，如针对P91材料极易产生焊缝韧性低的特点，在材料选用、焊接规范方面做了硬性规定；在热处理方面，不允许在中、高合金钢管子上使用火焰预热等。重视施工环境的管理，对于恶劣环境下的焊接、热处理施工要求总承包商采取相应的施工措施，以保证焊接质量。

在安装阶段，业主方要及时协调政府监督机构和施工单位的关系。政府监督机构是和业主方签订的监督合同，业主方需要将政府监督机构的监督项目通过总承包商向施工单位及时下达，要求施工单位及时向政府机构提请告知。在工程开工前、工程建设前期、工程建设中期、水压前提请政府监督。

3.5调试阶段的金属监督

调试阶段，金属监督的重点是关注受监金属部件的缺陷统计及消缺管理工作，依靠总承包商做好缺陷管理，对消缺方案进行落实。对所有受监金属部件的缺陷要进行全过程跟踪、监督。

按规程的规定，在试生产期结束后，要求总承包商按照合同及规程要求，将金属监督技术资料、图纸、检定证书和金属监督报告、金属监督总结及有关档案等全部移交。

4结论

在EPC工程管理模式下，金属技术监督工作涉及到多个参建方（总承包商、制造方、监造单位、施工方、监理方、技术监督机构、制造质量监督检验机构、政府监督机构、业主方等）、多个专业（金属、焊接、锅炉、汽机、热工、电气等）。业主方质检（技术监督机构、制造质量检验机构、政府监督机构）、监理方质检、总承包商质检、制造方质检、施工方质检之间既有监督关系又有协作关系。所以，业主方在基建期金属监督的任务是做好协调工作。

参考文献：

[1]DL/T1051-2007，《电力技术监督导则》

[2]DL/T438-2009，《火力发电厂金属技术监督规程》

[3]邓贤治，罗湘.电力工程EPC总承包存在的问题及对策[J].管理视界，2008（12）.

[4]胡德银，我国工程项目管理和工程总承包发展现状与展望[J]．中国工程咨询，2003（2）.

[5]瓦卢瑞克•曼内斯曼钢管公司，T91/P91钢手册.超（超）临界锅炉用钢及焊接技术论文集，2005

[6]刘志翔，霍志国，火力发电厂锅炉厚壁小径钢管表面折叠的成因和危害浅[J]。电网与清洁能源，2012（28）

作者简介：

第一作者：刘志翔，1969，男，汉，内蒙古，神华神东电力公司店塔发电公司金属主管，工程师、国家一级注册建造师，多年从事火力发电厂基本建设技术管理工作。

康洪，男，工程师、一级注册建造师、注册造价师。

申彦斌，男，汉，焊接技师。