玻璃钢烟囱系列技术 之三:玻璃钢烟囱的加工质量控制技术(监造) 续

  目录
  1. 简要解释
  2. 玻璃钢烟囱监造技术定义及方式简介
  2.1  其他同行对监造的理解
  2.2  目前监造工作的误区
  2.3 合格监造工程师的基本工作内容
  2.4  优秀监造工程师的工作范围
  3. 完整的玻璃钢烟囱监造过程简介
  3.1  施工前的技术服务
  3.2 玻璃钢烟囱段缠绕设备的检验
  3.3  玻璃钢烟囱段的快速加工技术
  3.4 加工环境控制技术
  4. 安装、验收与投用
  5. 监造技术总结
  6. 有关看法
  3. 完整的玻璃钢烟囱监造过程简介
  前面2节内容为玻璃钢烟囱的监造理论,本节内容则是以本院承接的东北某热电厂加装玻璃钢内筒监造技术服务过程简介,是一个完整的玻璃钢烟囱监造过程。
  该项目的基本情况是:2×300MW燃煤机组,二机共用一座210m×7.5m全自立式钢内筒,内部采用国产发泡砖防腐,2010年12月~2011年1月投用。到2013年,该烟囱已出现严重腐蚀,2014年下半年进行烟囱防腐改造可研报告的编制,当年底通过审查,决定“拆除钢内筒、加装一根悬挂式玻璃钢内筒”。基于该混凝土烟囱现有预留孔高5000mmx宽8500mm的现状,可研报告决定玻璃钢内筒段的长度为4.5m,共计47节。2015年5月,通过二轮施工招标后,确定中标单位。
  3.1  施工前的技术服务
  3.1.1 设计方案的合理化建议
  我院承接该项目的监造技术服务后,仔细审阅了该项目的前期技术资料、招标文件,并通过现场实地勘察和邀请我院结构专业工程师对混凝土外筒进行结构校核后,建议业主对施工方案进行相应地修改:
  1)、对混凝土烟囱底部一定位置进行结构加固,然后对混凝土烟囱进行扩口处理和基础下挖,将预留孔高度扩口至6.5m;
  2)、将玻璃钢烟囱段的大长度,延长至6.0m;
  经此修改后,玻璃钢烟囱段的数量,降至35节。仅此一项,就可以节约加工周期30天以上(按照该承包商的加工能力计算)、玻璃钢内筒的接头数量也相应地减少了12个,其工期、造价、安全性方面的优势,就立即显现出来!
      
  按照我院建议进行的混凝土烟囱下部扩口施工
  3.1.2 玻璃钢烟囱段加工环境的合理化建议
  在该项目开工前的施工方案会审时,笔者基于项目所在地夏季多雨、当地可用于玻璃钢烟囱段加工的天然时间较短实际情况,提出该项目的现场加工车间必须具备保温功能、并且必须配备除湿机备用,以确保玻璃钢内筒段的顺利加工。
  由于这样的要求,会增加承包商的“临时厂房投资”,承包商非常不满意,但是,基于项目业主的大力支持,承包商不得不遵照我们的意见办理。
  经过该项目的实际实施,承包商终发现,我院的要求实际上是帮了他们的大忙:该地在夏季真是降雨频繁,如果没有保温厂房和除湿机的帮助,一旦降雨且湿度超标,我们将令其停工,那么,由此造成的经济损失,会远远超过保温厂房的投入,并且一旦当地进入冬季低温季节,今年就不可能干完此项工程,如此一来,其经济损失更是无法计算!
      
  承包商在现场建造的保温保湿厂房
  3.2 玻璃钢烟囱段缠绕设备的检验
  玻璃钢烟囱缠绕设备,是决定玻璃钢烟囱段加工尺寸稳定性的决定性因素,没有合格的加工设备,特别是模具质量稳定性,就不可能加工出尺寸稳定的玻璃钢烟囱段,玻璃钢烟囱的安装质量更是无从谈起。
  如何检查玻璃钢烟囱段加工模具的质量?国内外还未见资料报道——也许是大家认为该内容没有技术含量而不介绍此事?
  该项目的承包商采取测量模具周长的方式作为检测手段,稍有机械常识的人士均可推断,此法不可!周长合格并不能证明模具合格,其圆整度不一定合格,二者的要求不是一码事!
  我院利用自身的工程实践经验和相关成果,采用一套自购装置,很方便地检测出该设备模具存在的圆整度误差数值及其出现误差的具体位置,要求承包商加以整改。承包商很方便地将缺陷整改合格。
      
  笔者在现场观察承包商进行模具圆整度检测(周长检测)
      
  我院监造工程师利用自创技术检测模具圆整度
  3.3  玻璃钢烟囱段的快速加工技术
  未见公开报道,但是很多同行自己明白,因此,该技术至今未获公开报道和大量采用。
  此项内容,是我院为该项目免费提供的附加技术服务内容,来自于我院数十年来的玻璃钢烟囱、合成树脂方面的研究成果。
  总体来说,玻璃钢烟囱的快速加工,与其他大口径缠绕产品的快速加工技术相同,如何在快速加工与玻璃钢用树脂的固化放热之间取得平衡,是此项技术的关键性问题。国内很多知名的玻璃钢企业,为了提高玻璃钢缠绕制品的加工速度,均付出了巨大的代价而不能攻克,反而导致起火事故——这类案例虽然正如笔者在2016年6月推送的微文《玻璃钢烟囱系列技术  速报3:玻璃钢烟囱的快速加工技术新进展》所介绍的那样,在我院现场监造工程师的实际操作下,采用我院的玻璃钢烟囱段快速加工技术,针对内径7.5m、长度6.0m、厚度18mm~22mm的玻璃钢烟囱段,取得了目前快的加工速度——单节完整加工周期30小时/节(<1.5天/节)、并且可以连续稳定地实施!而目前国内主流玻璃钢烟囱加工商的加工速度则为2.5~3.5天/节,功效提高带来的经济效益,各位可以很方便地自行计算出来。
  而对于项目业主来讲,采用此技术还可以大幅度地提高玻璃钢烟囱段的内在质量——确保玻璃钢内筒段内部质量的均一性,使得整段玻璃钢内筒段内部的玻璃纤维被一个树脂大分子所环绕,传统加工技术加工出来的玻璃钢烟囱段,由于分次(每次加工厚度6~8mm)加工,结构断面上存在薄弱性分层。
  具体来讲,采用本院快速加工技术加工出来的玻璃钢烟囱段,可以确保玻璃钢烟囱段内部不同层间达到树脂的本体粘接强度——80~90MPa,而传统加工技术加工出来的玻璃钢烟囱段,其层间粘接强度只有10~13MPa!
  为什么会有如此之大的差异?这是由于采用本院快速加工技术时,不同层次的玻璃纤维之间的树脂是化学键结合,当然其粘接强度就是树脂的本体粘接强度;而传统加工技术,由于是分层加工、不同加工分界线上只能是物理粘接,13MPa的粘接强度是这类粘接项目的大值。
  下图是传统加工工艺层间打磨操作环境及其打磨后的玻璃钢内筒外表面,其层间粘接强度如何?很可能还达不到10~13MPa!
      
  传统分层加工技术的打磨施工环境
      
  传统分层加工技术打磨后的玻璃钢烟囱段表面充满粉尘,粘接强度存疑
  3.4 加工环境控制技术
  如前所述,该项目采用了保温厂房和除湿机等人工干预环境措施,在当地降雨、湿度超标时,立即关闭车间门窗(上部通风口和风机正常运行)、开启除湿机,确保了玻璃钢烟囱段加工的正常进行。
  据统计,在当地今年夏季,自2016年6月14日正式开始加工至8月15日加工结束,期间共有降雨次数32次之多,但是,由于我们的准备措施得当,玻璃钢烟囱段的加工环境,始终处在标准所规定的环境条件之内!
  4. 安装、验收与投用
  4.1 安装过程简介
  由于业主基于成本费用的考虑,将安装部分的管理,划归监理公司负责,我院只负责玻璃钢烟囱段对接质量部分,因此,这一工序未能采用我院的相关技术。
  但是,由于前期准备工作有欠缺,导致大段玻璃钢内筒组装完毕后,仅仅从地面提升至安装位置时,就花费了10多天的时间,期间不得不暂停施工、改装提升设备。
  随后,在膨胀节安装部分,也出现了一些“意外”,又耽误了数天时间,导致总体工期一拖再拖。
  如果采用我院负责安装过程的管理和安装技术,则安装工期至少可以缩短15天,也就是说,可以在9月15日完成,迟不会迟于“国耻日”、在当地气温降至+10度之前,完成全部施工任务!
  4.2 工程验收
  无论如何,由于加工部分比预期提前了一个多月的时间,使得本项目有足够的人力、时间来弥补安装过程的不足和拖延,全部玻璃钢内筒终于在国庆节日期间的10月3日,顺利通过了总体验收。
      
  安装完毕后的玻璃钢烟囱内表面
      
  烟道与玻璃钢烟囱对接完成后的外表面
      
  与业主代表、监理工程师等一起进行玻璃钢烟囱内部质量验收
  4.3 玻璃钢内筒的投用
  在总体验收通过之后,经过几天的消缺、整改,该项目终于在2016年10月8日正式投用,一次通烟成功!
  项目业主、冶建总院监造工程师、监理公司及承包商等四方、数十人的长期努力没有白费!
  从下图可以看出,混凝土烟囱的一侧是潮湿的,说明当地又下雨了!
      
  正式通烟后的玻璃钢烟囱
  5. 监造技术总结
  5.1 快速加工技术对本工程的重要贡献
  经过业主方、我们监造方、玻璃钢烟囱承包商的共同努力,在52个日历工日内,地完成了全部34节(其中一节加工后切割成为2节使用,实际成品是35节)玻璃钢烟囱段的加工作业,并且经第三方检验中心的检验,全部合格!
  本工程玻璃钢烟囱段总体加工速度为1.52天/节!这一速度,在此说是国内快的玻璃钢烟囱加工速度,应该是没有疑问吧?
  如果没有我院的快速加工技术支持,按照承包商自己提供的2.5天/节、普通铁皮厂房,那么,加工结束的时间将延长至85天(不考虑降雨的影响);加上32次降雨的因素,考虑影响16天工期,那么总加工周期将长达101天,也就是说,自2016年6月14日开机、要到9月23日加工完毕,再加上至少10天的养护期,则后一节玻璃钢内筒的起吊日期将在10月3日进行,再加上对接、起吊、膨胀节安装、冷凝水管安装、烟道链接等工序所需要的15天工期,通烟时间不会早于2016年10月18日!而当地规定的供暖时间是10月15日、当地今年9月17~18日的低气温已低于+10℃、9月27日的低气温已低于+2℃,已经是不适合玻璃钢烟囱施工的环境温度了,何时投用,将是一个不可预计的未知数!要么就是违规操作——因为安装阶段,是没有办法采取人工干预环境措施的,强行采用此类措施,也是十分危险的!
  5.2  快速加工技术对承包商的效益贡献
  如前所述,由于承包商采用了我院的快速加工技术,其直接效益就是缩短加工工期33天,在此不计算减少中间打磨环节的工料支出,仅仅是人工费用的支出节省,就是一笔可观的数额!
  5.3  快速加工技术对玻璃钢烟囱应用范围的扩展
  在我国,煤炭资源主要储藏于大西北等高寒地区,未来燃煤电厂的建设,将逐步限制东南部发达地区、温暖却缺煤地区的新建工程。近几天能源局又叫停了一大批火电厂的建设,就是这一趋势的进一步发展。
  而目前的煤炭资源丰富地区,对于玻璃钢烟囱来讲,大的限制就是可供施工的季节很有限,许多地区都有6~7个月的供暖期,这就迫使玻璃钢烟囱必须在非供暖季完成,否则就非常麻烦——例如,前几年新疆某玻璃钢烟囱项目,就是项目策划方面的缺陷,导致玻璃钢烟囱不得不在冬季停工、第二年回暖之后继续进行。各位可以计算一下,如此的停工、复工,会带来多大的经济损失?更重要的是,业主方看到这一点之后,很多北方项目不采用玻璃钢烟囱,这对玻璃钢烟囱承包商来讲可是釜底抽薪啊!
  在此情况下,冶建总院的玻璃钢烟囱快速加工技术、全面到位的监造技术服务,就是各玻璃钢烟囱承包商的开路先锋!
  5.4  快速加工技术和先进监造技术的社会贡献
  如前所述,采用冶建总院的玻璃钢烟囱加工设备检测技术、快速加工技术,可以确保玻璃钢烟囱加工设备的圆整度、提高玻璃钢烟囱的内在加工质量,可以提高业主的工程质量,延长玻璃钢烟囱的使用寿命,这是对全社会的贡献——大量减少我国短命工程的数量,降低那些采用冶建总院相关技术的燃煤电厂的运行成本,间接地降低发电成本和全社会的用电成本。
  6. 有关看法
  纵观本文的简单介绍,可以看出,仅仅从字面意义上去理解,“监造”就是“监督别人的建造活动”。但是,如何做一个真正的、有用的“监造工程师”,并不是那么简单,并不是有相关技术的教育背景、有较知名的头衔、或者较高的职称就能做好的,必须具备相应的“技能”储备才行。笔者的看法是,一个合格的“监造技术人员”,必须具备如下基本条件:
  1)、先是一位真正的工程师,“做好某项专门工程之师”,具备足够的工程技术知识和工程经验,而不是仅仅发表过几篇相关文章、或具备较高的职称;
  2)、对玻璃钢烟囱领域具有足够的基本知识储备和相关工程经验,并且必须是比承包商的玻璃钢烟囱相关知识面更宽阔、理解更深刻透彻;
  3)、有宽阔的知识面和全方位为业主服务的意识,主动地为业主服务,即使是业主没有考虑到的方面,也应该基于自身的知识储备而主动地提供相关咨询、建议,而不能仅仅限于合同规定的文字范畴;
  4)、必须具备足够的担待责任的勇气,承担在提供新技术应用过程中可能出现的风险。在此项目上,我院技术人员敢于使用别人不敢使用的快速加工技术,就是一例——当然,此技术我们已试验几次了,已有足够的技术储备和控制手段,不是贸然行事、拿业主的大型工程当儿戏。
  在此只是抛砖引玉,愿意与玻璃钢同行交流、研讨,共同提高我国的玻璃钢、玻璃钢烟囱技术水平!
  如需了解、交流国内外玻璃钢烟囱的全套技术及其发展现状,请关注“防腐工程师”、关注微信号:FRP-Tech-Pathfinder!
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