试论大中型水电机组包装

陈秀霞，杨志忠，朱家兴

（东方电气集团东方电机有限公司，四川 德阳 618000）

1 概述

大中型水电站一般位于高山大河，水电机组的重量重、尺寸大，大型机组重量可达几千吨、平面尺寸超过20m，从机组底部到顶部最高点高度可达几十米。机组在厂内按部件组织生产，按部套进行装配，按运输条件解体后发运。水电机组零部件包装、运输、仓储保管的特点是数量多，达上万件；尺寸多种多样，环形部件居多，且外形复杂；有些部件单件长宽可达10m以上，高可达 5m以上，例如三峡转轮直径达10.07m、高达5.6m；单件重量从几克起，可达几吨、几十吨、上百吨，三峡右岸转轮运输重量超过 500t；零部件精密贵重程度相差大，单件精密贵重部件甚至高达上千万元。重要零部件怕磕碰、怕震动、怕潮湿、怕锈蚀、怕变形、怕温度变化大；成套性要求严（分批交货也需成套）；因此对包装、运输、仓储保管都提出了特殊的要求。

水电站多位于偏远地区，很多设备运输距离很远，运输条件很差，受运输线路通过能力限制，国内电站个别部件绕道运距甚至超过5000km。由此看出大中型水电机组的大、重型部件尺寸大、重量重、重心高、运距远、线路状况复杂、沿途气象条件变化大、线路与车船装运的限制条件多等，对装运的车型、线路、装载、加固、运行的技术要求严，安全要求高。一些特别大、重型部件若在运输途中发生位移甚至可能造成倾覆，施救难度极大，甚至无法施救，损失巨大，后果不堪设想。因此，大件的包装、运输、仓储保管必须遵守“万无一失，完整无损”的方针，确保安全。

包装的目的在于对产品的保护，保证产品在运输、仓储过程中不受到伤害。运输是一个动态过程。物体只要运动，就会产生速度和惯性力。因线路状况导致车船运行时产生的震动、颠簸、冲击、偏摆及速度的瞬时突然变化将加大惯性力，可能引起一些货物在运输途中发生位移、倾覆、压塌、旋转、滚动甚至变形。包装设计的质量也决定着运输的稳定性，货物包装装载后，货物与重载车船的重心低、支面大、装载稳、装载正、加固牢是实现较好稳定性的重要原则。若货物重心较高，包装设计可制作装载托架，增大支重面，提高稳定性，同时货物与托架应加固成整体。包装设计还需要考虑运输装车装船时的起吊方式、加固方式、配重方式，对包装后的重心位置和起吊点作出明确的标识，减少运输过程中的意外。曾发生过一个事例，一台轴系水平包装的出口发电机转子，由于重心较高，在码头用叉车装运时发生倾覆，造成工件部分损坏。事故责任虽在码头方面，但却对电站的安装工期造成了影响，说明了包装标识的重要性。

根据机组零部件的材料、功能等特性，在工地的仓储是不一样的，如对绝缘等级要求高、防潮等级较高、精密和有存放温度要求的零部件需要放置在具有恒温条件的保温库中，一般的精密的零部件可以存放在有门窗的全封闭式永久性建筑型仓库中，一些夹装与捆装件、托盘敞装件、局部包装件、随形包装件放在能遮挡雨雪的棚库中，其它裸装件可以直接放在露天库。仓储方式的不同导致货物环境温度湿度的不同，因零部件包装是一次性的，运输受装运条件限制，工地仓储保管是临时的，它们具有各自的局限性。因此大中型水电机组的包装必须充分考虑运输、工地仓储保管的条件，发挥包装、运输和仓储的各自优势，互为补充，有效防止因包装、运输、工地仓储保管的不当而导致机组零部件的损坏、精度降低、受潮、锈蚀、散落与丢失等，确保“保证质量、安全快捷、正确无误、满足安装”。

包装应根据机组零部件的特点，符合科学、牢固、经济、美观及机组合同要求，适应运输、装卸、工地仓储保管及其环境气候条件，便于安装。在正常的装卸、多次转运、储存的条件下，包装应保证自发货之日起，在机组合同规定时间内，不发生因包装不善而引起零部件的损坏、精度降低、受潮、锈蚀与散落等。若因包装不善导致发生以上现象，包括材料在内的产品制造的各道工序全部都浪废了，即使重新生产制造也还会耽误电站安装工期，造成不必要的损失。

结合国家标准《大中型水电机组包装、运输和保管规范》的编制，我们就水电机组的运输包装特点和方法进行分析研究。在充分调查研究的基础上形成规范，为大中型水电机组的包装设计提供帮助。

运输包装设计与实施，应考虑到根据产品的实际情况确定包装方式，选择合适的防护措施，可靠的包装加固与堆码，经济合理的尺寸重量设计与设备的成套。使之具有方便包装，安全运输，合理仓储，较低的成本。

2 常用运输包装方式与适用范围

（1）裸装：适用于水电机组埋入件、水下件、非精密件等。例如：工地焊接的蜗壳、工地下线的机座等。

（2）局部包装：适用于裸装方式中裸装件的分瓣面与金属加工配合面的防碰包装。防碰包装应首选厚度足够的木板、层积材板、木胶合板等，随形成形、遮盖严密、固定牢靠。必要时，可采用金属薄板成形，牢固地把合在产品上。例如：转轮、顶盖、底环、上下机架、转子中心体等，如图1所示。

（3）夹装与捆装：适用于裸装与局部包装方式中的细长件类、板类、管类等，为方便装运和仓储，而将单件或散件进行集中包装。夹装采用上下“夹板”，穿螺杆固定牢靠。捆装采用铁丝、钢丝绳、打包带等缠绕式或下压式固定牢靠。夹装与捆装时，应用钢丝绳通过吊车将散件起吊收紧后再次固紧。例如：基础板、挡风板、盖板、钢管、导轨等，如图2和图3所示。

图1 转轮止漏环局部包装

图2 钢管夹装

图3 导轨夹装

（4）托盘敞装：适用于裸装与局部包装方式中不便夹装与捆装的块类散件或不便摆放的整件，为方便装运和仓储，而集中摆放堆码于托盘上加固成整体的包装。因靠托盘装卸起吊，托盘应有足够的强度与刚度。例如：包装大直径弯头、薄钢板、筋板等。

（5）随形包装：适用于需防雨、防锈、防碰的金属加工大型轴类部件，用防雨、防锈的纸、塑类材料随形严密缠绕，并在其上用防碰材料随形遮盖严密并固紧地包装。为防止滚动和位移，应设计制作装运托架。例如：水轮机轴、发电机轴、转轮等轴类零部件，如图4所示。

（6）箱装：适用于有防雨、防潮、防锈、防碰、防磨、防震要求的零部件，用全木结构、钢木结构、钢木竹结构、全钢结构等设计制作的有防护和固定措施的立方体包装箱的包装。为防止零散件包装箱变形散箱，在包装箱高度的上下适当位置处应加箍加固，并在箍上每板一钉，加箍可用金属或塑料等材料。因装卸起吊包装箱，包装箱应有足够的强度与刚度。例如：有防锈、防潮、防碰要求的机组零部件、含有绝缘材料产品的定子装配、转子装配、磁极线圈、定子扇形片等，如图5所示。

图4 三峡主轴随形包装

图5 定子扇形片箱装与包装箱钉制

（7） 随形箱装：适用于受运输通过能力限制的箱装大型部件，按其外形将立方体包装箱设计制作成随形的梯形、阶梯形、局部圆弧形。

3 常用防护包装措施与适用范围

包装后的零部件在车船上运行可能经历春、夏、秋、冬，运输周期有几天、十几天、甚至几十天。运行中往往会遇到下雨、暴晒高温、干燥、潮湿、霜冻、下雪、风沙等恶劣的环境，在海运中还会遇到盐雾和海水浸蚀。车船上的箱件将连续地、长时间地处于雨水、潮气、高温、低温和盐雾等的变化环境气候中。

因各电站所处地理位置不同，工地仓储保管的箱件同样受到不同地理位置环境气候的影响。防护包装措施的选择应根据机组零部件不同特点，结合运输、仓储的环境气候条件与合同要求，采用不同的、组合的防护包装措施，并符合相关国家标准与行业标准的规定。防护包装措施主要有：

（1）防雨：采用普通塑料薄膜类、气相复合纸塑类、铝塑薄膜类、防雨布类等防雨材料，对零部件进行绷紧遮盖、包裹、热合密封、真空包装等措施。对包装箱内壁和箱顶使用防雨材料等措施，对禁止重叠的精密贵重件包装箱顶，采用“人”字形顶、斜顶或弧形顶等措施。适用于随形包装、箱装与随形箱装的有防雨要求的零部件。防雨结构应便于雨水外流。防雨材料应整张使用，或热合或搭接成整张使用，搭接长度应大于100mm，并用粘胶带封闭。

（2）防潮：对零部件采用普通塑料薄膜类、铝塑薄膜类等防雨材料，进行热合密封包装或真空包装（如图6所示），并在其内放置干燥剂的措施；对包装箱采用在每端面开总面积足够的通风孔，并在其上布置通风窗的措施。适用于箱装与随形箱装的有防潮要求的零部件。热合密封包装与真空包装应防止薄膜被戳破漏气。干燥剂应用透气性好的布类口袋封口盛装，摆放于产品旁或悬挂于产品上，不宜直接摆放在产品上。用量应符合干燥剂使用说明。

图6 零部件真空包装

（3）防锈：防锈包装是指在零部件防锈涂层的基础上，采用气相防锈纸、气相防锈塑料薄膜、气相防锈纸塑复合膜进行包裹；或者采用气相防锈剂的辅助防锈措施，如图7所示。适用于随形包装、箱装和随形箱装的产品。气相防锈剂应用透气性好的布类口袋封口盛装，摆放于箱装或随形箱装的产品旁或悬挂于产品上。

图7 无油防锈包装

（4）防碰、防震、防磨：采用防碰、防震、防磨的材料对零部件进行隔垫或衬垫的防护；要求更高的箱装零散件还可采用厚型、强度足够的硬塑泡沫成型镶嵌式防护措施，或采用小箱单包并在其内填充颗粒性硬塑泡沫或柔性衬垫材料的防护措施。适用于夹装与捆装、托盘敞装、局部包装、随形包装、箱装与随形箱装的零部件。隔垫与衬垫的材料应防止滑脱，并应干燥、无腐蚀性。

4 零散件包装摆放与堆码的原则

车船运行中，除零散件自身的重力外还要产生各种复杂的作用力，主要有纵向惯性力、横向惯性力、垂直惯性力和摩擦力等，这些作用力如果达到一定程度就可能会对零散件造成不良影响，零散件的正确摆放与堆码可减小或避免惯性力作用的影响，有效保护产品。零散件摆放与堆码应遵循的原则是：首先应确保摆放与堆码后的零散件不变形、不受损，并符合大不压小、重不压轻；不偏重、不集重、受力均匀，重心低、支面大、稳性好；正确使用衬垫材料将零散件垫平与垫实，达到无摇晃、歪斜、滚动；堆码整齐、相互贴紧，并用隔垫材料隔垫。夹装与捆装、托盘敞装的散件的每层之间应用衬垫材料隔垫。

5 零部件包装加固的原则

为了克服前面所述车船运行中产生的作用力，不仅需要采用正确的摆放与堆码，同时更需要正确的加固，才能有效保护产品和运输安全。零部件包装加固应遵循的原则是：应充分利用产品结构上的有利条件，确保加固后的零部件不变形、不受损，并符合运输动态实际；加固材料的规格、数量与加固点数应确保零部件不变形、不受损、加固牢，能经受住正常运输的各种惯性力作用。常用加固方式有螺杆（螺栓）加固、捆绑加固、打包带捆扎加固、限位加固、夹装与压板加固、钢带下压式加固等。若焊接产品加固，应经产品设计或工艺部门同意，必要时可设计制作专用加固装置固定。加固方式应根据产品特点组合使用，应优先选用利用零部件通孔穿螺杆（螺栓）的方式。

包装箱的强度与刚度

装卸起吊作业时，包装箱除受到产品重力作用，还受到起吊设备瞬时变速的垂直惯性力作用。当包装箱的高度大于 2m，且宽度大于 3.6m，箱内部件重量大于30t时，受钢丝绳起吊夹角的影响，包装箱顶部所受到的夹紧力将非常大，钢丝绳线接触的应力更大，包装箱极易损坏。因此，包装箱的强度与刚度应符合装卸起吊作业实际情况，确保完好无损。

包装箱的重叠强度

车船装载，必然要重叠。包装箱的重叠强度应符合国家与行业的相关标准。对于重叠量有限制要求或禁止重叠的包装箱，在箱体上应有醒目的标识。标识应防雨、防潮、防晒、防盐雾，不易褪色。

6 包装尺码与重量的确定

在保证产品质量与安全的前提下，应根据车船装货部位的结构、尺寸、承载能力，正确设计包装的尺码与重量，充分提高车船尺码吨的利用率。

运输包装设计工作应与产品设计工作同步进行。运输包装设计工程师应与产品设计工程师保持沟通，协调大型部件的包装运输尺寸（在结构设计时调整部件尺寸满足包装运输要求），避免因几何尺寸和重量超出运输线路允许通过能力，导致运输的难度加大、费用增加、周期延长。事实证明：运输包装设计的早期介入，对大家都有好处。东方电机水电机组设计时，结构设计工程师和运输包装设计工程师一直保持着密切的联系。

7 包装检查

包装检查应当是产品质量检验的一个重要环节，对包装过程零部件与防锈涂层的外观质量进行最后的检查确认；对零部件的包装质量与数量，按包装的图样、工艺文件、标准与规范进行把关，确保储运途中不因包装发生不必要的意外。

8 包装成套

电站机组的安装顺序是按装配关系进行的，因此包装也应按机组装配关系，将所属的零部件、配套件、分瓣部件与把合螺栓、安装工具、安装消辅材料等一次性包装完成和在近期内连续包装完成。包装计划应按成套要求；包装工票应注明包装先后顺序。只有包装成套，才能实现装车发运成套，有利电站工地安装。只有包装成套，才能避免因包装不成套的急件与特急件的发生，而影响电站安装和增加储运成本。

9 大型部件包装

大型、重型部件一般都是水轮发电机组的重要部件，由于尺寸大、重量重，容易受运输线路通过能力限制，受车船的集重、承载面结构与尺寸限制，受装卸方式限制，受产品重量、尺寸与精度的限制，包装过程中安全与质量保证的难度大、技术要求高。大重型部件包装应遵循的原则主要有：包装确定的重量与尺寸应正确，在包装发货前必须复核，防止因运输超载与尺寸超限而导致发生事故。包装的防护应能有效保护产品质量，包装的结构与强度刚度应适应运输与装卸，其中包装的底盘和独立支撑托架的结构与尺寸应同时符合或单独符合车或船的集重要求。在确保质量与安全的前提下，箱装部件可采用随形箱装，尽可能降低运输超限等级，满足运输线路通过能力限制。包装箱允许的加固部位和起吊方式应提前与运输部门沟通，以取得一致意见。包装箱上应设计制作示意图标识，粘贴在箱体醒目位置，标识应防雨、防潮、防晒、防盐雾，不易褪色；中转和目的地为人工卸装时，应提前沟通，在确保包装质量与安全的前提下，做好包装结构设计与工艺，为人工卸装创造有利条件。包装的底盘与独立支撑托架若不能作为起吊用而必须使用产品专用吊具时，应提前与产品设计、工艺人员协调，将产品专用吊具把合在部件上，并露在包装箱外或与部件同行。

综上所述，大中型水电机组产品的包装应根据产品的特点，满足运输、工地仓储保管要求，制定并实施可行的包装方案和工艺措施，切实保证大中型水电机组包装、运输、工地仓储保管各个环节的质量、数量、安全、成套要求，使产品造得出、包得好、运得走，确保机组安装和运行。