如何提高钢管桩焊接质量

1、提高钢管桩接头焊接质量申报单位: 中交二航局第三工程有限公司 小组名称: 中交二航三公司菲律宾达沃电厂码头工程钢管桩焊接QC小组 二一四年四月目 录一、工程概况二、小组概况2三、选题理由2四、现状调查3五、确定目标4六、原因分析5七、要因确认7八、制定对策13九、实施对策14十、效果检查20十一、巩固措施23十二、总结及下一步打算25十三、附件27 一、 工程概况菲律宾达沃电厂码头工程（Davao Power Plant Project-Jetty and Wharf Piling and Structure）为一座电厂卸煤码头，位于菲律宾南部棉兰老岛达沃湾，达沃市西南方Toril区，距离达沃

2、市区约20km处(北纬6°5745，东经125°2855)。本工程桩基为钢管桩，钢管桩直径为1.2m，壁厚20mm，单根长18.79-80m，总根数为187根，钢管桩总长为11197m，业主提供标准节长度为24m，根据码头桩长表进行配桩焊接。焊接时间从2013年8月6日开始，至2013年11月20日结束，施工周期为107天。 图1 钢管桩接头焊接示意图制图人：刘功鑫 日期：2013年8月15日二、 小组概况为提高钢管桩焊接质量，我们于2013年8月15日成立了现场型QC小组，小组情况如表1所示。 小 组 成 员 概 况 表1小组名称中交二航三公司菲律宾达沃电厂码头工程钢管桩

3、焊接QC小组课题名称提高钢管桩接头焊接质量课题类型现场型组长熊韬小组成立时间2013年8月15日课题注册时间2013年8月15日小组注册号2013（QCXZ）-13课题注册号2013（QCKT）-13活动时间2013年8月-2013年11月小组人数10人QC教育时间48小时序号姓名性别年龄文化程度职务组内职务1沈菊燕女39硕士公司工管部经理顾问2吴开锐男31本科项目经理副组长3熊韬男31本科总工组长4余祖松男41本科副经理副组长5毛徽男27本科工程部组员6史春岩男26本科工程部组员7刘功鑫男26本科质检部组员8周晓庆男26本科试验室组员9仇文明男48高中工人组员10陈寿云男36高中工人组员制表

4、人:刘功鑫 日期:2013年8月16日三、 选题理由 1、质量重要性钢管桩接头的焊接质量将严重影响钢管桩制作质量及使用寿命，严重时甚至危及到码头结构的安全，给工程带来极大的安全隐患。2、施工重要性钢管桩接头焊接是工程关键线路之一，钢管桩接头焊接的进度直接影响到码头的施工进度，所以接头焊缝质量控制尤其重要，防止不必要的返工影响整个码头的进度。3、对已焊接的20根桩的焊缝进行检验，合格率为81.4%，详见表2。钢管桩接头焊缝质量检测表 表2桩号焊缝检查点数合格点数不合格点数缺陷类型内部有气孔外观成型质量差夹渣未融合裂缝J9-A5411J9-B5411J9-C53211J3a-JB5411J10-C

5、5411J3-C5411J10-A53211J10-B5411N2A108211N2B108211N1B10100N1C108211N2C108211D-1108211J4-A5411D-2108211N1A10911J4-B5411J4-C550J6-B5411合计14011426129221合格率=（140-26）/140*100%=81.4%制表人:史春岩 日期:2013年9月24日因此，由上表看出钢管桩焊缝合格率偏低， 为提高钢管桩接头焊接质量，QC小组选择课题为：提高钢管桩接头焊接质量。四、 现状调查2013年9月24日，经过检验现场已焊接的20根钢管桩，钢管桩焊缝检验合格率低，钢管

6、桩焊接质量缺陷统计见下表3。钢管桩接头焊缝质量缺陷统计表 表3序号项目名称频数（点）频率（%）累计频率（%）1内部气孔1246.246.22外观成型质量934.680.83夹渣27.788.54融合27.796.25裂缝13.8100.0 合计26100/制表人:史春岩 日期:2013年9月24日根据统计表，小组绘制了钢管桩接头焊缝质量缺陷饼分图，如图2：图2 钢管桩接头焊缝质量缺陷饼分图制图人：刘功鑫 日期：2013年9月24日由饼分图可见，内部气孔和外观成型质量差两项问题发生的频率最高，占累计频率的80.8%,是影响钢管桩接头焊接质量的主要因素。五、 确定目标由现状调查表可知，钢管桩焊接质

7、量综合合格率为81.4%，“内部气孔”和“外观成型质量差”两个主要问题占累计频率的80.8%，如能解决这两项问题的95%，将使钢管桩焊接质量合格率提高到95.7%以上，分析计算如下：81.4%+（1-81.4%）*80.8%*95%=95.7%。因此经小组讨论决定本次QC小组活动目标定为：钢管桩接头焊接质量合格率提高到95%以上。目标值活动前图3 活动目标柱状对比图制图人：刘功鑫 日期：2013年9月24日六、 原因分析 为了找到导致主要问题的原因，小组成员从人、机、料、法、环、测六方面进行分析，见因果分析关联图4。焊接设备功率不满足要求人员质量意识差网络电压波动较大技术交底未掌握工艺执行不严

8、格焊条保管不当焊接操作偏差大电流不稳定导致机械故障施工要点不清楚焊条未烘焙焊条返潮相邻管节焊接平台标高不一致内部气孔外观成型质量差焊条不符合要求拼接接头质量差焊条型号不符合要求雨天影响焊条性能差管节直径误差大钢管桩坡口切割粗糙图4 因果分析关联图制图人：刘功鑫 日期：2013年9月25日七、 要因确认 由因果分析关联图，我们找到了12个末端因素，并制定了要因确认计划表，见表4。 要因确认计划表 表4序号末端原因确认内容确认方法确认标准负责人计划完成日期1技术交底未掌握检查交底记录及考核工人掌握情况现场调查有记录，考核合格率100%熊韬毛徽2013.9.262人员质量意识差考核施工人员质量意识培

9、训考核考核合格率100%熊韬毛徽2013.9.263网络电压波动较大检查现场发电机电压波动情况现场验证电压波动稳定史春岩周晓庆2013.9.264焊接设备功率不满足要求检查焊接设备现场验证满足施工要求史春岩周晓庆2013.9.265焊条保管不当检查焊条保存情况现场验证焊条存取及搬运符合美标AWS D1.1的规范要求史春岩周晓庆6焊条未烘焙检查焊条使用前是否烘干现场验证焊条使用前100%烘干毛徽 史春岩7焊条型号不符合要求检查焊条型号现场验证气保焊丝ER70S-6及埋伏焊丝F5A2-H08MnA符合美标规范要求刘功鑫周晓庆8焊条性能差检查焊条是否满足规范要求现场验证焊条及焊药有产品质保书，外观和

10、强度均符合美标AWS D1.1的规范要求刘功鑫周晓庆2013.9.269钢管桩坡口切割粗糙现场检查坡口质量现场检测平整度和光洁度满足要求毛徽 史春岩2013.9.2610管节直径误差大检查钢管桩直径现场测量与接桩直径一致毛徽 史春岩2013.9.2611相邻管节焊接平台标高不一致检查平台标高现场测量平台标高一致毛徽 史春岩2013.9.2612雨天影响调查是否有雨天施工情况现场验证焊接平台搭设防雨棚防风网，严禁雨天焊接施工，焊缝两侧使用烘枪除湿。毛徽 史春岩2013.9.26制表人：刘功鑫 日期：2013年9月25日要因确认一末端因素：技术交底未掌握标准：有记录，考核合格率100%实测：201

11、3年9月26日，熊韬、毛徽检查了钢管桩焊接技术交底记录，内容齐全、完整，现场人员全部到齐。随后对钢管桩焊接班组人员进行了技术交底内容考核，见表5。考核情况检查表 表5施工班组 班组人数考核情况合格率%不合格合格铆工班组808100%焊接班组606100%制表人：毛徽 日期：2013年9月26日从表中可以看出，考核合格率达到100%，施工人员掌握了钢管桩焊接操作技术要点，能确保钢管桩焊接质量。结论：不是主要原因要因确认二末端因素：人员质量意识差标准：考核合格率100%实测：2013年9月26日，熊韬、毛徽经过调查，为赶进度，施工人员未完全按施工工艺操作，实际发现很多施工人员为图省事，经常不按技术

12、交底要求进行施工，对发现的质量问题不积极整改。 随后又立即组织2个班组的全体人员进行了考核，见表6。考核情况检查表 表6施工班组 班组人数考核情况合格率%不合格合格铆工班组83562.5%焊接班组62466.7%制表人：毛徽 日期：2013年9月26日从表中可以看出，考核情况不理想，合格率不高。施工班组作为工程施工的具体操作者，其质量意识与工程质量息息相关，故小组认为必须加强两个班组的质量意识，通过严格执行工艺，制定相关奖惩措施，确保钢管桩接头焊接质量。结论：是主要原因要因确认三末端因素：网络电压波动较大标准：电压波动稳定现场验证：2013年9月26日，史春岩、周晓庆对现场用电进行观察，发现现

13、场电焊作业与其它作业使用同一线路，用电量忽大忽小，造成网络电压波动较大。结论：是主要原因要因确认四末端因素：焊接设备功率不满足要求标准：检查焊接设备实测：2013年9月26日，小组成员史春岩、周晓庆检查施工单位焊接设备配备情况，施工单位为比较有经验的焊接队伍，携带的焊接设备符合规范要求，焊接设备配备情况见表7。焊接设备列表 表7序号名称型号功率效率是否满足施工1二氧化碳气保焊机MIG-50024.6KW85是2埋弧焊机MZ-125096KW91是 制表人：毛徽 日期：2013年9月26日 从表中可以看出，施工队伍焊接设备型号符合要求，功率满足施工要求，能够确保钢管桩接头焊接质量。结论：不是主要

14、原因要因确认五末端因素：焊条保管不当标准：焊条存取及搬运符合美标AWS D1.1的规范要求实测：1、存放焊丝的仓库干燥通风，不潮湿；没有水、酸、碱等极易挥发和有腐蚀性的物质存在。2、焊丝存放在木托盘上，没有将其直接放在地板或紧贴墙壁。3、存取及搬运焊丝时并未弄破包装，特别是内包装“热收缩膜”。4、打开焊丝包装都尽快将其全部用完，做到用完再取新包装焊条。焊丝直接暴露在空气中未超过两天。5、按照“先进先出”的原则发放焊丝，尽量减少产品库存时间。6、焊丝的出库量不得超过二天用量，已经出库的焊丝由焊工妥善保管。结论：不是主要原因要因确认六末端因素：焊条未烘焙标准：焊条使用前100%烘干实测：2013年

15、9月26日，由毛徽、史春岩抽查焊条，共抽查了10包，具体情况见表8。 焊条抽样检查表 表8材料名称数量单位烘焙数未烘焙数合格率焊条10包6460% 制表人：史春岩 日期：2013年9月26日从表中可以看出，焊条存在未烘焙现象，导致焊接时出现气孔，从而影响焊接质量。结论：是主要原因要因确认七末端因素：焊条型号不符合要求标准：气保焊丝ER70S-6及埋伏焊丝F5A2-H08MnA符合美标规范要求实测：焊条材质证书已上报总包方LEIGHTON，并获得了批准。气保焊丝ER70S-6及埋伏焊丝F5A2-H08MnA符合对应的美标AWS A5.17及AWS A5.23规范。 结论：不是主要原因要因确认八末

16、端因素：焊条性能差标准：焊条及焊药有产品质保书，外观和强度均符合美标AWS D1.1的规范要求。实测：2013年9月26日，由刘功鑫，周晓庆对现场焊条合格证、外观及焊条强度进行了检查，抽检10包焊条。 合格证检查结果：检查焊条及焊药的产品质保书，均符合AWS D1.1的规范要求。外观质量检查结果：焊条的药皮表面光滑，药皮均匀，整个焊条药皮上未有细小裂纹、气泡、杂质及剥落等缺陷。强度检查结果：将每包焊条抽检10根，每根受检焊条置于水平位置举一米高，然后使它自由落到厚度14mm的水平、光滑的钢板上，受检焊条药皮约基本不存在脱落现象，证明药皮强度符合要求。取2根焊条现场施焊时电弧燃烧稳定，焊芯和药皮

17、熔化后焊缝成型较好，外观质量良好，因此焊条性能符合要求。结论：不是主要原因要因确认九末端因素：钢管桩坡口切割粗糙标准：平整度和光洁度满足要求实测：2013年9月26日，由毛徽、史春岩对现场加工的坡口进行检查，发现局部加工误差较大，打磨不光滑，有锈迹，影响焊缝外观质量。结论：是主要原因要因确认十末端因素：管节直径误差大标准：对接桩直径一致实测：2013年9月26日，由毛徽、史春岩对管桩拼接记录进行检查，详见表9。施工记录检查 表9序号桩号信息配桩管节1管节2管节31A-1外径1203mm1204mm1204mm1205mm编号S2-692-1382-1492A-2外径1198mm1197mm12

18、01mm1203mm编号S2-362-1721-363A-3外径1198mm1200mm1203mm1202mm编号S2-82-1472-135制表人：史春岩 日期：2013年9月26日由上表可知，钢管桩存在误差，但是对接时已经注意这个问题，选择管径相近的钢管桩管节进行拼接。结论：不是主要原因要因确认十一末端因素：相邻管节焊接平台标高不一致标准：平台标高一致实测：2013年9月26日，由毛徽、史春岩安排测量人员对对接平台上4座翻滚台进行测量，具体情况见表10。 施工记录检查 表10位置拼装线路翻滚台1翻滚台2翻滚台3翻滚台4线路一+2.753m+2.754m+2.755m+2.753m线路二+

19、2.754m+2.754m+2.755m+2.754m制表人：史春岩 日期：2013年9月26日由上表可以看出，相邻管节焊接平台标高基本一致。结论：不是主要原因要因确认十二末端因素：雨天影响标准：焊接平台搭设防雨棚防风网，严禁雨天焊接施工，焊缝两侧使用烘枪除湿。实测：2013年9月26日，由毛徽、史春岩检查前期20根桩的施工记录，发现天气晴好，风速较小，且焊接平台搭设了防雨棚和防风网减小风压力，在焊接过程中焊接人员对焊缝两侧15厘米区域使用烘枪除湿。结论：不是主要原因根据以上要因确认，我们确认了四个主因人员质量意识差网络电压波动较大钢管桩坡口切割粗糙焊条未烘焙八、 制定对策针对影响钢管桩质量的

20、4个要因，小组成员积极研究对策、制定目标，采取措施，安排专人负责，详见表11。对 策 表表11序号主要原因对策目标对策措施负责人地点完成时间1人员质量意识差加强质量教育，组织培训、学习。提高人员质量意识，考核合格率100%1、建立详细人员档案制度及考核制度。2、严格执行交底制度且到位，加强质量教育，制定质量责任制。严格按照工艺施工，采用二氧化碳气保焊打底，埋弧焊满焊。3、坚持挂牌上岗制度。4、严格纪律、奖惩分明。熊 韬 毛 徽施工现场、会议室 2013.9.302网络电压波动较大使用专用发电机钢管桩焊接电压稳定1、 为焊桩配备一台发电机。2、 安排专人维护发电机。余祖松史春岩施工现场3焊条使用

21、前未烘焙烘干焊条100%烘干焊条购买焊条烘干机，严禁使用未经烘焙的焊条进行焊接。刘功鑫 周晓庆施工现场4钢管桩坡口切割粗糙减小坡口误差坡口光滑、平整1、 使用规尺手工开坡口。2、 坡口使用砂轮机打磨。史春岩仇文明陈寿云施工现场制表人：刘功鑫 日期：2013年9月27日九、 实施对策实施一 解决“人员质量意识差”问题2013年9月29日，小组对全体班组人员进行了一次系统的、详细的质量要求指导及质量意识教育，具体如下：1、2013年9月29日，建立详细施工人员档案，任何操作工人进场必须登记。根据美标AWS D1.1 规范要求，所有进场焊工需进行焊工测试，测试通过后才可进场施工，焊工测试报告见下图5

22、。图5 焊工测试报告拍摄人：刘功鑫 日期：2013年9月29日2、2013年9月30日，由QC组长熊韬召开质量专题会议，由毛徽对钢管桩焊接工艺的控制要点进行交底，对监督管理及现场施工过程中出现的问题进行剖析，再一次根据规范要求对钢管桩焊接工艺进行深入探讨，要求严格按照美标AWS D1.1规范中焊接操作规程进行施工。加强焊工质量意识教育，开展全方位质量培训。焊接操作规程见下图6。图6 钢管桩焊接操作规程拍摄人：刘功鑫 日期：2013年9月30日随后由毛徽组织钢管桩焊接班组的全体人员进行了考核，见表12。考核情况检查表 表12施工班组 班组人数考核情况合格率%不合格合格良好铆工班组8053100%

23、焊接班组6033100%制表人：毛徽 日期：2013年9月30日3、制定现场管理人员挂牌上岗制度，项目部管理人员对违章、违规作业的人员摘除胸牌，酌情处罚，提高工人的作业责任心。图7 挂牌上岗制度拍摄人：刘功鑫 日期：2013年9月30日4、严格执行奖罚制度，依据工作量和质量完成情况进行奖罚，强调人性化管理，在严格纪律、奖惩分明的前提下，照顾好施工人员的生活。在饮食、住宿、生活环境、工资发放等服务工作上，无论是言语还是行动，都要一直表现出“管理”就是“服务”的意识。以上措施经实施后，由史春岩对施工人员进行质量意识考核评价，结果见表13。现场抽检的焊缝质量得到很大的提高，焊缝成型见图8。施工人员质

24、量意识考核评价表 表13考核项目考核标准铆工班组焊工班组考核人数8人考核人数6人质量考核掌握安装工艺及质量控制要点，书面质量考核达到合格标准。合格8人合格率100%合格6人合格率100%挂牌上岗全员挂牌上岗且掌握挂牌制度合格8人合格率100%合格6人合格率100%签订质量保证协议书全员签订签订8人签订率100%签订6人签订率100%图8埋弧焊外观成型拍摄人：史春岩 日期：2013年9月30日评价：此措施实施后，班组成员树立了质量意识，能够严格执行施工质量标准，通过学习，各施工人员的质量意识及责任心得到了很大的提高。实施二 解决“网络电压波动较大”问题1、考虑到焊接作业区域的实际用电量，2013

25、年9月30日，项目部新购一台发电机专供焊接队伍使用，余祖松安排专人定期对发电机进行检查和维修，并督查焊接区域用电安全，保证焊接区域网络电压正常。图9 专用的发电机摄影人：史春岩 日期：2013年9月30日2、安排专人对钢管桩焊接的发电机进行维护，小组成员史春岩负责每天定时检查油量、水量，确保发电机能够正常运行，保证钢管桩焊接进度。评价：此措施实施后，施工用电得到保障，为提高钢管桩焊接质量奠定了良好的基础。实施三 解决“焊条使用前未烘培”的问题未经烘干的湿焊条药皮强度低、易损伤、变形，经过烘干的焊条药皮中得水分减少，药皮牢靠地包复在焊芯上，具有较高的强度和耐吸潮性，所以焊条必须经过烘干后才能使用

26、。2013年9月30日项目部购置焊条烘干机，要求焊条必须经过烘干之后才能使用，小组成员刘功鑫、周晓庆负责对每批烘干焊条进行记录，未经烘干的焊条严禁使用。 图10 专用的焊条烘干机评价：此措施实施后，焊条质量得到保证，对确保钢管桩焊接质量起到了非常重要的作用。摄影人：史春岩 日期：2013年9月30日实施四 解决“钢管桩坡口切割粗糙”的问题1、为了保证钢管桩焊接的强度和避免过大的焊缝尺寸，按设计要求焊接接头需要进行坡口焊接。如果坡口精度高（坡口角度、钝角尺寸、坡口表面粗糙度和平直度）高，焊接质量能得到保证，反之坡口精度低，易出现严重的焊接缺陷，为避免缺陷的产生，2013年9月29日小组决定使用规

27、尺手工开坡口,所有坡口用砂轮机磨光处理后方可进行组拼。2、坡口切割采用氧气切割方法，选用正确的切割参数进行切割，保证气割破口的质量良好，切割完成后使用磨光机磨平破口，并去除破口面的氧化皮。确保坡口光滑、平整，坡口由小组成员史春岩、仇文明、陈寿云检查合格后，才允许进行下一工序的施工。图11 打磨好的钢管桩坡口评价：此措施实施后，切割坡口的质量得到了很大程度的提高，确保不会影响焊接质量。摄影人：史春岩 日期：2013年9月30日十、 效果检查10月1日到10月15日， QC小组对19根钢管桩焊接质量进行了跟踪检查，抽查结果如下表14，表15。钢管桩焊缝检测表 表14桩号焊缝检查点数合格点数不合格点

28、数缺陷类型内部有气孔外观成型质量差夹渣未融合裂缝A-1310100A-1410100A-1510911A-1610911A-1710911B-1910100B-2010100B-2110911B-2210100B-2310100B-2410100B-2510100C-21108211C-2210911C-2310100C-2410911C-2510911C-2610100C-2710100合格率=（190-9）/190*100%=95.3%制表人:史春岩 日期:2013年10月15日钢管桩焊接质量缺陷统计表 表15序号项目名称抽查点数合格点数合格率1内部气孔504692%2外观成型质量差504

29、692%3夹渣302996.7%4融合3030100%5裂缝3030100%制表人:史春岩 日期:2013年10月15日从上表13，14中可以看出，经过对策的实施，“内部有气孔”、“外观成型质量差”问题已经解决，说明本次活动所采取的措施是有效的，现状得到较好的改善。（1）质量总结：此次共抽查190个点，其中合格点181个，合格率达到95.3%，实现了课题目标，为工程质量打下坚实的基础。图12 效果检查柱状图制图人：刘功鑫 日期：2013年10月15日（2）社会效益：钢管桩接头焊接质量得到大幅度提高，保证后续施工的正常进行，施工效果受到了总包方的好评，为公司树立了良好的社会形象。 图13 码头钢管桩摄影人：刘功鑫 日期：2013年10月15日（3）经济效益：通过QC活