天然气管道工程的立向下焊接工艺质量控制

1、会计学1天然气管道工程的立向下焊接工艺质量天然气管道工程的立向下焊接工艺质量控制控制“立向下焊”是相对于立焊或管道全位置焊接中采用“向上焊”焊接工艺而言的，是施焊点自上而下移动的一种电弧焊接方法。有以下特点：二二.关于关于“立向下焊接工艺立向下焊接工艺”纤维素焊条电弧吹力纤维素焊条电弧吹力大，燃烧稳定，抗风大，燃烧稳定，抗风能力强，特别适于在能力强，特别适于在野外施工；野外施工；焊缝结晶组织细小，焊缝结晶组织细小，焊缝根部饱满，综合焊缝根部饱满，综合性能优于向上焊，能性能优于向上焊，能得到质量良好的单面得到质量良好的单面焊双面成形焊缝。焊双面成形焊缝。 采用小间隙、大采用小间隙、大钝边的对接口

2、，焊缝钝边的对接口，焊缝宽度和焊缝余高比上宽度和焊缝余高比上向焊小，焊接生产率向焊小，焊接生产率可以提高可以提高20%40%； 下向焊操作难度较上下向焊操作难度较上向焊小，使用同样直向焊小，使用同样直径焊条，焊接速度是径焊条，焊接速度是上向焊的上向焊的23倍；倍；小组名称 焊接攻关QC小组 小组类型攻关型 成立时间 1995年10月6日活动时间 2002年8月至2003年11月 小组人数 8人平均年龄 37岁QC培训 人均40小时序号 姓名性别 学历职称年龄小组分工1刘先琼女大专高级工程师47组长2赵 丹男 本科高级工程师37技术负责人3魏启燕男 高中技 师46焊接技师4韩守志男 高中助理工程

3、师38焊接施工员5刘春霞女本科工程师26资料、统计6余赤斌男本科高级工程师33无损检测7徐安乐男中专技 师40无损检测8袁木清男 高中助理工程师32质量监督小组成立以来的获奖情况小组成立以来的获奖情况课题内容课题内容获奖情况获奖情况运用运用QCQC方法方法, ,确保确保钢骨柱安装焊接质钢骨柱安装焊接质量量武建集团二等奖、市武建集团二等奖、市三等奖、省优秀奖三等奖、省优秀奖控制川气入汉燃气控制川气入汉燃气外管焊接质量外管焊接质量武建集团二等奖、市武建集团二等奖、市二等奖、省二等奖二等奖、省二等奖三三. 小组概况小组概况四、四、 选题理由选题理由 现场现场环 境 复 杂环 境 复 杂， 工 期 紧

4、， 工 期 紧， 焊 接 质， 焊 接 质量 要 求 高量 要 求 高。 是 川是 川气 入 汉 的气 入 汉 的支 干 管 ，支 干 管 ，压 力 高 达压 力 高 达2.5Mpa，危 险 性 大危 险 性 大， 不 得 留， 不 得 留下 任 何 隐下 任 何 隐患。患。 业主业主要 以 此 标要 以 此 标段 的 工 程段 的 工 程质 量 考 查质 量 考 查我 公 司 的我 公 司 的综 合 实 力综 合 实 力， 关 系 到， 关 系 到我 公 司 以我 公 司 以后 标 段 中后 标 段 中标率。标率。 掌握掌握向 下 焊 技向 下 焊 技术术,是公司是公司进 入 石 化进 入

5、石 化系 统 建 设系 统 建 设的 重 要 手的 重 要 手段之一。段之一。 a.焊缝射线探伤满足SY4056-93石油天然气钢质管道对接焊缝射线照相及质量分级； b.焊缝的常温力学性能满足SY/T4103-95钢质管道焊接及验收规范。目标目标2.现场焊缝射线探伤一次合格率90%以上。五五.目标与可行性分析目标与可行性分析1、进行焊接工艺评定，制定合理的焊接工艺，并满足下列检测指标 ： 领导重视，派领导重视，派专人赴外地学习专人赴外地学习, , 为达到目标创造了为达到目标创造了前提条件。前提条件。 可行性分析可行性分析 我公司已完成我公司已完成ISO9001-2000ISO9001-2000

6、版标准版标准的转换，员工质量意的转换，员工质量意识进一步加强。识进一步加强。 我公司先后承我公司先后承接了南湖路段、关接了南湖路段、关沪路段燃气管道安沪路段燃气管道安装工程，积累了施装工程，积累了施工经验。工经验。 本工程采用专用管道，焊前需按石本工程采用专用管道，焊前需按石油部标准进行工艺评定，按油部标准进行工艺评定，按SY/T4103-SY/T4103-9595钢质管道焊接及验收钢质管道焊接及验收, ,列出焊缝列出焊缝的常温力学性能表：的常温力学性能表： 六、活动过程和内容六、活动过程和内容第一次第一次PDCA循环循环力学性能试验要求表力学性能试验要求表 序序号号试验试验方式方式试样试样件

7、数件数试样要求试样要求合格条件合格条件1 1拉伸拉伸4 4抗拉强度抗拉强度415Mpa415Mpa2 2刻槽刻槽锤断锤断试验试验4 4试样两侧刻试样两侧刻槽深度约为槽深度约为3mm3mm，可在，可在拉伸机上拉拉伸机上拉断断 锤断试验的断裂面完全焊透熔合，锤断试验的断裂面完全焊透熔合，气孔最大尺寸气孔最大尺寸1.6mm1.6mm，夹渣深，夹渣深度度0.8mm,0.8mm,长度长度3.2mm3.2mm，相邻，相邻夹渣之间至少有夹渣之间至少有12.7mm12.7mm无缺陷焊无缺陷焊缝金属缝金属 3 3弯曲弯曲试验试验面背面背各各4 4件件 弯心直径弯心直径4040，支座支座距离距离63mm63mm弯

8、弯曲角度曲角度1801800 0 焊缝和熔合区域所发现的任何方焊缝和熔合区域所发现的任何方向上的任一裂纹或其他缺陷尺寸向上的任一裂纹或其他缺陷尺寸3.2mm 3.2mm 制表：刘春霞根据试验拟定了焊接工艺评定指导书焊接工艺评定指导书：焊接方法焊接方法手工下向焊手工下向焊接接位置位置水平固定水平固定形式形式管状对接管状对接编编制制依依据据1.武汉市天然气建设工程招标文件武汉市天然气建设工程招标文件2.武汉市城市天然气供气工程高压管道线路施工技术要求武汉市城市天然气供气工程高压管道线路施工技术要求3. .钢质管道焊接及验收钢质管道焊接及验收 SY/T410319954. 管道下向焊接工艺规程管道下

9、向焊接工艺规程 SY/T4071935.现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 GB5023698评定目的评定目的: 在于验证用此工艺能否得到具有合格力学性能（如强在于验证用此工艺能否得到具有合格力学性能（如强度、塑性和硬度）的完度、塑性和硬度）的完 好焊接接头好焊接接头. 母材牌号母材牌号L290NB直径和壁厚直径和壁厚711=11焊条型号牌焊条型号牌号号E6010E6010焊机型号焊机型号ZX7-400电流种类电流种类直流直流焊条直径焊条直径3.24焊接焊接方向方向向下向下焊道之间的时焊道之间的时间间隔间间隔各层连续各层连续清理和打清理和打磨磨角向

10、磨角向磨光机光机1.焊接试验及缺陷统计焊接试验及缺陷统计2003年年5月月13-15日，按拟定的工艺评日，按拟定的工艺评定指导书进行了第一次现场焊接试验定指导书进行了第一次现场焊接试验，共焊了，共焊了5个焊口。经个焊口。经X射线探伤拍片射线探伤拍片检查，一次合格率仅为检查，一次合格率仅为72%，未达到，未达到目标要求。目标要求。质量缺陷统计如下：质量缺陷统计如下：质量 统计表序号缺陷类型 频数(次)累计频数(次)累计频率(%)1密集气孔77442夹渣512753熔合不良214884内凹115945其它116100合计16缺陷制表：刘春霞频数累计频率（%）75%744%521188%94%ACB

11、0162468141210100608040205090703010 0密集气孔 夹渣 熔合不良 内凹 其它质量缺陷排列图质量缺陷排列图 制图：刘春霞2.原因分析原因分析 针对密集气孔和夹渣二个针对密集气孔和夹渣二个主要质量缺陷，主要质量缺陷，QC小组采小组采用关联图作原因分析。用关联图作原因分析。层间清理不净对口间隙不当 电流偏小操作手法不当 熔池大 电弧偏吹焊速偏慢 工艺参数不合适 焊条偏大焊条摆动过大 装配间隙偏小 对上图末端因素用01法表决寻找主要原因，结果统计如下：3. 确定要因确定要因合计刘春霞韩守志魏启燕刘先琼赵丹徐安乐评价人681111100111000011101100011

12、00011000操作手法不当焊条偏大工艺参数不合适电弧偏吹装配间隙偏小影响因素余赤斌袁木清110000100086制表：刘春霞根据上表，确定产生密集气孔和夹渣的主要原因是焊接工艺参数选取不合适、操作手法掌握不好。原因原因执行执行时间时间目标目标对策措施对策措施负责人负责人工艺参工艺参数不合数不合适适5 5月月1717、1818日日找出适找出适宜参数宜参数采用正交试验方法采用正交试验方法, ,找出适宜参数。找出适宜参数。刘先琼刘先琼操作手操作手法不当法不当5 5月月1717、1818日日掌握正掌握正确施焊确施焊手法手法 指导焊工采用短弧指导焊工采用短弧焊，减小焊条摆动，焊，减小焊条摆动，提高焊接

13、速度。提高焊接速度。 魏启燕魏启燕 制表：刘春霞用正交试验法寻找合适的 参数2003年5月17日由组长刘先琼组织QC小组成员采用正交试验法寻找合适的焊接工艺参数，所选参数如下：工艺参工艺参数不合适数不合适5.实施正交试验法 电流、电压因素位极ABCDE间隙（mm）焊条直径（mm）电弧电压（V）焊接电流（A）焊接速度（cm/min） 1242711015233259010L8(25)正交试验表正交试验表正交试验位级表 制表：刘春霞试验计划试验计划 结果结果 因素因素 位极位极序号序号ABCDE综合综合评分评分间隙间隙焊条直径焊条直径电弧电压电弧电压焊接电流焊接电流焊接速度焊接速度 1 11 11

14、 11 11 11 184842 21 12 21 11 11 186863 32 21 12 22 22 294944 42 21 12 21 11 185855 51 12 22 21 12 276766 61 12 21 12 22 278787 72 21 11 12 22 285858 82 22 21 12 21 18282T1T1324324348348415415331331337337670670T2T2346346322322255255399399333333T3T35.55.56.56.52 22 21 132122294制表：刘春霞 在5月17、18日的焊接试验中由魏

15、启燕现场示范操作，指导焊工采用短弧焊，减小焊条摆动，提高焊接速度。采用短弧焊操作手操作手法不当法不当5月17-19日，按上述2条措施进行焊接试验，共焊了5个焊口，探伤拍片45张，结果如下表：制表：刘春霞 焊缝焊缝射线探伤一次合格射线探伤一次合格率达到了率达到了93.3%，达到目标达到目标值的要求。值的要求。 在工艺评定阶段在工艺评定阶段，密集，密集气孔和夹渣两大缺陷基本气孔和夹渣两大缺陷基本消除消除. 按规定取按规定取五组试件五组试件做做力学性能试力学性能试验。验。力学性能试验表力学性能试验表 焊口焊口编号编号抗拉强度抗拉强度（MPa）刻槽锤断刻槽锤断弯曲试验弯曲试验(1800)外观外观检查检

16、查RP1440合格合格合格合格合格合格RP2450合格合格合格合格合格合格RP3480合格合格合格合格合格合格RP4470合格合格合格合格合格合格RP5430合格合格合格合格合格合格制表：刘春霞 至此，我们找到了合适的焊接工艺，为天然气现场编制了相应的焊接工艺卡指导施工。并对现场施焊中发现的问题进行了第二次PDCA循环。 20032003年年5 5月月20-2520-25日，按我日，按我们编制的焊接工艺卡们编制的焊接工艺卡, ,在现场开在现场开始实施始实施, , 共施焊共施焊8 8个焊口，个焊口，X X射射线探伤拍片线探伤拍片7272张，统计结果如张，统计结果如下：下：1.1.现场施焊及调查统

17、计现场施焊及调查统计 第二次第二次PDCA循环循环日期探伤数(张)结果（张）一次合格数(张)一次合格率(%)5.219531-88.95.2218864-14785.23181071-17945.2498-1-888.95.25181251-1794合计7243218-6489X射线探伤统计表射线探伤统计表8 制表：刘春霞质量缺陷统计表质量缺陷统计表 序号缺陷类型缺陷频数（次）累计频数（次）累计频率（%）1内凹4747702咬边85582.13点条状缺陷56089.64焊缝高低差46495.55飞溅367100制表：刘春霞制图：刘春霞焊接缺陷排列图焊接缺陷排列图 内内凹凹人员人员焊工责任心不强

18、 忽视焊接通病 焊接参数波动大材料表面不洁净 焊不接干区净域层间清理不净 焊缝收缩后形成内凹 间偏隙小空气湿度大、风大 现挡场风无篷 机具机具材料材料方法方法环境环境专人专机未落实焊机性能达不到要求操作不熟练制图：刘春霞制表：刘春霞序号原因确认调查人数是否要因1施工中忽视焊接施工中忽视焊接通病通病焊缝咬肉、飞溅、焊瘤等，因焊接焊缝咬肉、飞溅、焊瘤等，因焊接过程中严格控制，已杜绝。过程中严格控制，已杜绝。3否否2现场无挡风篷现场无挡风篷为避免管内穿堂风，空气湿度及外为避免管内穿堂风，空气湿度及外界风力影响。现场已制作挡风蓬界风力影响。现场已制作挡风蓬2否否3焊机性能达不到焊机性能达不到要求要求为

19、保证工艺参数正确，现场已配备为保证工艺参数正确，现场已配备高性能的逆变焊机。高性能的逆变焊机。3否否4焊接区域不干净焊接区域不干净焊前坡口两侧已用磨光机打磨并露焊前坡口两侧已用磨光机打磨并露出金属光泽。出金属光泽。4否否5对口间隙偏小有对口间隙偏小有错边错边焊接过程中焊缝收缩，局部焊缝熔焊接过程中焊缝收缩，局部焊缝熔合不良合不良, ,造成内凹。造成内凹。6是是6层间清理不净层间清理不净为清除焊渣，每层必须用磨光机及钢丝为清除焊渣，每层必须用磨光机及钢丝刷打磨。现场工具不够。刷打磨。现场工具不够。6是是7焊工操作不熟练焊工操作不熟练焊工操作不熟练，焊接速度快慢不焊工操作不熟练，焊接速度快慢不一致

20、。一致。8是是8专人、专机专人、专机未落实未落实专人专机是操作规程的要求。专人专人专机是操作规程的要求。专人专机得到保证专机得到保证。8否否3.要因确认5对口间隙偏小有错边焊接过程中焊缝收缩，局部焊缝熔合不良,。是6层间清理不净为清除焊渣，每层必须用磨-光机及钢丝刷打磨。现场工具不够。是7焊工操作不熟练焊工操作不熟练，焊接速度快慢不一致。是4制定对策表制定对策表 序序号号要因要因目标目标对对 策策负负责责人人协协助助人人完成完成期限期限检检查查人人1 1焊工操焊工操作不熟作不熟练练提高焊工操提高焊工操作水平作水平焊接技师现焊接技师现场指导场指导, ,逐逐步熟练。步熟练。魏魏启启燕燕韩韩守守志志

21、5.265.26前前袁袁木木清清2 2层间清层间清理不干理不干净净层间焊缝露层间焊缝露金属光泽金属光泽配备工具，配备工具，层间清理检层间清理检查合格后进查合格后进行下一层焊行下一层焊 魏魏启启燕燕韩韩守守志志5.275.27前前袁袁木木清清3 3对口间对口间隙偏小隙偏小, ,有错边有错边 间隙适量错间隙适量错边量达到规边量达到规范要求范要求使用外对口使用外对口器器, ,保证对保证对口间隙口间隙赵赵丹丹韩韩守守志志5.275.27前前袁袁木木清清对策表对策表 制表制表 刘春霞刘春霞 5.5.实施实施实施一5月27日魏启燕、韩守志现场指导焊工操作，焊工已掌握操作要领。实施二5月26日魏启燕、韩守志

22、向每名焊工发了一台角向磨光机及钢丝刷，作严格的层间清理。实施三5月25日27日赵丹督促施工班组使用外对口器进行管端对口，保证了适当的对口间隙，控制了错边量。 打磨打磨使 用 外 对 口使 用 外 对 口器 进 行 管 端器 进 行 管 端对口对口制表：刘春霞拍片检查结果表按对策表中的对策实施后，从5月28日-5月30日，共焊接焊口5个，拍片50张,合格片47张。6.效果检查效果检查日期日期 拍片拍片数数（张（张) ) 拍片结果（张）拍片结果（张） 一次一次合格合格数数( (张张) ) 一次合一次合格率格率(%)(%) 5.285.281082-101005.295.29201082-18905

23、.305.30201181-1995合计合计5029183-4794 本标段天然气管道安装工程全面铺开后，我们按制定的改进措施进行了天然气管道的焊接工作，从2003年6月-2003年9月.共焊接焊口84个，拍片760张。七七. 现场应用现场应用结论：射线探伤一次合格率98% ， 制表：刘春霞日期 拍片数（张) 拍片结果（张） 一次合格数(张) 一次合格率(%) 7月1388553-1381008月2892305144281979月333252743432698合计7605671787874598结论：射线探伤一次合格率98% ， 八八 PDCAPDCA循环前后焊缝一次合格率及焊循环前后焊缝一次

24、合格率及焊接缺陷一次返修率情况对比接缺陷一次返修率情况对比制图：刘春霞98%72%焊缝一次返修率2%28%焊接缺陷一次返修率焊接缺陷一次返修率焊缝一次焊缝一次合格率合格率 纤维素型下向焊条纤维素型下向焊条手工立向下焊接工艺手工立向下焊接工艺的成功运用，为公司的成功运用，为公司争得了荣誉。紧接着争得了荣誉。紧接着公司又中了两个天然公司又中了两个天然气门站工程气门站工程, ,即将实即将实 现产值约现产值约400400万元万元。 返修率降低可节约直接返修率降低可节约直接费（人工、机械、材料）费（人工、机械、材料）50005000元元 。 五凤路段共拍片五凤路段共拍片22232223张，其中张，其中1

25、4941494张为张为级片级片，节约探伤费，节约探伤费1.81.8万元万元 该工程被评为武汉市2003年度燃气热力优质工程。 建设方评价：该工程是质量控制最好、合同履约最好、我们最满意的工程。社会效益社会效益成品焊缝成品焊缝成品焊缝武汉建工安装工程有限公司企业标准作业指导书 管道立向下焊接工艺管道立向下焊接工艺 QJ/WJA0605-2003 在在西气东输工程中已开始应西气东输工程中已开始应用用半自动药芯焊丝立向下焊焊工工艺，该工艺焊接速度快、质量稳艺，该工艺焊接速度快、质量稳定。定。 十一.下步目标 我们将探索并应用此工艺，我们将探索并应用此工艺，为企业持续发展作出贡献。为企业持续发展作出贡献。双人焊接焊接方向焊接方向再再再再再再 见见见见见见 领导重视，派领导重视，派专人赴外地学习专人赴外地学习, , 为达到目标创造了为达到目标创造了前提条件。前提条件。 可行性分析可行性分析 我公司已完成我公司已完成ISO9001-2000ISO9001-2000版标准版标准的转换，员工质量意的转换，员工质量意识进一步加强。识进一步加强。 我公司先后承我公司先后承接了南湖路段、关接了南湖路段、关沪路段燃气管道安沪