提高沁水蓝焰煤层气集输管道工程焊接和防腐一次合格率的办法

1、提高沁水蓝焰煤层气集输管道工程焊接和防腐一次合格率的办法一、工程简介 2008年5月，公司中标山西省沁水蓝焰煤层气集输管道工程第一标段。工程位于郑庄-沁水之间，长度为，管线采用直缝钢管，材质为L245，防腐等级为三层PE加强级，设计压力，焊道及弯管处补口采用热收缩补口套及缠绕带。工程执行油气长输管道工程施工及验收规范（GB50369-2006）、油气输送管道穿越工程施工规范（GB50424-2007）以及其它相关标准。为了站稳煤层气管道市场， 公司对项目部提出了三项目标要求：精心组织 做到在参加施工的单位中工期最快，展现公司的实力 精心施工 做到在参加施工的单位中质量最好，创建公司的品牌 精心

2、管理 做到在参加施工的单位中效益最好，为公司外部施工树立榜样 二、明确活动课题及目标，成立QC小组 针对公司提出的三个目标，项目部决定通过开展QC小组活动，来保证工程质量目标的实现，而工程质量的关键环节就是焊接和防腐质量，因此，项目部确定了QC小组指令性课题和目标，并为此组建了由项目经理、技术、质量及作业人员参加的QC小组。序号姓 名年龄文化程度职 务接受TQC教育时间小组分工1孙荣华38中专项目经理120学时组长2王 峰45大学主 任200学时副组长方法指导3薛新春24大学技术负责人40学时成员4陈 阳47大专处 长80学时成员5辛文策22高中质检员35学时成员6井海蛟26大学技术员20学时

3、成员7崔 凯33技校焊工班长60学时成员8幺名才37技校防腐班长60学时成员9何玉祥36技校管工60学时成员10马玉明29技校焊工20学时成员11张丽萍32大学工程师80学时成员资料整理小组名称：管道QC小组 注册编号： JSJT2009- AZ26课题：提高沁水蓝焰煤层气集输工管道程焊接和防腐一次合格率目标：焊接一次合格率96%，防腐补口一次合格率98% 1、目标值确定的质量水平有可能实现全线工程质量第一的目标2、低于目标值就不能保证实现全线工程质量第一的目标目标必要性 可行性分析必要性人员素质高技术能力强1、组长孙荣华焊接专业毕业，施工经验丰富。2、副组长王峰多年从事质量小组活动管理，理论

4、知识丰富，指导能力强。3、本小组和参加施工人员均培训考核合格，技术素质有保障。4、公司在以往工程施工中曾达到过目标值的水平。施工机具先进设备保障能力强1、拥有8台先进的SAE-400林肯焊机2、拥有4套德国菲茨内对口器3、拥有2套自制外对口器4、防腐机具配套准备充分有经验和措施保证1、施工准备充分，措施保障能力强2、有类似管道施工经验3、焊接工艺评定完备4、焊接技术措施齐全有利因素 1、拥有8台先进的SAE-400林肯焊机2、拥有4套德国菲茨内对口器3、拥有2套自制外对口器4、防腐机具配套综合分析结果：目标必要、可行，有一定难度。地形复杂 施工条件差 征地困难 不利因素 1、焊接试验，确定主要

5、问题7月11日开始，公司在试验段A10-A11桩之间试焊20道口，进行120点外观检验和100%无损检测（每道口拍片5张，共计100张），焊接一次合格率79%。缺陷情况如下表所示：三、第一次PDCA循环序 号缺陷项目频 数频 率 （%）累计频率（%）1错口3636362焊道余高超标2424603气孔2020804内凹陷88885咬边77956其它55100 合 计100图-1焊接质量缺陷排列图外观检查120点,探伤检查100张X射线底片,合格片79张，一次合格率79%，总缺陷数100个。统计人：薛新春 审 核：孙荣华 时 间： 7月15日 错口 余高超标 气孔 内凹陷 咬边 其它36%60%8

6、8%95%80%试验段管道焊接的主要缺陷是：错口、余高超标和气孔，占缺陷总数的80%，是主要缺陷，对此我们运用关联图进行了原因分析 2、原因分析3、 要因验证针对关联图分析出的七个末端因素，小组进行了要因验证：验证一 验证项目：对口器主机头涨圈行程不够验证时间： 7月16日 验证负责人：薛新春验证方法：原理分析和现场检查液压到80bar副机头涨开启动副机头的二级液压系统副机头二级液压缸开始工作修复管口变形，组对管线继续加压到500 bar时主机头顶住管口带动主机头开始联动工作 VIETZ（RIZ426H）对口器操作流程图验证情况：VIETZ公司的管道内对口器工作原理：由液压部分和膨胀部分组成联

7、动装置共同工作，通过两级加压系统，使主机头外涨力达到500bar，可以矫正管口变形。现场实际检查情况是：当主机头外涨力达到500 bar时，对口器主机头涨圈行程只有14mm，未达到设计要求的20mm的规定值，因而不能对口和矫正管口变形。验证结论：是要因。验证二 验证项目：管口变形验证时间：7月16日 验证负责人：井海蛟 何玉祥验证方法：现场检查验证情况：现场实际检查进场管线120根，管口变形的有24根，占总数量的20%；经质检员何玉祥现场实际检查，证实管口变形有两种情况，一种是管线拉运过程中磕碰，使管口变形；另一种是管口的椭圆度超标。验证结论：是要因。验证项目：吊管用支架高度不够验证时间：7月

8、16日 验证负责人：辛文策 崔凯验证方法：现场施工时，实际检查和测量验证情况：在地势起伏较大处高低差达450mm，原吊管支架的最佳吊起高度为300mm，在地势起伏较大处不能吊起管线；管线不能正常吊起，影响正常开挖操作坑，焊工操作空间小，影响焊接质量。验证结论：是要因。验证三验证项目：焊接电流不匹配验证时间：7月16日 验证负责人：孙荣华验证方法：现场试焊及召集小组成员座谈验证情况：经现场实际试焊，在管线焊接12点和6点位置采用同一电流时，由于重力作用溶池凝固慢，在6点位置产生余高超标。现场焊工反映林肯焊机的电流控制面板为英文标注，焊工不懂英文，调整电流参数时不方便操作；验证结论：是要因。验证四

9、验证五、验证六、验证七验证负责人：陈 阳 马玉明验证项目：1、早晨管线上露水多，湿度大 2、焊条烘干不好 3、缺少打磨专用工具验证时间：7月15日 验证方法：现场查看、查阅焊条烘干记录和召集小组成员座谈验证情况： 由于早晚温差大，在管线上凝聚成露水，直到上午十点左右才能完全蒸发，因此在早上焊接时，焊口处湿度大，焊接时易产生气孔，验证结论：是要因。 查阅焊条烘干记录，烘干时间、方法符合要求，现场抽查焊条桶使用情况符合要求，验证结论：不是要因。 现场实际检查电动砂轮机的配备情况，组对操作人员用钢丝刷清理坡口，未配备专用电动砂轮机，验证结论：是要因。4、制定对策序号要 因项 目现 状目 标对 策措

10、施负责人完 成时 间1对口器外涨圈行程不够工程即将开工对口器涨开后组对管线可以撬动对口器为德国VIETZ公司制造不影响正常施工进行修理对口器达到能够正常工作联系租赁公司租用两套内对口器联系VIETZ公司派专业人员到现场检修孙荣华7282管口变形管口变形占进场管线总数的20%管口变形影响组对质量将管口变形数量减少到2%以下到管线装车地点进行外观检验落实管线拉运中的防护措施薛新春井海蛟7203吊管用支架高度不够吊管支架的起吊高度为300mm地势起伏较大处达450mm保证管底操作空间达到650mm重新制作三个吊管用支架落实底部操作坑的开挖标准崔 凯马玉明718要 因 对 策 表4焊接电流不匹配以前没

11、有接触过林肯焊机，没有明确最佳焊接参数林肯焊机控制面板为英文确定最佳焊接参数使操作人员掌握林肯焊机使用要点模拟试焊，正交试验确定最佳焊接参数将林肯焊机操作要点翻译成中文王 峰薛新春崔 凯朱友庆7205管线温度低、湿度大早晨管线温度低、焊接时缓霜结露，湿度大影响焊接质量早上施工时管口加热干燥，满足正常施工要求制定防潮措施，研制管口烘干装置孙荣华何玉祥7186缺少打磨专用工具现场组对人员用钢丝刷清理坡口，清理不彻底坡口清理符合标准和规定要求购买电动砂轮机配备专人打磨清理坡口孙荣华7184焊接电流不匹配以前没有接触过林肯焊机，没有明确最佳焊接参数林肯焊机控制面板为英文确定最佳焊接参数使操作人员掌握林

12、肯焊机使用要点模拟试焊，正交试验确定最佳焊接参数将林肯焊机操作要点翻译成中文王 峰薛新春崔 凯朱友庆7205管线温度低、湿度大早晨管线温度低、焊接时缓霜结露，湿度大影响焊接质量早上施工时管口加热干燥，满足正常施工要求制定防潮措施，研制管口烘干装置孙荣华何玉祥7186缺少打磨专用工具现场组对人员用钢丝刷清理坡口，清理不彻底坡口清理符合标准和规定要求购买电动砂轮机配备专人打磨清理坡口孙荣华718临时措施：租用两套内对口器为了不影响工程进度，保证管线焊接正常进行，项目经理部决定：先租用两套内对口器，由薛新春负责联系租用价格及到场时间； 经与出租单位协商，对口器3天内可送到。联系VIETZ公司派专业人

13、员到现场检修对口器 VIETZ公司总部接到检修委托后，同意到现场检修，我公司临时租用对口器的费用由VIETZ公司承担； 7月26日，德国VIETZ公司哥雷斯工程师到达施工现场。经与小组成员共同研究试验，发现对口器副机头上二级液压传动杆的行程比设计值小8mm，导致所传动的主机头涨圈的行程比设计值小6mm 经与小组成员共同研究试验，在二级液压缸中加入2片钢垫片（每片厚4mm），以弥补行程小8mm的缺陷，液压油可通过垫片中间的孔洞流过，不影响液压系统的正常工作。经现场对口试验，加压到500bar时主机头完全涨开，局部管口变形可以矫正，经现场检查，组对的各项指标完全达到标准规定要求。5、对策实施实施一

14、实施二到管线装车地点进行外观检验由薛新春带领材料员到管线装车地点逐根检查，对外观检查不合格的拒绝装车，把住进货检验关第二次拉管时，管口变形由原来的20%降低到1.5%落实管线拉运中的防护措施 管口加防护圈，组对时拆下管口防护圈。 拉运中，管子之间加橡皮圈或草绳防护。 用专用软吊装带绑扎固定管子。 管子的临时堆放高度不超过4层。 布管时，用专用吊管带轻装轻卸。实施三重新制作三个吊管用支架 由薛新春设计新的吊管支架制造图，满足地势变化时管线底部有足够的操作空间要求 由孙荣华组织按图制作3个新吊管架，新吊管架比原吊架的管底部操作空间高350mm，满足地形起伏变化的需要落实管底操作坑的开挖标准 制定管

15、底操作坑的开挖标准为：半圆形坑，直径600mm，深度300mm； 由现场焊工验收操作坑的开挖尺寸，操作坑不合格，焊工可拒绝焊接。新旧吊管支架示意图管底操作坑示意图 模拟试焊，确定最佳焊接电流档位 在相同焊接条件下重新模拟试焊确定最佳焊接工艺参数； 调整焊接方法，收弧位置调整到7点位置，收弧时避免直接提升焊条，采取向下移动再提升的方法。实施四 采用L9（34）正交试验法，寻找最佳焊接参数，确定焊接电流、电压和摆弧速度。将林肯焊机操作要点翻译成中文 制定从开机到调整电流每一步骤的操作指南，并附有中英文对照的字词解释，张贴在焊机机盖上面，便于随时对照； 由薛新春组织，对照焊机实物讲解使用要点和注意事

16、项，使每个操作人员都掌握了林肯焊机的使用要领。 操作指南中文翻译L9（34）正交试验法确定焊接参数 首先根据焊接工艺评定要求， 制定打底焊的因素水平表：水平 因素电流（A）A电压（v）B运弧速度（cm/min）CI802410II852615III902820备注母材为L245，厚度7.1mm，坡口角度60O5O钝边0.5-1.0mm，间隙1.5-2.0mm，焊条为伯乐牌E6010纤维素下向焊条L9（34）正交试验表因素试验号电流（A）A电压（v）B运弧速度（cm/min）C缺陷点数18024104280261533802820448524101585261516852820279024104

17、8902615399028203I1199I+II+III=25II477III1099R722说明：1、每个试验号均由同一技术水平焊工使用同一焊机试焊，主要缺陷为错口、咬边、气孔、余高超标。2、从正交试验表中可以看出：RARB=RC，最佳优化方案是A2B2C23、同理通过试验，还确定了填充焊和盖帽焊的最佳焊接工艺参数。 焊接层次电流(A)电压(v)摆弧速度(cm/min)焊接示意图18526152140262032002620各层焊接工艺参数表实施五制定防潮措施 由薛新春负责研制环向火焰烘干装置，彻底解决早晨管壁潮气的烘干问题； 严格执行施工规范，相对湿度大于90%天气禁止施焊。 实施六购买

18、电动砂轮机配备专人打磨清理坡口 新购置5台角向磨光机，配备到作业班组中，流水施工的每一道工序作业组实行工序交接检制度，坡口打磨不合格，下一作业组有权拒绝接收； 配备一名专职打磨坡口人员，保证坡口打磨质量。 专职人员进行坡口打磨8、效果检查 8月12日，对试验焊口的主要缺陷进行返工处理，经检查返工一次合格率达100%，在以后进行的主体线路焊接工程中，由于严格按照小组制定的措施实施，进展顺利，十月二十五日，全部主体线路工程焊接完毕。焊道经X射线检验拍片1956张，无损检测一次合格率99.5%，比计划目标提高了个百分点，二次合格率100%，超过焊接一次合格率目标要求。八、第二次PDCA循环1、现状调

19、查分析 本工程防腐补口形式和要求， 与我项目部前期施工的潘庄煤层气集输管道工程相同。为确保每10公里不多于5个防腐层漏点的质量验收要求，小组对前期工程防腐质量问题和原因进行了分析，如下图所示：影响防腐补口质量因果分析树图2、根据因果树图确定以下六条末端因素： 1) 专业机具不配套； 2 ) 加热距离和时间掌握不好； 3 ) 加热顺序和方法不正确； 4 ) 操作防护不到位； 5 ) 补口套边缘破损； 6 ) 人员缺少专业培训。3、针对这六条影响因素进行要因验证：要 因 验 证 表序号主要原因验证情况验证人要因确认1专业机具不配套 没有配备补口专用的加热罩 经调查，晋城地区的专业市场也没 有这种加

20、热罩幺名才是要因2加热距离和时间掌握不好以前施工中采用喷灯加热集中受热容易将补口套烤焦薛新春是要因3加热顺序和方法不正确从两端向中间加热产生气泡补口套收缩前上下间隙不一致孙荣华是要因4操作防护不到位电动钢丝刷除锈时飞出细钢丝操作工人没有防护面具和防护服崔 凯是要因5补口套边缘破损施工采用西普补口套质量好 收缩均匀补口套边缘破损率低于0.1%井海蛟不是要因6缺少专业培训防腐操作人员均经过专业培训并取得上岗操作证防腐操作人员经过哈炼工程锻炼辛文策不是要因4、制定对策小组根据要因验证确定的4条要因分别制定对策：要 因 对策 表序号要因项目现 状目 标对策实施负责人完成时间1专业机具不配套采用喷灯对补

21、口套加热加热均匀补口套不被烤焦内衬胶均匀溢出研制补口专用火焰加热罩幺名才8.202加热距离和时间掌握不好不掌握补口套加热距离和加热时间的具体参数确定补口套的加热距离和加热时间现场试补4道口，结合实际情况确定最佳的加热距离和加热时间薛新春8.223加热顺序和方法不正确加热顺序和方法没有形成规范性资料形成补口套加热顺序和方法的规范性资料重新修定防腐补口工法重新向操作工人交底孙荣华8.244操作防护不到位除锈时钢丝刷溅出的细钢丝容易伤人防止细钢丝伤人，发挥打磨操作人员的质量能动性。购买专用防护服和防护面罩严禁在潮湿环境中除锈井海蛟8.25研制防腐补口专用火焰加热罩 参照喷灯前端加热罩的形式，研制火焰

22、加热罩，加在焊把前端，代替喷灯加热；其加热特点是：火力集中加热均匀方便操作体积小安全实施一序号控制项目控制要求1加热距离 200mm2加热时间 45s3电火花检测 15Kv不击穿41%剥离检验钢体处70N防腐层搭接处35N补口套剥离检验示意图补口控制要求8月22日，薛新春组织防腐工在A10-A13间选取4处进行补口试验，确定最佳的加热距离和加热时间火焰加热器距离补口套200mm处缓慢来回移动 加热时间控制在45s左右，使补口套刚好热缩到管壁 补口套内壁胶加热后外溢形成环状为最佳 电火花检测防腐补口套，电压15kv检测无击穿放电剥离检验结果：管体170N防腐层搭接面110N实施二 实施三补充完善

23、防腐补口施工方法，形成文件化技术措施电动钢丝刷除锈，达到St2级，特别加强管线底部除锈 清理距管端300mm范围内的杂物，修整管线防腐层端头坡度 将补口套居中放置，保证与管线防腐层的搭接100mm将木楔插到补口套的两端，保证补口套与管线周向间隙一致 两人对面同时操作，从补口套中部向两边加热，撤掉木楔在胶凝固前，用专用工具从中间向两端挤压消除皱褶和气泡 由于配备了专用除锈防护装备，除锈操作环境得到了改善，保证了除锈质量。 8月22日和8月28日分别抽查20道防腐口的除锈情况，除锈彻底，可见原金属光泽，特别检查了管线底部和管线防腐层结合部位的除锈情况，除锈彻底，均达到标准规定的St2级除锈等级。 决定由孙荣华负责购买塑料防护头盔2个，防护服2套，配备给除锈操作人员 决定由薛新春加强监督控制，严格施工管理，潮湿天气严禁进行管线除锈操作 8月29日，按照修定的防腐补口措施重新向操作工人交底，并开始全面补口施工，由于严格按照制定的操作规程组织施工，取得显著效果，全线补口施工1956道，电火花检测一次合格率