不锈钢盘管调直器研发QC成果报告

1、 不锈钢盘管调直器研发 小组名称：自控仪表QC小组发 表 人： 王 晓 兵单位名称：四川石油天然气建设工程有限责任公司2012年 1 月 25日目 录TOC o 1-1 h u HYPERLINK l _Toc21992 一、课题背景 PAGEREF _Toc21992 1 HYPERLINK l _Toc30378 二、选择课题 PAGEREF _Toc30378 1 HYPERLINK l _Toc29604 三、QC小组概况2 HYPERLINK l _Toc16937 四、设定目标 PAGEREF _Toc16937 2 HYPERLINK l _Toc7343 五、提出方案，确定最佳

2、方案 PAGEREF _Toc7343 2 HYPERLINK l _Toc14216 六、制定对策9 HYPERLINK l _Toc12721 七、实施 PAGEREF _Toc12721 10 HYPERLINK l _Toc17741 八、效果检查 PAGEREF _Toc17741 14 HYPERLINK l _Toc7585 九、标准化 PAGEREF _Toc7585 14 HYPERLINK l _Toc29057 十、总结及打算 PAGEREF _Toc29057 15一、课题背景长期以来，在石油天然气建设自控仪表施工中，井口安全系统大多采用不锈钢盘管来进行取源。因工程所用

3、不锈钢管主要为:3/80.035（150m盘）,材质为316L，硬度较大、弹性好，到货的不锈钢管大多采用盘式包装（如图1所示），不利于校直安装；根据GB50131-2007自动化仪表工程施工质量验收规范要求，在仪表管道安装施工中，各种仪表管道均应做到顺直、没有裂纹及凹陷。受施工现场诸多条件的限制，调直长期采用手工调直法为主。手工校直法时间长 、效率低下、人工成本高，且调直精度差，调直后的钢管易凹陷变形，影响施工质量，给施工带来了一定的难度。 图一 安装之前仪表管路图 图二 人工调直安装的仪表管路图二、选择课题（一）问题提出小组根据施工现场平时遇到的问题进行了归纳，主要体现在如下两方面：（1）施

4、工质量不高。不锈钢盘管材质为316L，硬度较大，弯曲盘管校直施工难度大，现场安装偏差已达:5mm/m。 （2）施工效率低。以前安装盘管安装过程中采用的是人工调直方法，调直一盘150米的盘管施工周期长（需要3天时间）。（二）确定课题不锈钢盘管调直的施工工效和现场安装偏差已经严重影响到施工质量和施工成本，为此自控仪表QC小组集中全体组员经验，广集思路，希望设计制作有一种轻巧、简易施工工具，能够提高施工工效且缩小安装偏差，小组最终选题确定为：不锈钢盘管调直器研发。QC小组概况小组概况小组名称自控仪表QC小组注册编号YJDY-01课题名称不锈钢盘管调直器研发成立时间2011年3月课题类型 创 新 型活

5、动时间2011年3月-2011年11月小组人数（10人） 7 人当年活动次数 15 次小组成员情况序号姓名年龄文化程度职务职称组内分工备注1刘勇刚35大专副中队长组长策划人2王晓兵32本科工程师副组长策划人3王 珂24本科技术员组员资料收集4罗 强38大专仪表安装工组员执行人5刘 伟37中专仪表安装工组员执行人6蒋 鸣38技校仪表安装工组员执行人7蒋淑萍35大专质量部副部长组员资料整理QC活动指导：倪爱芳四、设定目标1、不锈钢盘管调直后，偏差不大于2mm/m。2、调直一盘150m不锈钢盘管的调直时间降低到1天内。五、提出方案，确定最佳方案1、提出方案：2011年3月5日，小组成员在重庆项目部召

6、开了两次会议，小组成员围绕如何提高不锈钢盘管路安装质量和速度进行了大讨论，提出了三种方案，并进行了分析比较：方案1. 借鉴建筑用钢筋调直机研发盘管调直器R2R1d钢筋调直机调直钢筋时，利用三个圆盘分两边夹持直线通过的钢筋，利用圆盘的上下移动给钢筋上下两方各一个压力，从而达到调直的目的。上边是一个圆盘，半径为R1，另外一边是两个等径的圆盘，半径为R2。设需校直的钢筋直径为d，它们之间的中心距则调整为R1+R2+d。借鉴钢筋调直机原理研发一台不锈钢盘管调直机，采用电动机动力带动上下两个圆盘加持不锈钢盘管匀速前进，利用另外三个圆盘分两边夹持直线通过的不锈钢盘管，利用圆盘的上下移动给钢筋上下两方各一个

7、压力，从而达到调直的目的。方案2.自制不锈钢盘管调直器利用卷板机的工作原理，研发一种轻便简易的不锈钢盘管调直器。将不锈钢盘管加持于调直器中间，利用人工左右移动调直器，利用上下轴承的压力来对盘管进行调直。方案3. 借鉴立式拉丝机调直盘管立式拉丝机可以拉直钢、铝、铜、电工用导线、钢丝绳等金属线材。最大拉直直径：6.5-4.4mm ，最小拉直直径(mm)：2.6-1.6mm。借鉴立式拉丝机原理，更改拉丝机上的加持模具，用盘管来代替电工用导线、钢丝绳的位置，采用拉直的方式来达到调直盘管的目的。针对每个方案，从有利因素和不利因素两个方面分析：方案名称方案实施优点缺点方案1：借鉴钢筋调直机制造盘管调直机借

8、鉴建筑用钢筋调直机原理，制作一台盘管调直机。使用时调节上下圆盘的间距到适合位置，把盘管夹入夹具内，由电机带动盘管高速前进，来达到盘管调直的目的。1、机械化成度高；2、调直速度快，调直速度可达30米/分钟。1、设备重量至少在200KG以上，不利于携带，不适合单井站少量盘管的施工2、必须使用380V电源。方案2：自制调直器利用卷板机的工作原理，自行研发制作一个轻便简易的调直器。1、加工设备及人员都有现成资源。2、技术要求明确。1、需自行研发。2、存在一定加工难度。方案3：借鉴立式拉丝机调直盘管借鉴立式拉丝机调直盘管。实际使用时，更改加持模具用盘管来代替导线、钢丝绳的位置，来达到调直盘管的目的。 1

9、、机械化成度高；2、可以拉直各种规格的产品。1、设备重量在1000KG以上，不利于携带，不适合野外施工。2、单台价格在10000元以上，成本投入高；3、必须使用380V电源。2、确定最佳方案： 通过以上的对比后，QC小组成员一致认为，自制盘管调直器能最大限度满足要求，对盘管的保护及调直效果方面更具优势，为此我们认为方案二为最佳方案。绘制亲和图，提出不锈管盘管调直器的研发方案 不锈管盘管调直器的研发方案亲和图制图人：刘勇刚 制图时间：2011年3月8日4、确定不锈钢盘管调直器研发最佳方案1）不锈钢盘管调直器底板材料的选择方案选择试 验 分 析结 果结 论普通钢板冲击试验及重量分析机械强度高，不易

10、变型。重量适中。采用硬质塑料板冲击试验及重量分析抗冲击力差，受力后易发生脆断。重量轻。不采用铝合金材料冲击试验及重量分析韧性好，受冲击后易变型，重量轻。不采用2）不锈钢盘管调直器轴承选择方案选择试 验 分 析结 果结 论普通钢制轴承与不锈钢盘管的接触面积试验以及对不锈钢管的腐蚀与不锈钢盘管的接触属于点接触，易损伤盘管；与不锈钢属于不同材质的金属，易使不锈钢管发生表面腐蚀不采用带凹槽钢制轴承与不锈钢盘管的接触面积试验以及对不锈钢管的腐蚀与不锈钢盘管的接触属于面接触，不会损伤盘管；与不锈钢属于不同材质的金属，易使不锈钢管发生表面腐蚀不采用带凹槽不锈钢轴承与不锈钢盘管的接触面积试验以及对不锈钢管的腐

11、蚀与不锈钢盘管的接触属于面接触，不会损伤盘管；与不锈钢属于同材质的金属，不会使不锈钢管发生表面腐蚀采 用3）不锈钢盘管调直器底板尺寸选择方案选择分 析结 果结 论450*150*12尺寸适中，重量较轻，强度较好。 便于操作。采用1000*150*12尺寸长，重量太重，强度一般。 不便于操作。不采用450*150*20尺寸适中，重量太重，强度高。 不便于操作。不采用4）不锈钢盘管调直器轴承数量及排布选择方案选择过程分析结 果结 论采用上下两排直线排列的共12个轴承上下挤压通过其中的不锈钢盘。因盘管的受力点基本处于一条直线，无法保证校直后的盘管发生回弹现象，校直效果不理想。不采用采用上下两排直线排

12、列的共8个轴承上下挤压通过其中的不锈钢盘管。以四个等腰三角型结构原理，利用上下两方轴承上的凹槽面，上下多点挤压直线通过的不锈钢盘管。因盘管的6个受力点不重合，稍微向下调节上方两个轴承后，可保证校直后的盘管尽量减少回弹现象，校直效果较为理想。采用采用上下两排直线排列的共5个轴承上下挤压通过其中的不锈钢盘管。因盘管的3个受力点不重合，稍微向下调节上方中间轴承后，可保证校直后的盘管尽量减少回弹现象。但因受力点较少，校直效果不是很理想。不采用根据以上一系列的分析、试验、对比后，小组成员确定了最佳不锈钢盘管调直器研发方案。如下树图：六、制定对策2011年3月，在重庆气矿项目施工现场基地，小组进行了方案设

13、计，制定了对策表，如下： 对策表项目对策目 标措 施地点完成时间责任人不锈钢盘管调直器设计使用普通钢板做固定板材料1、材料普通，易采购。2、整体的抗冲击能力强，不易变形。3、易于切割钻孔等深加工。选用12mm厚的普通材质的钢板。重庆 梁平2011.4刘勇刚固定板尺寸选择为450*150*121、满足固定基准轴承的需要2、结构轻巧3、不易变形设计尺寸准确，确保和其他部件的精密配合。重庆 梁平2011.4刘勇刚使用普通钢板做挡板材料1、材料普通，易采购。2、整体的抗冲击能力强，不易变形。3、易于切割钻孔等深加工。选用12mm厚的普通材质的钢板。重庆 梁平2011.4王晓兵挡板尺寸选择为300*35

14、*121、满足固定下压轴承的需要2、结构轻巧3、不易变形设计尺寸准确，确保和其他部件的精密配合。重庆 梁平2011.4王晓兵使用普通钢板做调节板材料1、材料普通，易采购。2、整体的抗冲击能力强，不易变形。3、易于切割钻孔等深加工。选用12mm厚的普通材质的钢板。重庆 梁平2011.4王晓兵使用不锈钢轴承避免管材被腐蚀使用和不锈钢盘管相同材质的316L不锈钢轴承重庆 梁平2011.5王晓兵采用50外边带凹槽的不锈钢轴承确保盘管调直过程中管材不受损变形。轴承外凹槽的曲率半径与不锈钢盘管外半径一致。重庆 梁平2011.5罗强8个轴承两排布置于固定板、挡板，两个轴承可以通过调节板进行位置调节盘管调直效

15、果理想，调直后的不锈钢管符合要求1、精准固定轴承间距2、保证固定板上4个轴承在同一直线。3、挡板上两个轴承位置可上下调节。重庆 梁平2011.6王晓兵不锈钢盘管调直器制作固定板、挡板严格下料尺寸、开孔直径及孔间距固定板尺寸450*150*12，挡板尺寸300*35*12，调节板与固定板固定牢固，挡板调节灵活。固定板两端的上下轴承外边间距与不锈钢盘管外直径相等。1、下料时固定板、挡板、调节板尺寸误差控制在1mm内；2、固定板、挡板上开孔的直径及孔间距误差在0.2mm内；3、调节板与固定板的连接固定部位误差在0.1mm内；4、调节板插杆与挡板插孔的误差在0.1mm内；5、轴承采用M12的螺丝固定牢

16、固，紧固力矩值不小于51N.m重庆2011.72011.8蒋鸣调节板上插杆及拉板焊接位置精准 轴承安装位置准确牢固。盘管调直器试用不锈钢盘管调直器试用1、提高施工功效，有效缩短施工周期（控制在1天内），减少人工成本。2、提高施工质量，实现盘管校直偏差不大于2mm/m。在多个单井站施工中，同时试用，检验所研发的不锈钢盘管调直器是否能够提高施工效率、提高施工质量。重庆 气矿 川东 北气 矿201192011.11刘伟制表人：王珂 制表时间：2011.3.23七、实施实施一：不锈钢盘管调直器设计固定板、挡板、调节板的材料均使用12mm厚普通钢板制作。具有较好的抗冲击能力，不易变形；且材料普通，易采购

17、；易于切割、钻孔等深加工。不锈钢轴承材质为316L，且带有与不锈钢盘管同直径的外凹槽，调直过程中避免管材被腐蚀，保护管材不易受损变形等优点；采用8个轴承以四个等腰三角型结构，固定在长方型的钢板上，以下方固定板上的4个固定点、直线排列的轴承为支撑，用调节板向下调节上方的2个轴承，下压在不锈钢盘管上，利用上下两方轴承上下多点挤压，来调直线通过的不锈钢盘管，采用人工方式左右移动调直器，来达到不锈钢盘管调直的最终目的。将调直器挡板插入固定板与调节板之间，采用4颗M8的螺丝固定在底板上，旋转调节板上的4个调节手柄，来调节上下两排轴承之间的间距。图三 盘管调直器示意图实施二：不锈钢盘管调直器的制作严格控制

18、固定底板、挡板、调节板的下料尺寸。使用气割方式按图尺寸切下固定板、挡板及调节板所需材料，后进行打磨加工。加工后固定板、挡板、调节板尺寸误差控制在1mm内；精确控制开孔位置及孔径。使用钻床对固定板、挡板进行开孔，严格选用合适的钻头，开孔的直径及各孔间距误差确保在0.2mm内； 详细部件尺寸（如图四所示）： 轴承采用M12的螺丝固定牢固，紧固力矩值不小于51N.m，轴承安装位置准确。将调直器挡板插入固定板与调节板之间，并用4颗M8的螺丝将调节板与固定底板用1颗M12的螺丝相固定。（如图五所示）实施三：不锈钢盘管调直器的试用在多个单井站施工中，同时试用，检验所研发的不锈钢盘管调直器是否能够大大的提高施工效率、提高施工质量。为保证制作质量，小组成员在不锈钢盘管调直器制作完成后，对其外形尺寸、轴承间距、抗冲击性以及不锈钢盘管调直质量均进行了检验，均符合要求。 图六所示：正在使用效果验证图图七所示：不锈钢盘管被调直后安装图八、效果检查不锈钢盘管调直器的诞生提高了工作效率，节省了工作时间，减少了管材的浪费，保证了施工质量，而且美观大方。实现了小组的总体目标。1、目标检查盘管调直后，实现了偏差不大于2mm/m的目标。研发出的不锈钢盘管调直器，已应用于不锈钢盘管的调直。原来现场安装偏差为不大于5mm/m，安装质量仅达到了合格标准；经过校直器处理后，现场