QC成果提高大跨度钢结构连廊箱型构件现场焊接一次合格率

提高大跨度钢结构连廊箱型构件现场焊接一次合格率集团西安分公司QC小组一、工程概况建安工程钢结构分项工程主要分为1#、2#、3#连廊和门厅四部分。其中1#、2#连廊宽4.73米、高6.0米，米全长104.4米，安装上弦高度为16.97米，弦杆及侧面支撑规格为：箱型B400×400×30、B400×400×16，预埋柱脚及支架立柱为箱型700×700×35（内灌C40混凝土），所用钢材均为Q345B，钢桁架主次梁箱型构件均为坡口全熔透一级焊缝，施工现场的焊接方法选用CO2气体保护焊（平、横、立焊位）和手工电弧焊（仰焊位）。二、QC小组简介小组名称小组注册时间小组类型现场型小组注册编号活动课题提高大跨度连廊箱箱型构件现场场焊接一次合格率课题注册时间成立时间2013年9月110日课题注册编号小组成员10人QC教育时间平均55小时以上上课题活动时间2013年9月115日至20144年元月20日小组出勤率95%1、小组简介表一：制表人：时间：2013年9月15日2、小组成员简介表二：序号姓名性别年龄职称职务组内职务组内分工1组长总负责2副组长总指挥3副组长技术实施4顾问技术顾问5组员组织实施6组员技术实施7组员质量检查8组员具体实施9组员安全检查10组员具体实施制表人：时间：2013年9月15日三、选题理由1、理由一：为了应对和解决工程特点的需要连廊钢结构涉及现场焊接构件共546根，现场焊接全熔透一级焊缝总长度约890余米，焊接工程量大，焊接质量要求高，要求100%UT探伤，施工条件复杂，外包石材幕墙要求构件定位精度高，是工程质量控制的难点。2、理由二：为了应对和解决工程难点的需要根据西安的气候条件，11月15日进入冬季施工，现场约50%工作量需要在低温条件下进行焊接施工，钢结构低温焊接易出现裂纹和工作状态下发生脆断，控制不好就会导致焊接质量下降甚至造成不安全隐患，如何在低温条件下的焊接是本工程的一个质量控制难点。3、理由三：为了应对公司技术攻关和工程创优的需要本工程连廊长度达到104.4米，整体起吊段净跨度达到72米，这无论对于项目部还是分公司均是首次，分公司总工非常重视，要求我QC小组针对该课题展开活动。本工程质量目标：确保“长安杯”，争创“鲁班奖”，为了满足工程创优对焊接分项工程的要求。综上所述，小组选择“提高大跨度钢结构连廊箱型构件现场焊接一次合格率”为本次小组活动的课题。课题类型属于现场型。四、现状调查小组成立后，小组成员通过对我公司在2013年8月施工的箱型截面形式相同的钢结构门厅箱型构件焊接质量进行了质量检查，共检查点数420点，质量问题为40处，合格率90.48%，发现质量问题集中体现为：箱型构件接缝处拼装偏差错边、箱型构件焊缝夹渣、箱型构件焊缝气泡、箱型构件焊缝外观成型差、箱型构件焊缝咬边等问题，详见下表。表三：序号事件内容检查点数不合格点数不合格率%累计频率%1箱型构件接缝处拼拼装偏差错边边841845452箱型构件焊缝夹渣渣841230753箱型构件焊缝气泡泡84512.587.54箱型构件焊缝外观观成型差8441097.55箱型构件焊缝咬边边8412.51006合计42040制表人：时间：2013年9月16日根据频率统计表绘制出质量缺陷饼分图制图人：时间：2013年9月16日从饼分图中我们可以清晰的看出：大跨度钢结构连廊箱型构件现场焊接施工质量缺陷中的“箱型构件接缝处拼装偏差、错边”和“箱型构件焊缝夹渣”这两项质量问题占累计频率75%，是“关键的少数项”，是影响质量的主要问题。五、目标设定1、活动目标：9月17日，QC小组成员召开会议，为确保钢结构施工质量，保证各工序的有序开展，同时为了满足工程创优对焊接分项工程合格率的要求确定了本次活动目标：一次综合合格率≥95%制图人：时间：2013年9月17日2、目标确定依据：当前的一次验收合格率为90.47%，其中箱型构件接缝处拼装偏差错边和箱型构件焊缝夹渣两大质量问题发生频率为75%若将两大问题解决75%，则安装一次验收合格率=90.48%+（1-90.48%）x75%x75%=95.84%因此只需将以上两项主要解决问题75%以上则目标可以实现。结论：通过对目标值的计算和对施工管理可行性分析，小组成员一直认为：只要严格按PDCA循环扎实开展活动，一定能解决构件拼装偏差与构件焊缝夹渣质量缺陷问题，确保安装合格率达到95%以上。六、原因分析QC小组通过查阅文献、现场调查和专题会议，集思广议，同时运用头脑风暴法，对影响目前现场钢结构箱型构件现场焊接施工质量的两个主要因素用关联图进行了分析，绘制了产生“箱型构件接缝处拼装偏差错边”和“箱型构件焊缝夹渣”的原因分析关联图。制图人：时间：2013年9月17日七、要因确认通过原因分析，我们找出了影响箱型构件接缝处拼装偏差错边和箱型构件焊缝夹渣两大质量缺陷的末端原因，为了找出末端原因中的要因我们制定了要因确认计划，并对11个末端原因分别进行了分析确认。要因确认计划表表四：制表人：时间：2013年9月17日要因确认1：要因确认2：要因确认3：要因确认4：要因确认5：要因确认6：要因确认7：要因确认8：要因确认9：要因确认10：要因确认11：八、制定对策针对要因找出的问题，QC小组通过课题研究会、现场分析等形式集思广益，一一磋商探讨，从多方面、多角度进行全面分析，整理出经济合理、切实可行、操作性强的对策和措施。具体措施、对策见下表：对策表表七：制表人：时间：2013年9月19日九、对策实施实施一：优化胎架搭设方案增加设置临时连接板将原方案设计平面拼装胎架优化为立体胎架，胎架采用300300方钢管作为横担，直径600圆管为支撑立柱，内灌C30混凝土，确保架体有足够强度，胎架距地1.5米高搭设，架体下部满足通行要求，便于焊接施工和检查验收。桁架拼装完毕要进行临时连接板螺栓连接，焊接前调整连接板螺栓，消除焊口错边。将箱型构件焊缝处临时连接板数量由2块增加至4块，尽可能消除焊接变形引起的焊缝错边缺陷。附图11：现场胎架搭设图片附图12：焊缝连接板设置图片桁架在地面拼装和焊接过程中，使用高精度的测量仪器配备高水平的测量人员监控桁架的变形情况，尤其是焊接前与焊接后预起拱的变化，发现异常，及时查找原因并采取有效措施进行调整小组成员分别在拼装过程中以及焊接完成后分别对1#连廊其中六段构件的焊口标高偏差、焊口错边偏差、焊口宽度偏差进行了检查，并统计如下：表八：制表人：时间：2013年9月28日效果检查：构件的焊口标高偏差、焊口错边偏差、均控制在3mm以内,焊口宽度偏差均在4mm以内。实施二：改善施焊环境依据现地区的实际情况，在9-12月份施工如不采取防风措施，则风速超标的情况必然存在，特别是气体保护焊，受风速影响较大，因此进行切实可行的防风措施。小组成员针对本工程连廊结构超长，焊缝量大且焊缝分散的特点，设计了小型移动式整体防风棚。附图13:现场焊接防风棚效果检查：在焊接区域抽查检测风速10次，其风速均在1m/s以内，符合气体保护焊焊接的风速要求。实施三：优化焊接方案，现场模拟焊接1、通过检查原设计图纸及安装方案，发现仰焊位较多，施焊时焊工需躺在地上焊接，对于保证焊缝的质量很一定的困难，经小组研究后决定改变施工工艺，改变工艺为“平面焊接、立面拼装、整体吊装”，采取设置构件的翻身吊耳，在构件小拼后构件翻身，将仰焊位改平焊、立焊位，这样就避免大部分的仰焊焊位。经工艺调整后仰焊焊缝仅剩8道。2、现场模拟焊接，考核上岗。为了使焊工焊接时心中有数，按正式构件的材质、板厚、坡口形式制成试板，让参与焊接特殊钢材的焊工模拟焊接，焊接成型后经UT检测，合格后颁发上岗证。附图14：现场模拟焊接效果检查：经考核后焊工操作手法稳定，对厚钢板焊接做到心中有数；焊接前的坡口间隙、错边、垫板等检查时合格率达100％。实施四：改进焊接工艺1、改用纯度更高的食品级纯CO2气体，纯度达99.9%以上。气体纯度提高可大大降低焊缝夹渣和焊缝气孔产生的几率。2、将原气体保护焊实芯焊丝盖面的焊接方法改为电弧焊焊条盖面的焊接方法，采用该方法后焊缝外观质量得到大大提高附图15：焊口效果图片附图16：焊口效果图片效果检查：通过改进焊接工艺，经项目自检UT检测抽查，其焊缝内部质量和外观质量得到较大提高。十、效果检查1、目标完成情况连廊钢结构施工从2013年9月至2014年元月全部完成，小组成员分别对1#、2#连廊的施工完成情况进行了检查验收，将每次检验的数据分别进行汇总统计，统计表如下：1#连廊箱型构件现场焊接安装质量检查表表九：制表人：时间：2013年10月22日2#连廊箱型构件现场焊接安装质量检查表表十：制表人：时间：2014年元月16日钢结构连廊箱型构件安装质量检验统计汇总表显示，钢结构连廊箱型构件现场焊接安装质量由原合格率90.48%通过整改分别达到1#连廊的97.54%、2#连廊的97.83%以外，合格率均一次达到95%以上，达到了小组设定目标。同时我们对活动前后做了对比，下图为活动效果柱状图：图四：制图人：时间：2014年元月18日2、社会效益通过这次成功的QC活动，工程取得了良好的社会效益。达到了公司和业主预定的业绩目标，很好的实现了合同履约，取得了甲方和监理的高度好评，创造了良好的社会效益。同时也为公司以后解决类似问题提供了有效技术积累。3、无形效益通过这次成功的QC活动，小组成员充分发挥团队协作的精神，历练了团队，培养了人才，QC小组成员在团队精神、个人能力、质量意识、QC知识和施工规范的熟悉以及解决问题的信心等方面都有了进一步的提高。小组讨论认为，全体成员在活动前后相关状态的提高，是一种无形的效益，是企业的宝贵财富。用统计表和雷达图表示如下：制表人：时间：2014年元月20日制图：人时间：2014年元月20日十一、巩固措施通过这次创新的QC小组活动，为工程创优解决了一道难题，增加了一个工程质量亮点。此次QC活动为本工程夺奖把好了质量关。本小组对所取得的成果及所采用的对策、措施进行技术总结，使本项目QC小组取得的成果更加完善，总结编写了《箱型钢结构现场焊接质量控制》作业指导书，上报并经企业批准形成了企业工法《大跨度箱型钢结构现场焊接施工工法》（编号：JDJSGF2014-01）用以指导今后同类工程的施工。附图18：作业指导书附图19：企业工法十二、总结及下一步打算总结：1、QC小组严格遵循了PDCA循环原理，由于找到了影响本工程箱型钢结构构件焊接安装质量的主要原因，针对原因制定对策。对策、措施制定得当，提高了施工质量，取得了一定的社会效益。2、小组成员通过成功的小组活