QC成果提高能源中心的管道焊接质量汇报

提高能源中心的管道焊接质量工程质量攻关QC小组一．概况体育中心位于。该项目总占地面积为34.75公顷，由一个地下二层地上三层、可容纳18000名观众的综合体育馆；一个地下二层地上二层，可容纳12000人的室内游泳馆；一个可容纳7000人的室外跳水池以及一幢地下二层地上十一层的新闻服务中心组成,总建筑面积达15万平方米。该项目将作为2011年上海世界游泳锦标赛的主场馆投入使用，属特级体育建筑场馆，是一个能满足国际最高级别体育赛事标准要求的、多功能的、综合性水上体育竞技中心。同时，体育中心还将是上海体育训练的重要基地，市民体育健身、文化活动的重要场所，具有鲜明的水景观优势与岸线利用优势。能源中心就是一个工程的心脏，而管道就是里面的血管，管道的焊接质量就是血管的质量，血管不好，将使整个心脏不好。因此，提高能源中心管道的焊接质量非常有意义。本次作为质量攻关的能源中心配管预制推行自动焊接的冷冻机房位于新闻服务中心地下二层，建筑面积400平方米，主要设备有冷水机组6台、供回水泵25台、冷却塔6组12台，各类规格管道外径从27mm~480m共21496米，约21000焊口。其中计划采用自动焊接的管道从76mm~480m共12446米，占机房设备配管总量的60%。二．小组简介1.小组概况表小组名称体育中心工程质量量攻关QC小组课题名称提高体育中心能源源中心管道自自动焊接质量量注册日期2008.10..10注册号课题类型攻关型课题注册号活动时间2010.05~~2011.03活动次数11小组培训情况小组成员均接受TTQM知识培训36课时，出勤勤率100%2.小组成员简介人员情况表姓名性别年龄文化程度组内分工职务职称组内职务男45大学技术顾问高级工程师组长男34大学全盘工作工程师副组长男49大专质量控制工程师组员男40本科大专策划、改进高级工程师组员男39大专对策实施助理工程师组员男4036大专检查记录、信息反反馈助理工程师组员男33高中现场实施技工组员3.本课题活动统计活动情况统计表活动内容计划次数计划人次实际次数实际人次出勤率（%）定期活动42442292%专题活动21221192%现场分析21221083%座谈，交流318318100%小计1166116192%三．选题理由1、企业的方针目标：本企业的方针是精心施工，优质服务。从一开始，本公司就将此工程作为头等工程来抓，并确定了本工程的质量目标，那就是确保获得上海市安装观摩工程；确保获得上海市建筑安装工程“申安杯”奖；确保获得上海市建筑工程“白玉兰”奖；确保国家优质工程“鲁班”奖。2、用户需求：本工程为上海市政府2010年1号工程，是上海世界游泳锦标赛的主场馆，来自全世界的1000多名游泳选手将在这里举行比赛；参赛展规模和参赛观人数都将创历史记录。所以从这个角度讲，提高其安装质量非常必要。3、课题的难度：机房管道焊接质量的可靠性，渗漏是个普遍问题确保整个管线质量的关键。能源中心机房管道焊接管线种类较多，焊缝数量大，传统的焊接方法是采用手工焊条电弧焊接，焊缝的质量大都依赖焊工的操作技能，人为因素比较重，焊缝打底层和盖面层质量不稳定，加上能源中心空间狭窄，焊接空间有限，大量的焊接没有操作空间，故保证好的焊接，质量有相当的难度，。其中自动焊接本身就是一种新技术，无前例可循。另根据现状调查结果，体育中心综合馆负二层能源中心计划采用自动焊接的管道21496米，12446米，焊缝约210005280个，面对215000多个接头的焊接量，提高焊接质量，就是减少返修率，节省大量宝贵时间。所以非常有必要。四．现状调查针对这个课题，2010年8、9、104月，QC小组对其他同类工程的冷冻机房管道焊接质量展开现场调查，收集数据对施工中容易出现的质量问题进行统计，做出以下调查表焊口合格率统计试验结果如下：项目时间项目名称焊口接头数压力试验次数合格焊口接头（无无渗漏）不合格焊口接头（渗漏）合格率84月8日双辉大厦A区18920145511733313991587695.8691..61%84月159日康桥半岛B区1654083114979781561590.5693.988%94月2110日C区辰山温室1234013221115441277796596.2193..55%104月12111日新港大厦D区650400160353846595.0092..85%结论：平均合格率为：（95.8691.61%+90.5693.98%+93.5596.21%+92.8595%）/44=992.1495.26%与焊接连接相比，95.26%的合格率稍微有点低。根据文献查阅结果以及我司前期正在实施的项目（康桥半岛假日酒店和浦江双辉大厦也是选用的不锈钢管，采用的是焊接连接）的同类机房数据数据采集，民用机房不锈钢馆焊接连接合格率（不渗漏率）基本都在均在90.0%~95.08%之间以上。这属于正常施工水平。但我QC小组上述调查说明了薄壁不锈钢管卡凸式连接合格率过低，需要改进和提高。认为，作为安装行业的领头羊，我们有义务提高焊接质量，这是企业生存发展的需要，也是体育中心品质的需要。五．目标设定1．目标值测算1、本QC小组对体育中心冷冻机房施工过程进行调查，发现影响焊口施工质量因素主要有：1：操作失误，2、焊接材料不合格，3、焊接质量检测或控制手段无，4、施工作业环境差，5焊接工艺或流程无辊环裂缝，6、焊缝打底焊接质量差。根据这些问题，总结了影响冷冻机房焊接质量的因素，做出了统计表如下：序号项目名称频数（次）频率（%）累计频率（%）1焊接工艺或者流程程无3635.035.02工人操作失误2726.261.23施工作业环境差1817.478.64焊缝打底焊接质量量差87.886.45焊接材料不合格65.892.26焊接质量检测或控控制手段无32.995.17其他54.91008合计103100从统计表分析：前三位的缺陷：，焊接工艺或流程无、工人操作失误、施工作业环境差是症结所在，因而也是我们小组的主攻方向。经计算，前三项问题解决后一次验收合格率可达到98.32%。（92.14%+（100%-92.14%）×78.6%=98.32%）结论：本小组如能将前三项缺陷彻底解决，焊口合格率即可达到98.32％。根据循序渐进和实施求是的原则，我们暂时确定目标值为根据厂家出厂试压记录，合格率达到了98%，即把体育中心能源中心的管道焊接质量（合格率）提高到98%的水平。我们用98.32％的指标数来保证98%的设计目标值是可行的。根据现状调查，目前的合格率为92.1426%，离988%的合格率还有988%-92.1426%=5.862.74%的差距。按照中国馆体育中心能源中心2100020080个焊接接头计算，需要改善2100020080*5.862.74%=123个551个接头的头焊接安装质量。2.确定目标值通过本次活动，使本工程卡凸式薄壁不锈钢水管能源中心焊接管道焊口连接合格率控制在988%以上。六．原因分析小组决定采用“头脑风暴法”来寻求主要症结的原因所在。首先，我们将头脑风暴会议的开会议程用流程图表示如下：NY开始确定会议时间NY开始确定会议时间邀请部分组外人员参会提前一周对参会者发布会议讨论议题让参会者收集会议材料.做好发言准备准备工作完成否开会组长宣布会议规则参会领导表态准备一些小礼品用来奖励发言者参会者每人至少发表一条意见做好发言记录会议直到无人发言为止记录人宣读会议记录散会结束我们QC小组严格按“头脑风暴会议”的流程图的程序进行了实施，做到了畅所欲言，集思广益，收集到了大量的信息资料。我们用亲和图法整理了头脑风暴会议的会议记录。开始开始将会议中相同的条目合并。每一条发言制成一张卡片。卡片进行随机化处理。按亲和图将卡片分类摆放。从卡片中选出有代表性的作为分类的标题。画成亲和图结束我们用亲和图的语言精炼压缩并寻求和延伸其因果关系，画成了关联图：焊接口渗漏工人操作失误焊接空间狭窄或高空作业焊接口渗漏工人操作失误焊接空间狭窄或高空作业施工环境差环焊接工艺或流程无焊缝打底质量差人员未参加培训焊接作业指导书无针对性坡口不正确焊接口渗漏关联图制图：日期：2011年5月11日通过关联图，总结出末端因素有5条，分别是：1、人员未参加培训；2、坡口不正确；3、焊缝打底质量差；4、焊接作业指导书无针对性；5、焊接空间狭窄。七．要因确认小组制定了要因确认计划表：要因确认计划表（制表人：胡斌时间：201109年25月）序号末端因素确认方法确认依据确认人完成时间地点1人员未参加培训全员培训考试成绩和出勤率率2010.09..09现场2坡口不正确对比检查规范要求，V型口口，30度2010.09..10现场3焊缝打底质量差检查填满，无漏焊2010.09..09现场4焊接作业指导书无无针对性现场查看符合图纸要求和焊焊接规程2010.9.112现场5焊接空间狭窄查看下向焊，向上焊，高高空作业各30%2010.9.99现场（制表人：胡斌时间：201109年25月）对要因进行逐一确认：要因确认1：人员未参加培训我们于2010年9月9日对参与焊接作业的15名工人进行了全额培训，随后进行了三次考试，根据出勤率（100%）和三次考试的结果，全部合格。故此为非要因。要因确认2：坡口不正确我们QC小组对能源中心管道破口情况进行了查看，与规范进行了对比，发现坡口型式不对（或者未坡口）占25%，坡口角度不对占31%。见下表：型式V型未坡口其他坡口型式坡口正确率数量（检查1000个）7520575%坡口角度按规范未按规范90数量（检查1000个）693169%（制表人：胡斌时间：201109年25月）由上表可以看出，坡口不正确占到了31%~56%（注：25%+31%=56%），故为要因。要因确认3：焊缝打底质量差搬运堆放保管不当我们QC小组对焊缝打底质量进行了检查，并与规范进行了比对，发现较差的焊缝打底占了被检查焊缝22%，故为主因。要因确认4：焊接作业指导书无针对性我们QC小组检查了焊接作业指导书，发现都是抄袭而来，12%没有针对性，比如该处管道为电弧焊，作业指导书描述为氩弧焊，管道最大规格为630mm，指导书最大只有530mm；该情况确实存在，故为要因。要因确认5：焊接空间狭窄或高空作业（施工作业环境差）根据我们QC小组对现场焊口位置进行了考察，发现高空作业施焊的焊口为6300个，占30%，空间狭窄无法展开施工的焊口达2520个，占12%，故确定为要因。结论：要因有：1：坡口不正确，2、焊缝打底焊接质量；3、焊接作业指导书无针对性；4、施工作业环境差。八．制定对策本小组针对调查分析得出的4条要因,根据5W1H的方法制定了相应的对策；序号要因对策目标措施地点完成时间负责人1坡口不正确采购自动坡口机消灭人为坡口不正正确考察自动坡口机厂厂家；使用自动坡口机现场2010年10月月3日2焊缝打底焊接质量量采用自动焊机合格率100%1、全员考察和培训2、自动焊接代替现场2010年10月月9日3焊接作业指导书无无针对性制定制定新作业指导书书，使符合新新设备要求1、制定检测和控制制手段2、现场进行技术交交底现场2010年9月112日4施工作业环境场外预制加工不受环境影响1、改成预制加工，设设立预制加工工车间现场2010年8月112日九.对策实施根据存在的四条要因，我们考察了自动焊接厂家，发现自动焊接能全面的较好的克服这四个障碍，使焊接质量上一个新的台阶。为了提高体育中心能源中心管道焊接质量，提升体育中心品质，根据分析出的要因和制定的对策，我们决定在体育中心推广自动焊接。为推广自动焊接，我们实施了以下几个步骤：实施一：我们设置了自动焊接管道预制场地，这较好地解决了焊接的施工作业环境问题。预制场设置在综合体育馆（B2）层GY3～GY4与GYV～GYS之间（如图1），轴间跨距为8.4m，预制场总面积282.24m2。根据管道预制加工的工序要求，预制场设下料坡口区、组对点焊区、自动焊接区和半成品。实施二：采购了新的自动焊接设备，解决了焊接材料选型的问题，并代替了焊工，使质量不再受人为情绪的控制；解决了焊缝打底出现的焊接质量问题。1）按照NZFG短管-法兰及管-管件焊接专机现场预制焊接工艺的要求，根据管道预制加工工序区域的划分，配置相关的设备，如表1：表1机房管道预制焊接设备清单序号设备名称数量规格要求备注1NZFG630××30管-法兰、管-管件预制专专机1(套)φ89-630预制自动焊接主机机2自动火焰切割机2(套)φ89-630切割下料、坡口3移动铲车2(台)2t辅助装夹、工件搬搬运物流设备备4砂轮打磨机2100mm打磨坡口、修光焊焊缝5手工钨极氩弧焊机机2(台)300A焊缝坡口组对定位位点固焊6氩气瓶、CO2气气瓶、乙炔气气瓶各140L切割和焊接7气体流量计315L/min切割和焊接2）NZFG630×30短管-法兰自动焊接预制专机a.本设备由动力头、带枪滚轮架、支撑滚轮架、导轨、焊接系统及控制系统等组成。设备技术参数见表2：表2设备技术参数规格接管直径Φ89～Φ630mmm回转速度（伺服控控制）0.00～5rppm管子长度≤6000mm伺服水平摆动行程程100mm管子壁厚3～30mm伺服垂直运动行程程350mm焊丝直径1.0～2mm弧长最大跟踪速度度/跟踪误差90mm/minn/≤±1mm实施三：制定了预制工艺流程、焊接工艺参数，解决了焊接质量检测或控制手段等问题。（1）预制工艺流程和说明1）深化设计采用了先进的“管道预制三维设计系统”软件，实现管道单线图和管段深化设计施工图的快速绘制和转换，实现设计和施工间的无缝对接。2）碳钢管道采用先进的火焰切割加工设备自动下料、坡口，不锈钢管采用高效切割带锯床或机械加工坡口。3）管道焊口采用机械组对，手工钨极氩弧焊接点固。4）焊缝打底、填充和盖面均采用NZFG630×30短管-法兰及管-管件焊接专机完成。5）整个焊接和物流输送采用了工位架、滚轮架和电动小车系统，电动铲车进行较远距离的机械物流输送，利用工位架进行工件组对、定位焊接和较近距离的人工物流输送。6）焊接预制完的产品，运转至成品区堆放，等待现场装配。７）整个预制加工过程，包括切割下料、开坡口、打磨、对口定位点接、自动焊接、物流送装等整个过程实行流水线作业，并制定了严格的质量控制节点和技术措施。（2）焊接工艺参数以φ219×6规格的碳钢管道为例，介绍管对接、管-法兰角焊缝自动焊接专机的焊接工艺参数,分别参见表3和表4。表3管对接焊接工艺参数焊接层数第1层第2层焊接速度mm/mmin112190提升量0.1mmm4020摆动速度mm/mmin10002000摆动宽度（0.1mm）左2638右2638停顿时间（ms）左200200右200200图4操作人员正在调试参数图4操作人员正在调试参数预通气时间3S起始电流80A焊接层数第1层第2层起始电流时间1S起始电压20V焊接电流（A）左100140电流上升时间0.5S衰减电流70A中100140旋转延时时间1S衰减电压11V右100140摆动延时时间1S搭接角度1deg焊接电压（V）左22.824电流衰减时间1S管直径219mm中22.824保护气滞后停顿时时间3S提升速度500mm/mmin右22.824表4管-法兰角焊缝焊接工艺参数焊接层数第1层第2层法兰内圈焊接速度mm/mmin200148150提升量0.1mmm452020摆动速度mm/mmin100020002000摆动宽度（0.1mm）左4012右3812停顿时间（ms）左200250200右200400200焊接层数第1层第2层法兰内圈焊接电流（A）左12416295中12416295右12416295焊接电压（V）左22.824.520.2中22.824.520.2右22.824.520.2实施四：购买了自动坡口机，解决了焊接坡口和组对质量问题。结论：上述四个实施，有效。十．效果检验1．有形效果：经过3个月的施工，2011年2月20~28日，我们对施工完成的体育中心能源中心管道21496米，约21000焊口进行了压力试验和焊接质量检查，试验结果如下：项目时间试验区域接头数压力试验次数合格接头（无渗漏漏）不合格接头（渗漏）合格率2月20日能源中心2100012068032098.48%结论：采用自动焊接后合格率为：98.48%，达到了预设98%的目标。和2010年8、9、104月，我们在体育中心负二层自动焊接加工我司施工的浦江双辉大厦、康桥半岛和辰山植物园温室以及新港大厦四个项目的冷冻机房区域得出的92.14%的平均合格率相比，提高了98.48%-92.14%=4.24%,即提高了4.24个百分点，超过了预设的98%的目标。焊接产品如下：表5焊接实例图片焊缝类别管+管对接焊缝管-弯头对接焊缝管-法兰角接焊缝焊缝拍片焊缝图片按JB/T47300～2005评定为Ⅰ级焊缝质量评价焊缝成型美观、质质量合格质量优良功效对比我们将自动焊接专机和手工电弧焊接作了比较：自动焊接优势明显。和手工焊条电弧焊接相比，专机自动焊的焊接效率提高了3-5倍。焊缝合格率为100%，焊接质量得到根本保证。表6自动焊接和手工电弧焊接功效比较表7对接焊口时间比较单位：min表8角焊缝焊口时间比较单位min2．经济效益根据上海市2000定额，处理一个DN150的接头大概需要花费1个人工，机械费2元。根据公司材料科提供的价目表，一个接头材料费平均约200元。我司施工体育中心的平均人工为100元/工日。项目说明节约费用（元）人工节省21000*4.224%=8911个接头，每每一个接头一一个人工考虑虑，节省891工891工*100元元/工=89100元材料费节省891个接头，每个个接头按2000元考虑891×200=1178200元机械费节省机械费约需2元//个891×2=17882元间接费节省直接费*45%考考虑。（按计计价规范）（89100+1788200+11782）*45%=121086.99元合计89100