解决奥体中心大跨度弧形ABS管道热胀冷缩的难点(QC)

解决奥体中心大跨度弧形ABS管道热胀冷缩的难点

一、课题介绍

xx奥林匹克中心体育场是2008年北京奥运会主要比赛场馆之一，位于市区宾水道、红旗南路、凌宾路围合地段。由xx建筑设计院和日本佐藤株式会社联合设计,xx市国际监理公司监理，xx建工总承包有限公司和六建公司联合承建。该工程总建筑面积为169000平方米,建筑总高度为53米，地上六层、地下一层，可容纳80000名观众。该工程水电安装任务由我总承包机电分公司承接。1xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点

奥林匹克中心体育场平面图

奥林匹克中心体育场效果图2

课题介绍

ABS塑胶管的热胀冷缩问题关系重大，容易导致的管道变形、裂损，将直接影响整个工程的创优目标，直接影响用户的利益和企业的社会信誉。

本工程属大跨度拱形屋顶，各种管道呈弧形围圆心穿插交织，施工难度对我们初次接触如此之大的跨度、如此复杂的工艺，将是一次严峻的考验。

按设计要求，给水系统大口径DN150、DN200中水管道采用ABS管材，其适配性强、抗腐蚀性好，但800延米长的大跨度弧形管道安装的难度相当大。

体育场南北长407米，东西长284米，由多个圆心结构组成，平面弧线多，不规则的椭圆形构架上各种管道错综环绕，ABS给水环管安装工艺比较复杂。

奥林匹克中心体育场，是2008年北京奥运会分会场，该工程要求创鲁班奖，意义深远。该工程由框架结构和钢结构交织组合，管道安装工程量相当大。xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点3制表时间：2006年6月制表人：xx二、小组概况

小组名称xx市建工工程总承包有限公司机电分公司奥林匹克中心体育场项目QC小组活动周期2006年6月—2006年9月小组类型攻关型注册登记号活动频率每月两次活动次数8次成立日期2005年3月成员情况序号姓名性别年龄职务学历分工职责TQC教育

1男45项目经理研究生组长全面工作120学时

2男32技术经理大本顾问本课题指导150学时

3男36技术科长大专组员质量管理112学时

4 男48电工长大专组员安全管理76学时

5 xx男24电工长大本组员材料计划76学时

6女30资料员大专组员统计技术76学时

7男24水工长大本组员绘图制表76学时

男23电工长大专组员资料管理76学时

9男25电工长大专组员现场监测76学时xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点选题理由

奥林匹克中心体育场是2008年北京奥运会分会场之一，07年女足世界杯和08年奥运会足球赛等体育项目届时将在这里举行，世界瞩目三、选题理由

市政府指令此工程为争创鲁班奖工程作为对世界展示的窗口，虽说给水安装是分部工程，但稍有闪失就会影响创优目标责任重大。

首层平面为不规则椭圆形，中水管道接口采用承插冷胶融接法全部管线煨制成随建筑物多角度环形，我们首次接触，质量控制难度大.

ABS管道热胀冷缩问题一直是施工单位头疼的大事，一旦管道受力不均，造成破裂漏水，不仅给用户造成严重损失还将影响我们的信誉.xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点4xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点5

ABS中水管线全部煨制成随建筑物多角度环向平行布置，管口截面为平行卡箍连接，管道及其中的水流在热胀冷缩的轴向推力均沿轴向传递并均匀分布在各管道，不会使卡箍部位产生应力集中，其经向作用力也由圆弧的特性而均匀分布在各弯管段，此方案管道系统有可靠的质量保证，使水流在弯管中流动更流畅，沿程阻力小，节约运行成本（管道增设补偿器）。

内径200mm和内径150mm两根ABS中水管道在大跨度弧形主体上环绕800延米。1万多个接口，八十多个补偿器，要求连接严密、测算精细，容不得半点马虎。因此我QC小组选定“解决ABS管道安装热胀冷缩的难点”作为本轮活动课题进行攻关。施工难度大

为有效解决ABS管道热胀冷缩的问题，我QC小组走访了市专业给水施工安装技术专家，并组织有实际经验的人员进行现场专题研讨，对塑胶管发生热胀冷缩容易出现的质量问题进行调查，共收集信息110条，经分析归纳出六大类问题，列出调查表如下：

6四、现状调查xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点序号项目频数累计频数累计频率1变形505045.52破损297971.83脱落159485.44缝隙810292.75划伤510797.36其他3110100合计110制表人：制表时间：2006年6月

根据调查表作出排列图,从图中可以看出:ABS管材由于热胀冷缩导致变形、破损是造成给水系统质量缺陷的主要问题。110886644220100806040200N=110频数（条）累积频率（%）变形破损脱落缝隙划伤502915371.8

%85.4%92.7%制表时间：2006年6月其他845.5%97.3%75制表人：xxxx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点

五、QC小组活动目标及可行性分析8xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点总目标解决大跨度弧形中水管道安装热胀冷缩的难点1.小组活动目标目标值ABS管道接口合格率100％，变形、破损率控制为0

2.目标可行性分析9xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点不利1.工期要求紧，质量标准高，工作量大。2.800延米长的大跨度弧形结构，各类管道环绕交错，操作和验收难度大。3.管材、管件种类多，接口多，工序隐蔽性强，稍有不慎就留有隐患。4.塑胶管膨胀系数大，极易造成变形、破损，导致渗漏，控制难度大。5.我们首次承接如此大规模大跨度弧形工程，技术和施工经验不足。有利1.该工程质量目标争创“鲁班奖”，是企业窗口工程，甲方、监理、设计积极配合2.有健全的质量管理系统和施工管理制度。3.有资深技高的给水工程专家进行指导、有雄厚的施工技术人员和操作人员。4.制定相关培训计划，针对工艺流程落实技术创新改进措施。5.认真落实ISO9000标准，坚持以作业指导书和创优方案指导施工。目标可行

六、原因分析

针对主要问题用关联图找出六条末梢原因管道破损管道变形安装工艺不适宜工艺交底不细煨管工艺不熟练现场培训指导少缺少弧形管道安装技能培训检查制度不健全工序交接检查不及时专业培训不及时工程技术标准不全施工方案不详对新工艺不了解相关资料掌握少验收把关不严存放不合理热胀冷缩受气候温差影响装卸划伤运输磕碰成品保护不当缺少施工经验10制图人：xx制图时间：2006年6月自检不严细xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点无专职监测人员温度测量不准确破损变形温度变化测算不精确接口处理不当七、要因确认

通过对六条末梢原因的分析和确认，确定了三条要因序号末端原因确认调查

确认方法

判断结果1缺少弧形管道安装技能培训缺少专业指导，对口培训不及时，对施工图纸和操作技术及规范要求不甚理解。

现场验证是要因2安装工艺不适宜掌握的安装工艺资料不全，以往工艺流程不适宜，亟待改进和规范新工艺流程。

现场验证是要因3缺少施工经验专业人员对弧形ABS管道防热胀冷缩技术掌握少，方案指导性不强，需要重新编制施工、创优、管理等方案。

调查分析非要因4检查制度不健全现场质量检查制度，施工管理制度，样板引路制度不健全，质量意识差，导致产品不能创优。

现场验证非要因5成品保护不当进场的管材、管件由于运输装卸、保管使用不当，成品保护措施不健全，必须建立健全保护制度。

现场验证非要因6受气候温差影响操作工艺和材质性能对温差特别敏感，由于存在夏、冬两季过渡，受温差影响、计算不准、操作不当都容易造成变形。

调查分析是要因11制表时间：2006年6月制表人：xxxx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点

八、实施对策序号要因对策目标措施地点负责人完成时间1缺少安装技能培训进行专业技术培训与技能演练提高操作人员技能培训面100％1、针对缺少大弧度ABS管道连接技能培训对项目及施工人员进行专业技术培训。2、进一步健全质量保证系统。3、按照专家指导，攻关小组在现场组织施工技术人员进行技能演练。施工现场康学军xx

2006年6月－2006年7月2安装工艺不适宜改进操作工艺创新工艺新技术推广面100%1、制定给水系统安装工艺流程和ABS中水管道操作工艺。2、制定安装过程中关键工序控制节点。3、针对热胀冷缩问题制定创优方案。施工现场陈洪亮康学军2006年6月－2006年8月3受气候温差影响对ABS管材热胀冷缩控制把热胀冷缩的影响降低为零1、重新进行ABS管道膨胀系数的测算。2、与设计和甲方沟通，建议接口处必须增加补偿器连接。施工现场陈洪亮鞠培荣2006年6月－2006年9月12对 策 表xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点制表时间：2006年6月制表人：xx

由于我们对ABS给水塑胶管性能不甚了解，于是我们请来xx市给水安装工程专家，对全体人员和专业人员进行专业培训，对ABS管道热胀冷缩的原理和应采取的措施做了详尽的技术指导。

九、实施过程

实施一:针对缺少技能培训进行专业指导与技能演练1.强化技能培训13xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点

2.进一步健全质量保证体系14制表人：xx制表时间：2006年6月xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点攻关小组：制定方案，推行标准，样板引路，创新工艺，质量攻关项目经理：抓好质量培训，落实检查制度，对关键过程监督把关施工员：保证工序衔接，执行创优方案，资料台帐、记录齐全规范解决大跨度中水管道安装热胀冷缩的难点质量员：技术交底严细，坚持

“三检制”

，按工序跟踪考核检查操作者：按图施工，责任到人，严格标准，控制关键，杜绝次品3.按专家指导，攻关小组组织施工技术人员进行技能演练15补偿器安装工艺演练补偿器与ABS管连接xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点

我们组织了80余人参加培训，通过强化培训和技能演练，施工人员积累了经验，掌握了操作技能，在各个环节上杜绝了质量通病的发生。专家进行现场指导技术人员现场操作16xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点实施二：针对安装工艺不适宜制定改进措施1、确定改进方案17xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点

按原设计要求给水ABS中水管道不加设补偿器，但是通过QC小组查阅大量资料，并向专家请教，得出结论：认为首层大跨度弧形管道ABS塑胶管由于温差产生热胀冷缩，极易出现变形、破损现象，造成损失将不可弥补。我们及时与设计、甲方、厂家沟通，提出增加补偿器的建议，通过多方研究和管道膨胀系数的精确计算，得到设计、监理和甲方的认可。最后确定每10延米增设一道补偿器以解决热胀冷缩问题（一）增设补偿器（二）法兰短管连接（三）异径三通

2、进行弧形管道排布计算

按照ABS管与钢管的膨胀率之比为7：1来界定。

1、增设补偿间距的计算。

2、膨胀系数的计算。

3、减少阻力的计算。

4、节约能源的计算。

5、降低运营费用的计算。则波纹补偿器径向合力为

F合1，2=F合1+F合218xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点3、制定工艺流程，确定关键控制点环管安装煨制弧形管道增建补偿器节门安装支管、立管安装19xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点预留预埋套管孔洞件做电伴热打压试水做电伴热管道冲洗防腐保温支架及管道安装沟槽连接阀门安装加压调试管道质量验收补偿器与支吊架预制

4、ABS管道安装工艺201.将直管插入一个管件中，测量出插入的长度，并做出标记。2.将直管插入另一管件中，测量出插入的长度，并做出标记。3.计算出连接两管件所需的直管长度，并用笔标记清楚。4.用钢锯锯出所需的直管长度。5.用锉刀消除切割处管内、管外的锯痕。6.用砂纸轻轻打磨直管切割处边缘。7.用砂纸轻轻打磨直管外壁接合处。8.用MEK清洁管件的内壁接合处。xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点12345678

9.

用刷子涂抹ABS胶合济于管子接合处。10.将管子与直管相互连接。安装时，必须将管件与直管插紧，并旋转15°11.管件与直管对接后，将接口溢出的ABS胶擦拭干净。12.24小时后，再将另一管件与先前安装好的部分进行对接（安装步骤同上）。并将两管件对接缝隙间的ABS胶擦拭干净（以免缝隙间的ABS胶侵蚀连接管）。13.将安装好的成品以绳子捆绑好，以求对接牢固。务必使管件不因梢口处退出。14.24小时后将成品与管线其他部分进行对接。21xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点131411129105、落实施工方案、质量创优方案和技术规程奥体中心工程施工组织设计方案机电分公司奥体中心项目经理部编制奥体中心工程给水管道安装技术创优方案机电分公司奥体中心项目QC小组编制奥体中心工程建筑给水ABS管道工程技术规程机电分公司奥体中心项目部编制项目部编制的施工组织设计方案项目QC小组编制的创优方案项目部推行实施的技术规程

通过严细的技术交底和专项方案的实施，对大跨度弧形给水管道质量创优起到保证作用。22xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点实施三：针对气候温差影响对安装质量进行控制1.

对ABS管材发生热胀冷缩问题进行现场指导和书面技术交底23xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点

安装前，通过理论计算，对膨胀量△L予以考虑，使其能够在确定膨胀范围内自由移动。我们结合塑胶管柔韧性强的性能，通过加设补偿器来对管道线性膨胀量进行补偿。根据技术人员反复计算验证，得出结论。2.根据ABS管道长度轴向伸缩量解决热胀冷缩问题24xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点1、所有的U型卡子要求带软护套以免损伤管。2、所有的支架上都必须上U型卡子，以固定整个弧形管道在固定范围内热胀冷缩。3、在有支管处两侧U型卡子要求必须锁紧。4、补偿器两端上U型卡子不能锁紧。5、用热胀冷缩计算公式计算出管段的膨胀量。例如：两固定点之间总长度：33米呼径：200mm输送流体：水，流体温度变化范围：20～10

℃管周围环境之空气温度变化值：40.5～负18先计算管壁平均温度差：△T＝0.65×（20－10）＋0.10×（40.50+18.00)

＝12.35○C△L＝12.35×33×0.101＝41.16mm25xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点3.对连接补偿器过程中的难点进行攻关

（1）为防止因热胀冷缩引起ABS管材变形、脱落，我们以增加补偿器的安装方法进行控制。此图为：两法兰接头之间置入垫片再以螺栓将补偿器锁紧，保持平整不发生任何弯曲现象。

（2）此图为施工中的补偿器接口部位。装置时需保留5mm－10mm的间隙，保持平整度，然后按顺序装置，控制弯曲现象和伸缩空隙，有效的保证了接口质量。26xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点

（3）此图为施工中的水平干管安装部位，安装时容易出现接口处平直度差的现象，采取的方法是：根据安装位置，提前预制并固定吊架找平的方法进行控制。

实施四：严格监督检查，保证施工质量271.严把材料进场关

所有进场的管材、管件均使用国家认证的并通过合格分供方评定合格厂家的产品，材料进场后严格按规范进行验收，每种材料必须有出厂合格证，材质单和检验报告，严格现场取样，作好可追溯性记录。xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点2.对施工全过程进行动态控制

我们对补偿器、法兰的规格、型号、强度、严密性按系统进行分段试验记录和全检。ABS管道连接前检查管材内外是否光洁、清洁，不得有破损、变形等现象。管道连接处不得有溢出的ABS胶，试验记录按系统接口抽查10﹪。系统打压检查在1小时压力降不大于0.05MPa，然后在工作压力的1.15倍状态下稳压2小时，压力降不大于0.03MPa。28xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点3.制定检验标准项次项目允许偏差检验方法1水平管道纵横方向弯曲塑胶管每米1用水平尺、直尺、拉线和尺量检查全场25米以上

＞252立管垂直度

塑胶管

每米2吊线和尺量检查5米以上

＞83接口补偿器按规范操作牢固、严密实测检查管道安装标准与检验方法29xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点

十、效果检查

对策实施完成后，我们对实施效果进行了认真检查，实践证明，预想的问题全部解决，甲方、监理和业主满意率100%，实现了课题目标

效果一目标完成情况

目标完成情况对照表（合格率）30制图人：xx制表时间：2006年9月目标项计划目标值

实际完成情况无变形88

%100%无破损90

%100%无开裂85

%100%xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点效果二

经验收给水加压调试后，本工程大跨度弧形给水系统热胀冷缩的问题全部解决，安装质量受到社会各界的赞誉。无一处变形无一处开裂无一处渗漏31抽样检查385点抽样检查262点加压调试合格xx市建工工程总承包有限公司

解决弧形中水管道热胀冷缩难点

施工质量得到了建设单位、监理的一致认可

效果三

甲方证明信监理方证