大型储罐喷淋管弯制质量控制

中石油第二建设公司第一安装公司岳少军班QC小组大型储罐喷淋管弯制质量控制发表人：邱瑞2目录一小组概况二选题理由三现状调查四设定目标五原因分析六确定主要原因七制定对策八对策实施九效果检查十制定巩固措施十一总结及今后打算3小组概况小组名称岳少军班QC小组成立日期2010年3月组长邴虹云人数10人本次QC课题大型储罐喷淋管弯制质量控制课题类型攻关型课题起止2011.3—2011.11注册号人员概况姓名性别年龄文化程度职务组内分工邴虹云男34中技班长技术指导、协调仇军华男42本科副经理技术指导、协调马杰男26本科施工员现场实施、技术指导严伟德男31本科施工员现场实施、技术指导任海云男33本科施工员现场实施、技术指导董红军男30本科施工员现场实施、技术指导田慧坤男29本科施工员现场实施耿波男28本科施工员现场实施宋满堂男40大专质量员现场实施邱瑞男28本科管工资料整理、成果编写及发表制表人：邱瑞制表时间：2011年03月4选题理由喷淋管弯制质量指标弯制管线质量合格率达到100％喷淋管弯制质量问题点1、2010年兰州国家原油储备库建

设工程10万m³储罐喷淋管一次

煨弯质量超标情况。2、10万m³储罐喷淋管多为Ø168mmX4.5mm镀锌管管材

无法进行热煨。3、采用目前的煨弯方法质量不达

标材料、人力及时间消耗严重。小组选题大型储罐喷淋管弯制质量控制52010年兰州国家原油储备库建设工程10万m³储罐喷淋管一次煨弯质量超标情况1具10万m³储罐喷淋管周长为251.3m，每根煨弯管材为6m，60m为1组，对4组共计240m喷淋管的一次煨弯质量情况进行了统计分析，比较如图：标准允许偏差数据来自《GB50235工业管道工程施工及验收规范》制表人：邱瑞制表时间：2011年03月表2610万m³储罐喷淋管为Ø168mmX4.5mm镀锌管管材，管材直径大，弯制难度大，且无法热煨。7以往的弯制方法桁车或倒链向上的拉力将管材随着煨弯的弧度逐步递进1、弯制后管材两端直线段较多，浪费多。2、弯制管材椭圆度、弯曲弧度超标。3、需至少5名作业人员，浪费人工。8序号缺陷类别发生频数频率%累计频率%1煨弯弧度不足2332322椭圆度超标1825573煨弯弧度过大1217744直线段79.783.75管材表面损伤45.589.26起皱3493.27错边量过大3497.28其他22.8100合计72100制表人：邱瑞制表时间：2011年03月现状调查对4组，共计240米2010年兰州国家原油储备库建设工程10万m³储罐喷淋管一次煨弯质量超标情况进行分析统计，得出产生缺陷总数72项，并按各种缺陷发生的频次绘制下表：表3-19

根据统计表，绘制频次排列图，如图3-2：图3-2制图人：邱瑞制表时间：2011年03月10从表3-1、图3-2中可以看出煨弯弧度不达标和椭圆度超标是造成喷淋管煨弯质量超标的主要原因，占缺陷总数74%，如果解决这两项问题，可有效提升管线煨弯质量。11经过逐层分析，煨弯弧度不达标和椭圆度超标是致使喷淋管煨弯质量超标的主要原因，有效解决这些问题，足可实现管线煨弯质量达标的目标。此次QC活动的目标为设定目标弧度椭圆度允许偏差值≤3mm小于等于8%目标值≤3mm小于等于8%标准允许偏差数据来自《GB50235-2010工业管道工程施工及验收规范》12原因分析通过现状调查分析，管线煨弯质量不达标的症结是“弧度不达标”和“椭圆度超标”两个问题。小组运用“头脑风暴法”分析其末端因素，如图：13

根据提出的要因，绘制了关联图：椭圆度超标弧度不达标操作不熟练配合出现失误卡具煨弯效率低桁车提拉力不精准不可热煨弯测量结果存在偏差固定点控制范围小青工技能培训不够起吊操作与管工配合不熟练提拉力过大或不足磨损管材表面防腐涂层使管线椭圆度超标管材为Ø168mmX4.5mm镀锌管镀锌管管材直径大煨弯回弹量大多工种配合环节多管线两端直线段多未在拉力卸载情况下进行测量14青工技能培训不够起吊操作与管工配合不熟练桁车提拉力过大精度差卡具磨损表面防腐涂层卡具致使椭圆度超标管材不可热煨弯制回弹量不易控制多工种配合环节多管材两端直线段多未在拉力卸载的情况下测量制表人：邱瑞制表时间：2011年03月末端因素汇总表15确定主要原因序号末端原因确认内容确认方法标准负责人完成日期1青工技能培训不够操作人员的技能培训情况1、技能鉴定考试情况2、现场技能测试考核合格率100%宋满堂5月6日2起吊操作与管工配合不熟练起吊作业与管工配合的默契程度现场试验起吊作业需根据管工要求准确到位，误差率小于10%邴红云7月12日3提拉力不足或过大精度差是否能根据煨弯弧度进行均匀精细施力1、现场进行提拉力试验2、对10次提拉力效果进行比较分析提拉垂直距离一次调整超过2cm则认为精度差马杰8月20日4管线椭圆度超标测量管线椭圆度1、现场进行椭圆度测量2、分析10次管线煨弯后椭圆度变化数据煨弯后管线椭圆度大于8%则超标董洪军8月10日要因确认表制图人：邱瑞制表时间：2011年04月16序号末端原因确认内容确认方法标准负责人完成日期5管材表面防腐涂层损坏固定卡具的表面摩擦力1、现场进行煨弯实验2、对10次煨弯后管材防腐涂层磨损情况进行记录管材防腐涂层无损伤严伟德8月12日6管材不可热煨弯管材为镀锌管，热煨弯会出现渗碳1、现场确认施工工艺要求镀锌管不可热煨弯任海云8月4日7煨弯回弹量大记录管材煨弯后的回弹量数据1、现场进行回弹量试验2、对10次煨弯后回弹量数据进行比较分析回弹量超过±1cm则认为超标邴虹云8月12日8煨弯管线两端直线段多单根管线煨弯后直线段长度1、现场进行煨弯直线段实验2、记录5次管线煨弯后直线段变化数据煨弯后管线一端直线段超过100cm则超标宋满堂8月11日制图人：邱瑞制表时间：2011年04月17序号末端原因确认内容确认方法标准负责人完成日期9多工种配合环节多冷煨弯工序1、现场进行煨弯试验2、对煨弯工序中易出现偏差失误的环节进行记录失误集中出现在一个环节则为要因耿波8月17日10未在拉力卸载情况下进行测量测量弧度与煨弯弧度偏差1、现场进行弧度测量试验2、对10次煨弯后测量数据与实际弧度进行比较分析偏差值超过±2mm则认为超标马杰8月14日表6-1制图人：邱瑞制表时间：2011年04月18要因确认一：青工技能培训不足参与施工的管工及桁车工技能鉴定等级情况序号姓名工种工龄技能鉴定级别1邴虹云管工14管工高级2古艳管工8管工中级3丁歆戎管工14管工中级4吴军管工10管工中级5符江红管工22管工中级6何增军管工15管工中级7杨学义焊工16焊工中级8刘斌焊工8焊工中级9丁文睿桁车工12桁车工中级表6-2制图人：邱瑞制表时间：2011年04月19现场技能测试考核情况参考人数不合格人数合格人数优秀人数合格率（%）9063100结论：全体操作人员岗位培训及操作技

能测试合格，青工技能技术不足

不是主要原因。表6-3制表人：邱瑞制表时间：2011年04月20要因确认二：起吊操作与管工配合不熟练

通过现场试验的方法，桁车工通过接收管工的指令，操纵钢丝绳提拉管材，钢丝绳的捆绑位置、提拉的高度、卡具的位置以及管工的指令都会对煨弯质量造成影响。在钢丝绳及卡具固定位置不变的情况下，对提拉高度和管工指令两项影响煨弯质量的因素进行了试验：管工指令司索固定端向上提拉50cm桁车工执行指令操作高度次12345678910高度52cm51cm49cm50cm48cm53cm47cm50cm45cm54cm相同条件下桁车工提升高度误差情况结论：桁车工提升高度误差率控制在10%以内，所以

并不是主要原因。表6-4制图人：邱瑞制表时间：2011年04月21要因确认三：提拉力不足或过大，精度差。

通过现场试验的方法，对表6-4中第3、5、7、9次提拉不足指令距离进行二次提拉矫正，矫正结果如下：结论：经试验，桁车提拉高度在细微矫正时很难准确

控制提拉距离，无法精细至≤1cm，直接影响

管线煨弯弧度质量，为主要原因。图6-5制图人：邱瑞制表时间：2011年04月22要因确认四：卡具致使管线椭圆度超标制图人：邱瑞制表时间：2011年04月23

通过现场试验的方法，对10根Ø168mmX4.5mm管线煨弯后的椭圆度进行了测量，结果如表6-7：煨弯后管线椭圆度实际偏差情况允许偏差小于等于8%次12345678910DmaxØ171.5Ø172Ø171Ø172.5Ø171.5Ø172Ø171.5Ø171.5Ø172Ø171DminØ156Ø157.5Ø157Ø156Ø156.5Ø158Ø157.5Ø158Ø157Ø156.5椭圆度8.6%8.7%8.4%8.6%8.7%8.4%8.6%8.3%8.7%8.8%结论：经试验，管线在卡具和提拉力以及地面撑力的

点受力作用下，椭圆度有明显变化，超出允许

偏差值，为要因。制表人：邱瑞制表时间：2011年04月表6-6标准允许偏差数据来自《GB50235工业管道工程施工及验收规范》24要因确认五：管材表面防腐涂层损坏由于卡具选用辊轮为压力轴，在滚动过程中，管材与压力轴接触面积为点面积，磨损痕迹为直线。

通过现场检查的方法，对管线煨弯后的表面防腐涂层进行了检查，结果如图结论：经检查，未发现管

材表面防腐涂层磨

损痕迹，为非要因。25要因确认六：管材不可热煨通过现场试验的方法，该批次喷淋管管材为电镀锌管，锌层是电镀层，锌层与钢管基体独立分层。锌层较薄，锌层简单附着在钢管基体上，容易脱落。采用热煨的方法，会破坏其锌层。结论：采用目前冷煨弯方法，不采用加热煨弯的手

段，根本不会发生热煨缺陷，为非要因。26要因确认七：管材煨弯后回弹量大管线在塑性弯曲过程中，由于存在弹性变形，在力卸载后，产生回弹现象。回弹的存在使弯曲后的管材弯制弧度精度降低。在镀锌管机械性能、弯曲角不变的情况下，相对弯曲半径成为了影响回弹量大小的重要因素。通过现场测量、测算，结果如图所示：Δrr/DOΔr结论：经过小组多次取值测算

和现场试验，相对弯曲半

径r/D距离O点越近，半

径回弹补偿量Δr越小。

现场试验回弹量距离均超

过±1cm，为要因。B1次提拉弧度回弹弧度27要因确认八：弯制管线两端直线段多

通过现场试验的方法，对5根Ø168mm，每根6米长的管材进行弯制，管材两端留下直线段结果如下：弯制后管线两端直线段长度情况次12345两端直线段长度92Cm96Cm88Cm91Cm86Cm结论：经实际操作，管线两端直线段的长度并不直

接影响管线弯制质量，且两端直线段长度在

既定标准范围以内，所以为非要因。制表人：邱瑞制表时间：2011年04月28要因确认九：多工种配合环节多以往管线冷煨弯工序流程焊工固定卡具桁车配合管工将管材放置于卡具平台上桁车依据管工指令将管材拉弯管工依据弧度模板检查弯制效果桁车配合管工从卡具平台上取下已弯制管材管工切除两端直线段弯制完毕达标未达标矫正12345629通过流程图可以看出管材弯制共有六道工序，通过现场试验的方法，小组对10根管材的弯制工序情况进行了记录，并对易出现误操和超标的环节进行了标注。0为无失误超标，1为出现失误超标。见下表：工序10根管材的煨弯试验结论12345678910一0000000000无二0000000000无三1111111111集中四1101010111多次五0000000000无六0001000100偶尔工序误操及超标情况记录表制表人：邱瑞制表时间：2011年04月表6-730结论：通过试验，可以看出在管材弯制工序中，桁车与管工配合以及弯制效果测量过程中最容易出现误操和超标，从而引起弯制质量超标。同时。第三、四道工序的连续返工调整也大大降低了弯制效率。由于超标情况集中出现于第三、四道工序，所以为要因。31要因确认十：未在拉力卸载情况下进行测量

在实际操作过程中，管工按照设计弧度制作弧度测量模板，在弯制过程中，测量弧度总是与实际弯制弧度存在偏差，小组对一根管材的多次实际弯制弧度与测量模板弧度进行了比较，数据见下表：

10万m³储罐直径为80m，周长为251.2m，每1°角弧长为6.98米，近似一根管材的长度，而1°角为π/180弧度，近似值为0.01745弧度。5次弯制弧度测量试验数据比较煨弯次数12345模具弧度0.01745实际弧度0.009230.012420.015670.026540.01803表6-8制表人：邱瑞制表时间：2011年04月32结论：通过试验，小组分析出管材在煨弯卸载拉力后出现的回弹现象为导致弧度测量模板数据与实际煨弯数据经常性存在偏差的主要原因，而在实际中，卸力前的测量数据并没有对精确弯制弧度起到有效指导作用，测量方法不当，一定程度上致使弯制精度不准确，误差值大于±2mm，为要因。33通过仔细的要因确认，小组最终确定了以下导致喷淋管弯制质量超标的主要原因：1、提拉力不足或过大、精度差2、卡具致使管材弯制椭圆度超标3、管材弯制后回弹量大4、多工种配合环节多5、未卸载拉力情况下进行测量34制定对策

小组针对每一条主要原因提出各种对策，根据对策综合评价表，对每一条对策从有效性、可实施性、经济性、可靠性、时间性方面进行评价：序号评价值表示评价内容☉〇△1有效性预计很有效会有一定效果把握不大2可实施性小组能自行实施需要其它部门协助难度大多方合作3经济性费用低需要一定费用尚可承担费用很高很难承担4可靠性彻底改造较彻底改造临时措施5时间性时间很短1个月以内时间较长3个月以内时间长3个月以上注：☉5分〇3分Δ1分对策评价表制表人：邱瑞制表时间：2011年05月表7-135序号要因对策评价综合得分选定方案有效性可实施性经济性可靠性时间性1提拉力不足或过大精度差1、提高桁车工操作技能Δ〇〇ΔΔ9不选2、改用倒链进行提拉〇〇☉Δ☉17次选3、制作可精细调节力度的弯管设备☉☉〇☉☉23首选2卡具致使管材煨弯椭圆度超标1、管内填充沙土〇☉☉Δ☉19不选2、将卡具与管材接触面的点受力优化为面受力，分散压力，防止变形☉☉〇☉☉23首选3管材煨弯后回弹量大1、过度煨弯，抵消回弹量Δ☉☉Δ☉17不选2、增加力的载荷时间，疲劳回弹量〇☉☉Δ〇17不选3、保持弯曲半径为最小，减少回弹补偿量☉☉☉☉☉25首选注：☉5分〇3分Δ1分对策评价选择表制表人：邱瑞制表时间：2011年05月表7-236序号要因对策评价综合得分选定方案有效性可实施性经济性可靠性时间性4多工种配合环节多1、强化人员技能培训〇〇〇ΔΔ11不选2、简化弯制工序Δ☉☉Δ☉17次选3、改变施力主体，减少桁车操作对煨弯质量的影响程度☉☉〇☉☉23首选5未卸载拉力情况下进行测量1、卸力后，用模板反复测量进行多次矫正〇☉☉Δ☉19不选2、依据模板弧度，设定外力值，反复施力待回弹现象消失后，使用模板进行准确测量。☉☉〇☉☉23首选小组根据评价情况确定了五条要因对策，将有效提高喷淋管的煨弯质量。制表人：邱瑞制表时间：2011年05月37序号主要原因对策目标措施负责人地点完成日期1提拉力不足或过大精度差制作可精细调节力度的弯管设备可微调至1cm以内使用千斤顶代替桁车作为发力装置邴虹云厂房2011.62卡具致使管材煨弯椭圆度超标将卡具与管材接触面的点受力优化为面受力，分散压力，防止变形椭圆度变形控制在±2mm以内1、在卡具上制作弧形凹槽，分散接触点压力2、在千斤顶与管材接触端制作弧形凹槽，分散接触点压力马杰厂房2011.63管材煨弯后回弹量大保持弯曲半径为最小，减少回弹补偿量煨弯弧度偏差控制在±2mm以内1、千斤顶发力点始终为弯曲半径原点，减少回弹补偿量2、通过确定弯曲弧度，反复煨弯，抵消回弹现象董洪军厂房2011.6对策表表7-3制表人：邱瑞制表时间：2011年06月38序号主要原因对策目标措施负责人地点完成日期4多工种配合环节多改变施力主体，减少桁车操作对弯制质量的影响程度消除桁车对弯制质量的影响1、采用千斤顶发力，减除桁车发力工序2、制作管材轨道支架，减少桁车起吊作业时间严伟德厂房2011.65未卸载拉力情况下进行测量依据模板弧度，设定外力值，反复施力待回弹现象消失后，使用模板进行准确测量。弧度测量偏差控制在±2mm以内1、依据设计制作弧度模板2、待弯制施力卸载后，进行准确测量任海云厂房2011.6制表人：邱瑞制表时间：2011年06月39对策实施对策实施一：制作可精细调节力度的弯管设备

小组采用32T千斤顶代替了桁车成为主要发力源，并设计出新弯管设备核心结构图：1、采用龙门式结构。2、利用两个滚轮胎作为支力点。3、采用32T千斤顶与滑块为施力点。效果确认：经试验，千斤顶可精细调整至1cm以内。401、黄色辊轮为动力轮，便于管线进入弯管器。2、顶端的千斤顶可随意调节压力弯曲半径3、千斤顶顶端的辊轮，便于管线在弯管器中前后滑动，调整弯曲弧度。41对策实施二：将卡具与管材接触面的点受力优化为面受力2、在千斤顶顶端滑块与管材接触面制作半圆弧凹槽，扩大与管材表面受力面积，减少接触点受力压强。控制管材椭圆度。1、在支架辊轮与管材接触面制作半圆弧凹槽，扩大与管材表面受力面积，减少接触点受力压强。控制管材椭圆度。效果确认：经现场试验，采用凹槽面后，管材在煨弯过程中椭圆度保持良好，在±2mm以内42对策实施三：保持弯曲半径为最小，减少回弹补偿量相对弯曲半径r/D距离O点越近，半径回弹补偿量Δr越小，红色圆点表示O点，也是外力施加点。从图上可以看出，在管材上施加外力，红色原点处相对弯曲半径最小，从而回弹补偿量最小。r/DO效果确认：经现场试验，在弯曲点O固定不变的情况下，r/D上任何一点的回弹补偿量均超过O点位置43对策实施四：减少桁车操作对煨弯质量的影响程度

在弯制喷淋管过程中，多为Ø159、Ø168管材，图中a的距离为Ø168管材外径与2mm余量之和，b的距离为弦长与弧度垂直距离的最大值，通过设置管材轨道支架和主动轮A，使桁车作业彻底脱离管材的弯制过程。使得弯制作业更加简单便捷。abAB制图人：邱瑞制表时间：2011年06月44效果确认：通过安装主动轮A和管材轨道支架，有效的解决了桁车在以往的煨弯工序中，全程参与的问题。同时轨道支架的高度和间距一定程度上保证了作业人员的安全并且防止了管材在受力时发生多维旋转扭曲变形。45对策实施五：待外力卸载后，进行准确测量依据模板弧度，确定外力值，反复施力，卸力后进行测量，如不达到模板弧度，再调至确定外力值反复施力，待回弹现象逐渐消失，煨弯弧度与模板弧度偏差越来越小直至达标，测量工作方可完成。效果确认：通过现场反复测试，该测量方法准确精细，在煨弯过程中起到了很好的指导作用，有效的保证了管材的煨弯弧度偏差控制在±2mm以内。46效果检查1、与设定的目标对比

2011年8月，小组对4组，共计240米兰州国家原油储备库建设工程10万m³储罐喷淋管一次弯制质量情况进行分析统计，对管线弯制椭圆度与弧度进行了抽样调查统计比较，并绘制下表：煨弯后管线椭圆度及弧度实际偏差情况允许偏差≤8%次12345678910DmaxØ170.5Ø171Ø170Ø171.5Ø170.5Ø171Ø170.5Ø170.5Ø170Ø171DminØ158Ø158.5Ø159Ø157Ø157.5Ø159Ø158.5Ø159Ø159Ø159.5椭圆度7.6%7.5%7.2%7.6%7.4%7.3%7.5%7.1%7.4%7.5%允许偏差≤3mm弧度2mm1.8mm1.9mm1.7mm1.8mm2.1mm2mm2.2mm1.7mm2mm经抽样调查统计比较，措施实施后，管线煨弯椭圆度和弧度均控制在了允许偏差值范围之内，实现此次活动目标。制表人：邱瑞制表时间：2011年08月标准允许偏差数据来自《GB50235-2010工业管道工程施工及验收规范》47小组采用