脱硫吸收塔焊接工艺创新QC成果

脱硫吸收塔焊接工艺创新编制人：初士俊中国十五冶金建设第七工程公司镇雄工程部安装质量QC攻关小组二O一O年十一月二十日中国十五冶金建设第七工程公司

目录一、工程概况二、选择全新的课题三、确定突破口设定目标四、提出各种方案并确定最正确方案五、制定对策表和实施流程六、按对策实施七、确认效果八、稳固措施标准化纳入管理标准九、总结及今后打算中国十五冶金建设第七工程公司PDCA一、课题简介：

云南华电镇雄电厂新建2×600MW机组工程脱硫工程，共有2台吸收塔，单塔总重515吨，其中碳钢总重约505吨，塔净高43.53m。现场针对该吸收塔具有高度大、直径大、重量大，属典型的塔罐类施工等特点，采用了更符合工期和进度要求、具有明显场地优势的倒装法。主要提升工具为30台液压提升装置与集中控制装置组成的整体提升系统。中国十五冶金建设第七工程公司中国十五冶金建设第七工程公司吸收塔落地全貌中国十五冶金建设第七工程公司塔钢板分布如下：序号直径区名称重量（t）主要材料标高段（m）备注1顶部变径顶部及出口56.2δ8钢板、H钢EL+36.7—+45.32φ16.4mδ8板段11.4δ8钢板EL+33.2—+36.73φ16.4mδ10板段16.2δ10钢板EL+29.2—+33.24φ16.4mδ12板段38.8δ12钢板EL+21.2—+29.25φ16.4mδ14板段40.8δ14钢板EL+14.0—+21.26φ16.4m烟气入口23.1H钢、C276EL+14.0—+21.27φ16.4m入口加强34.1δ40钢板EL+14.0—+21.28中部变径变径段37.7δ16钢板EL+9.63—+14.09φ21.45m浆池段上54.1δ16钢板EL+3.23—+9.6310φ21.45m浆池段下30.5δ18钢板EL+0.03—+3.2311底板区底板22.2δ8钢板EL+0.027相应的，现场对焊接速度要求能与塔提升速度相适应。二、选择全新的课题2.1现状调查问题我公司以往的塔罐类施工绝大多数采用手工电弧焊，现在这种大规格吸收塔施工能不能采用全新的焊接方法和工艺，既能保证焊接质量，又能到达提高焊接速度，与液压整体提升相辅相成，加快施工进度的目的？调查分析〔1〕液压提升倒装工法会使塔壁板提升速度明显，因此吸收塔工期进度明显受焊接质量和速度制约。〔2〕目前，我公司吸收塔焊接施工多以手工电弧焊为主，主要因为是我公司承接的塔罐类容器规格均偏小。中国十五冶金建设第七工程公司2.2选择全新课题的理由2.2.1现场要求：要与液压整体提升速度协调，加快吸收塔焊接速度。2.2.2建设单位的创优质量要求：整个电厂为“创国优，争鲁班奖〞工程，必须到达质量标准。2.2.3总包单位的创优质量要求：吸收塔安装优良率≥98%华电工程环保公司对脱硫工程单独创优2.2.4公司的质量方针：今天的质量和效劳就是明天的市场。2.2.5QC小组的要求：促进企业“四新技术〞的开展，提高竞争力中国十五冶金建设第七工程公司2.3全新课题确实定脱硫吸收塔焊接工艺创新中国十五冶金建设第七工程公司2.4创新型与问题解决型课题的区别中国十五冶金建设第七工程公司项目问题解决型创新型立题在原来的基础上改进、提高从未有过的事情现状要把现状调查分析清楚无现状调查，而是研究创新的切入点设定目标在原来的基础上，上升一个新的台阶完全是新的要求原因分析针对存在的问题症结分析原因，找出主要原因不用分析原因；为达到目标，广泛提出各种方案，寻找最佳方案。决策的依据用数据说话评价、比较、选择（有数据时，也要用数据）应用工具以数据分析用工具为主，非数据分析工具为辅。以非数据分析工具为主。2.5创新型课题活动程序中国十五冶金建设第七工程公司创新型课题活动程序1、选择全新课题2、设定目标3、提出各种方案并确定最佳方案4、制订对策表6、确认效果5、按对策表实施8、总结与今后打算7、标准化达到目标是否PDCA2.6QC小组概况：中国十五冶金建设第七工程公司工程名称云南华电镇雄电厂新建2×600MW机组工程脱硫工程小组名称十五冶七公司镇雄项目部安装QC小组小组类型创新型活动时间2010年4月8日—2010年10月30日人数7姓名职务技术等级组内分工年龄TQC时间黄因农项目经理工程师组长40200朱永建项目总工工程师副组长29120初士俊技术员助工安装技术26120柳长友现场质量高级技师焊接技术指导62300张昕昇现场生产助工组员28100叶胜富现场生产高级技师组员38100田崇军焊工技师组员39120三、确定突破口设定目标3.1由提出的问题，寻找突破口吸收塔焊接速度要求能与塔体提升速度相适应。能不能采用全新的焊接方法和工艺，既能保证焊接质量，又能到达提高焊接速度，与液压整体提升相辅相成，加快施工进度的目的？突破口——全新的焊接方法和工艺中国十五冶金建设第七工程公司3.2设定目标确定课题目标及方向对我公司在塔罐类施工中多采用传统手动电弧的焊接方法和工艺进行创新，即采用全新的焊接工艺。并到达质量和工期要求。目标具体值〔1〕受检焊口无损探伤一次合格率大于98%。〔2〕消除质量通病。中国十五冶金建设第七工程公司3.3分析认证实现目标的可行性〔1〕有利因素①通过国家质量认证的、健全的中国十五冶质量保证体系，使我们在质量管理上有经验。②安装质量攻关QC小组活动得到公司和工程部的支持。③业主、总包和监理单位有经验人员均对我们的施工方案提出了不少合理化建议。④现场焊接质量专责为原云南火电焊接工程处人员，具有丰富的焊接管理经验和现场缺陷分析能力，对小组的焊接质量管理予以支持和指导。班组长有较长的气保焊经历。⑤QC小组成员专业性强，善于学习和钻研。中国十五冶金建设第七工程公司3.3分析认证实现目标的可行性〔2〕不利因素①大规格塔罐类施工焊接采用区别于传统手工电弧焊的焊接方法和工艺，在七公司属首次，缺乏经验。②QC质量攻关小组活动目的是满足现场焊接速度快，焊接质量好，最终实现加快塔施工进度。因此给新工艺的摸索时间有一定的限制。

综合上述有利、不利因素，可以得出以下结论：课题目标可以实现。中国十五冶金建设第七工程公司四、提出各种方案并确定最正确方案4.1焊接方法的方案选择〔1〕焊接方法及焊透种类代号中国十五冶金建设第七工程公司代号焊接方法焊透种类焊接位置MC手工电弧焊接完全焊透焊接全位置MP部分焊透焊接GC气体保护电弧焊接自保护电弧焊接完全焊透焊接全位置GP部分焊透焊接SC埋弧焊接完全焊透焊接平焊SP部分焊透焊接由上表中可以看出，埋弧焊接宜平焊，而现场立焊居多。因此焊接方法宜采用更适于随现场倒装施工的气体保护电弧焊接。因此，最正确方案为采用气体保护焊接方法。4.2气体保护焊接各种方案比较，并进一步选择中国十五冶金建设第七工程公司焊接缩写焊接全称气体板厚要求焊接位置要求焊接质量焊接速度成本MAG熔化极活性气体保护焊氩气、氦气CO2或这些气体的混合气无全位置较好较快较低MIG惰性气体保护金属极电弧焊在氩气内加入1％氧气薄板全位置打底焊能力优越一般较高TIG钨极惰性气体焊氩气薄板全位置可提升焊道的品质较快较高由上表中可以看出，MAG具有可以焊接普板、中厚板，焊接速度较快，相对本钱较低的特点，尤其是焊接速度较快的速度更符合要求。因此MAG中的CO2气体保护焊接方法较适宜现场施工。因此，最正确方案为采用CO2气体保护焊焊接方法。4.3CO2气体保护焊与手工电弧焊两种焊接方法详细比照中国十五冶金建设第七工程公司序号项目手工电弧焊CO2气体保护焊对比优势对比劣势对比优势对比劣势1生产效率频繁换焊条横焊和平焊时，是手工电弧焊的1～3倍2焊材成本购买单价相对便宜含药皮重熔敷率较高。以含钢量比，焊丝更为便宜，约为手工电弧焊的60%3设备成本设备便宜，操作灵活设备复杂，费用较高，操作不够灵活4室外施工限制不受气流干扰受一定限制5焊缝质量受焊工水平影响焊缝含氢量低，质量好熔池小、热影响区窄，因此焊后工件变形小，焊缝质量好6熔渣熔渣多，清理量大无熔渣，焊缝成形过程易观察飞溅大7熔滴CO2气体呈喷射状，有助于熔滴过渡8焊件厚度限制无小于1mm的薄板不宜使用，最大厚度不受限制气孔既然采用了CO2气体保护焊焊接方法，那么我们要进一步了解CO2气体保护焊在我公司的应用情况。4.4CO2气体保护焊在我公司的塔罐类应用情况详细考查有没有大量应用的情况。施工现场制作连续大量使用CO2气体保护焊的焊接工作量不超过500t。既然我公司在CO2气体保护焊方面的大量应用的情况较少，那么如何掌握这种焊接方法，合理安排现场的焊接工艺呢？这就要求现场明确焊接工艺。有没有考查过实例。有。我七公司在重钢工地见证过300000m3煤气储柜施工中采用自动弧焊接和半自工CO2气体保护焊接。因此，CO2气体保护焊在塔罐类施工应用中完全可行，只是具体相关工艺要求现场实际验证。如何保证CO2气体保护焊的焊接质量？这就要求根据组成要素制定详细对策，并逐条执行。中国十五冶金建设第七工程公司中国十五冶金建设第七工程公司4.5施焊的根本工艺流程4.6CO2气体保护焊施焊工艺三种措施方案针对4.5施焊工艺的〔正面施焊、背部清根、背部施焊〕，从以下三种方案中比较选择。坡口安排+顺时针焊接顺序排列+手动清根坡口设计+顺时针对称焊接顺序+反面碳弧气刨清根坡口优化+顺时针对称焊接顺序排列+反面碳弧气刨清根+塔外综合清理从4.6.1～三种施焊工艺比较来看，比较如下：中国十五冶金建设第七工程公司序号坡口焊接顺序焊缝清理4.6.1单纯机械参考规范、标准顺时针焊接顺序纯手工清根4.6.2局部进行坡口（尤其是横焊）设计采用顺时针焊接顺序的同时，采用对称焊接背部采用碳弧气刨清根4.6.3现场技术人员对坡口进行二次优化设计除上述焊接安排外，增加立焊焊接时考虑采用碳弧气刨与机加综合清理（要考虑施工电路负荷问题）综上，三种施焊工艺比较来看，为到达更好的焊接质量，现场可选用工艺，但要考虑施工时用碳弧气刨清根时，实际电流到达600A，这要求现场施工时注意线路负荷平衡和防止事故的发生。五、制定对策表和实施流程5.1针对以上根本工艺流程，QC质量小组先从根本工艺流程入手，继而找出影响CO2气体保护焊焊接工艺质量的各种因素，进而最终针对解决影响焊接质量的问题关键，到达保证焊接质量的目的。中国十五冶金建设第七工程公司5.2制定对策表中国十五冶金建设第七工程公司序号要求对策目标措施负责人过程日期1坡口形式1）各坡口形式安排合理2）坡口下料要达到1）坡口角度偏差≤5°2）钝边偏差≤1mm1）自动割具下料2）每个坡口用角度尺检查一处田崇军柳长友2010.4.30～2010.7.302板材拼接达到要求，施焊前清理干净1）拼接有相关措施2）焊前清理1)水平度≤2mm2）对角线不超过±3mm1）做好拼接保证工作2）加大检验力度叶胜富张昕昇2010.5.30～2010.10.303工艺参数合理1）合理的工艺参数匹配1）工艺参数符合现场实际1）匹配好现场工艺参数2）焊前预热、焊后热处理等初士俊柳长友2010.4.8～2010.5.204施焊质量1）高质量焊缝，及成形质量1）焊缝一次合格率≥98%2）消除质量通病1）提高焊工操作水平2）采用多层多道焊接方法，必要时采用分段退焊等减小变形的方法3）加大培训力度4）注重焊接修补5）人、机、料、法环、测综合因素实际初士俊柳长友2010.5.30～2010.10.305清根1）清根工艺1）表面成形质量好2）清根后，无气孔、未焊透和未融合。1）多种清根整合运用2）注重打磨叶胜富张昕昇2010.5.30～2010.10.30六、按对策实施6.1按照制定的对策和分工，QC小组全面展开了活动，力求成效。〔1〕加强质量培训和教育力度。本工程为“创鲁班〞工程，吸收塔质量的表达最终还是靠工人来完成，因此提高工人的质量意识必须先行。〔2〕增强焊接技能培训。由焊接技师柳长友带队学习云南火电、山东二建的焊接经验，最主要是学习施焊前后的清理、打磨、设备参数自行调整工作，这一点对具有同样焊接水平的不同工人来说，最终焊缝质量有非常大的区别。〔3〕编制切实可行的作业指导书，明确各工艺参数，并进行交底工作。〔4〕加大质量考核和质量整改力度。中国十五冶金建设第七工程公司六、按对策实施6.2坡口形式〔1〕坡口的形式现场分四种:立焊坡口、横焊坡口、环板坡口和角焊坡口〔2〕立焊坡口。每一层壁板中每12m长板与板之间的纵向对接立焊坡口。中国十五冶金建设第七工程公司Y形坡口焊缝形式〔3〕横焊坡口。每一层壁板与其邻近层壁板之间层与层的对接环向L形横焊坡口。L〔单V〕形坡口焊缝形式〔4〕环板坡口。每一块2m加强环板与加强环之间的对接平焊双Y形坡口。现场拼焊时可以通过翻转，实现工件的背部清根。中国十五冶金建设第七工程公司双Y形坡口焊缝形式当1/4圆周环板需与另外1/4圆周环板对接时，因环板已与塔壁完成角焊，因不能翻转，故宜采用Y形坡口。焊缝形式Y形带垫板坡口（正面）Y形带垫板坡口〔5〕角焊坡口。加强环板与壁板之间的角接坡口。中国十五冶金建设第七工程公司L〔单V〕形坡口焊缝形式壁板环板6.3板材拼接到达要求，施焊前清理干净。中国十五冶金建设第七工程公司1#吸收塔基础环焊口施焊前机加打磨1#吸收塔基础环焊口焊后打磨6.4工艺参数。(1)设备及相应配套焊接参数中国十五冶金建设第七工程公司NB-500IGBT焊机二氧化碳气体保护焊焊接电流及电弧电压工艺参数中国十五冶金建设第七工程公司焊丝直径（mm)φ0.8φ1.2φ1.6典型工艺参数电弧电压(V)181920焊接电流(A)100-110120-130140-180调查推荐的工艺参数电弧电压(V)18～2418～2620～28焊接电流(A)60～16080～260160～310现场实际参数（熔滴过渡）电弧电压(V)18～40焊接电流(A)120～350现场实际参数（细颗粒过渡）电弧电压(V)34～45焊接电流(A)330～390二氧化碳气体保护焊其它工艺参数焊机实际工作时焊接电流及电弧电压〔瞬时照片〕焊丝直径/mm焊接速度（单层）/(m/h)焊丝伸出长度/mmCO2气体纯度/%CO2气体流量/(L/min)φ1.25～201099.6186.5施焊质量。中国十五冶金建设第七工程公司分层分道施焊现场照片〔CN-6壁板安装1〕焊缝明显分道拍照中国十五冶金建设第七工程公司反变形措施〔1#吸收塔底板焊接1〕反变形措施〔1#吸收塔根底环焊接2〕6.6清根。（1）碳弧气刨电流法清根为主。。中国十五冶金建设第七工程公司碳弧气刨手持枪把碳弧气刨电流法清根效果照片1中国十五冶金建设第七工程公司6.6清根。（2）机加等多种清理整合运用。焊缝打磨七、确认效果7.1现场的焊接质量得到了总包单位、监理、业主的认可，探伤一次合格率也到达了98%。10月12日，1#吸收塔落地；11月9日，2#吸收塔落地。脱硫现场吸收塔的安装和焊接质量，得到了业主“创鲁班〞专家指导小组、云南华电的肯定和表扬。11月29日，北京华电集团对现场进行达标投产复检，各专家对现场质量非常满意。7.2现场焊接效果照片。中国十五冶金建设第七工程公司中国十五冶金建设第七工程公司底板焊接质量〔1#吸收塔底板焊缝〕壁板质量〔1#吸收塔CN-17与CN-18壁板间横缝2〕中国十五冶金建设第七工程公司加强环肋板成形外观照片变径段施工照片中国十五冶金建设第七工程公司吸收塔壁板横焊变径段立焊中国十五冶金建设第七工程公司1#吸收塔出口烟道渗油试验现场超声波探伤照片7.3渗油、抽真空和超声波探伤等检验中国十五冶金建设第七工程公司底板抽真空检验真空压力表局部7.4效益分析技术效益：以CO2气体保护焊为主的焊接工艺，现场焊接量到达3000吨。这在我们七公司尚属首次，这为我们公司今后焊接技术和工艺方面的方面提供了大量的经验和数据。经济效益：CO2气体保护焊焊接工艺节省了大量的人工，也加快了施工进度。在抛开工期进度不计，也不计材料和设备的与手工焊本钱比较的情况下，总节约人工本钱为6个月×30人〔现场实际焊工人数〕×2倍效率〔比手工焊效率提高按1倍〕×130元/天.人=46800元社会效益：现场的吸收塔焊接质量始终是镇雄电厂施工现场的一大亮点，这无疑是最大的效益。中国十五冶在脱硫工程方面也积累了全国最大吸收塔的业绩，和600MW机组脱硫工程的业绩。中国十五冶金建设第七工程公司