提高自安装采油平台桩管的下料质量

提高自安装采油平台桩管的下料质量

自安装采油平台为我国首座插销式液压自升降生产储油平台，

与固定式采油平台相比，这座名为“海洋石油161”的自安装采油平台最大的不同在于配备有插销式液压升降系统，这个系统使其具备了独特的优势。“海洋石油161”是能够实现“蜜蜂式”采油的可移动平台。插销式结构扩大了桩腿高度的可调节范围，有利于平台根据水深调节升降高度，使平台可适应的海域更广。此外，借“插销”之力，“海洋石油161”比同等规模的液压升降平台的起升重量更大，稳定性更好。本平台桩腿为圆柱形结构，桩腿长度67m，直径φ3000mm，壁厚36、30mm。对应插销位置设有4根长条形导向条，导向条宽度700mm，厚度36mm。桩管内部设有纵向桁材（⊥20X300/20X200）和圈（⊥20X300/20X200），支撑圈梁间距1000-2000mm。桩腿筒体插入桩靴，并与桩靴构件焊接。对应桩壁开孔位置，在桩腿内设置密闭罩，结构由14mm的钢板焊接而成。一.工程概况自安装采油平台现场照片

这是我厂首次承揽这种类型的平台，我们下料车间承担了下料任务，由于钢管直径大（φ3000mm），筒体和导向条又都需要对应开孔，这是整个工程的难点。为了确保自安装平台的整体预制质量，我们QC小组围绕这一薄弱环节，开展了质量管理活动，较好的解决了这一难题，为我厂及公司做出了积极的贡献。桩管及导向条尺寸外观图如下所示：绘图人：吴迪绘图时间：2009年1月19日

图1

绘图人：贾爱玲绘图时间：2009年1月19日

自安装采油平台整体效果图图2三、选题理由

提高自安装采油平台桩管下料质量质量要求高：桩管直径公差：φ3000+2-6mm，椭圆度要求≤5mm挠曲值≤20mm；导向条直线度≤1mm/m，整体≤3mm；导向条圆孔与桩腿圆孔偏差≤1mm;桩水平面四开孔中心的偏差控制在±1.5mm。市场影响大：首次施工直径在φ3000mm以上的桩管，桩管外围有四条导向条，且桩管和导向条需要对应开孔，能够积累总结出一套更完善的施工控制程序和施工经验，而且对公司以后对外开拓市场具有重要意义。施工难度大：桩管直径在φ3000mm以上；钢板尺寸偏大3000×9000~3000×12000；桩管与导向条需要对应开孔，且是在滚制成型后开孔，难度非常大；钢板厚度大且厚度不一，削斜难度大。绘图人：吴迪绘图时间：2009年2月9日

图3四、现状调查

现状调查（一）为明确影响海上平台桩管下料质量的问题关键所在，我们对2008年3月～6月份施工的类似规模工程赵东项目ODB、OPB平台（直径范围为φ1524×40～φ2032×65）的桩管的下料实际情况进行了质量调查，结果如下：

月份件数合格件数

不合格件数

一次合格率（%）08年3月110102892.708年4月6461395.308年5月120112893.308年6月125118794.4合计4193932693.9（平均值）

调查人：吴迪调查时间：2009年3月16日~3月20日

桩管筒节下料情况调查表表1

利用柱形图将产量和合格品数量关系表现如下图所示：

绘图人：贾爱玲绘图时间：2009年3月23日

图4一次合格率（%）92.7%95.3%目标值96%93.3%94.4%91平均值93.9%利用折线图将月份和一次合格率的关系表现如下图所示：

图5

2008年3月2008年4月2008年5月2008年6月9293949596绘图人：吴迪绘图时间：2009年3月23日

月份现状调查（二）

我们对2008年3月～6月份施工的26节不合格筒节进行了质量调查，并对调查结果进行分类统计，统计情况如下表所示：

缺陷调查表表2序

号缺

陷频

数频

率%累计频率%1下料尺寸超标8541.941.92坡口表面质量超差8340.982.83氧化铁清理不干净157.390.24直线度超标104.9955板材外观有刮痕52.597.56其

他52.5100合

计N=203100调查人：吴迪

调查时间：2009年3月24日

结论：从排列图可以看出，下料尺寸超标和坡口表面质量超差是造成桩管不合格的主要问题。图6A下料尺寸超标B坡口表面质量超差C氧化铁清理不干净D直线度不够E板材外观有刮痕F其他41.982.890.29597.5绘图人：吴迪绘图时间：2009年3月24日五、目标确定和目标可行性分析1、确定目标值：下料一次合格率达到96%以上。93.9%96%图7

2、目标值制定的依据：

1）业主要求我们质量一次合格率必须达到96%。

2）该工程的优质正点，能拓宽我们公司的外部市场。

3）对赵东工程筒体检验平均一次合格率接近目标值，为我们目标值的制定提供了数据依据。绘图人：贾爱玲绘图时间：2009年4月13日3、目标值的可行性分析：1）只要我们将两个主要的缺陷因素出现的频数降低，我们下料的一次合格率就能有很大幅度的提高。2）施工经验：我们过去成功预制过很多大型海上平台的桩管，如赵东平台、EDC平台，施工经验丰富。3）人员素质：全体QC小组成员由工程师、技术员、高级技师以及技术工人组成，具有较强的解决问题的能力。4）历史水平：1999年，该QC小组《确保海工桩管压头质量》获全国优秀QC小组；2006年，该QC小组《确保赵东工程结构钢管下料质量》获山东省优秀QC小组；2008年，该QC小组去年《提高内蒙风力发电塔架的下料质量》获胜利油田优秀QC小组成果二等奖。六、分析原因

关联分析：根据上述调查表，我们对产生缺陷的原因做如下分析:开孔尺寸有偏差开孔设备及技术老化板边出现弧度施工方法技术不熟练坡口高度不均削斜质量差下料有偏差钝边不均切割有偏差切割速度不均坡口表面质量超差下料尺寸超标责任心不强板材表面有刮痕施工工序交接不完整材料规格有误母材内部质量不好切割进入点不准设备不能满足生产要求直线度超标切割器供气不稳平台母材不合格关联图图8切割器道轨不平施工经验不足切割参数不当

通过关联图可得知，我们找出了影响下料尺寸和造成坡口表面质量超差的因素共24条，其中末端因素有7条：

1、施工工序交接不完整2、切割器供气不稳3、施工经验不足4、开孔设备及技术老化5、平台母材不合格6、切割器道轨不平7、责任心不强

绘图人：吴迪绘图时间：2009年5月18日七、要因确定

（一）施工工序交接不完整确认时间：2009年6月15日确认人：吴迪由于自安装采油平台桩管的直径大（φ3000以上），下料尺寸准确度要求高，所以我们桩管施工的顺序按照：先用数控切割机切割出每节桩管筒节，再用半自动切割机切割出所需的坡口。由于两个工序的操作人员，没有按照要求及时测量施工完的筒节尺寸，且没有完全记录正确的检查尺寸，这样就造成后续的安装车间，不好正确掌握、控制筒节的安装顺序和组对偏差，不能提前考虑应对措施，造成被动局面，不利于产品的质量。结论：要因

（二）切割器供气不稳确认时间：2009年6月16日确认人：董自龙我们车间氧气房工作人员在换氧气瓶输送氧气时，要把氧气表压力控制在0.9～1.0MPa之间。由于氧气是长距离输送，会出现氧气压力不稳的现象，但是我们车间每名火焊人员都在氧气管线上加装了稳压表，避免了由于氧气压力不稳出现切割质量缺陷的问题。结论：非要因（三）施工经验不足确认时间：2009年6月17日确认人：贾爱玲王妍我厂虽然已经成功预制过很多个大型海上平台的桩管，但对于插销式液压升降的四桩腿自升式平台的制造来说，还是首次，一切都在摸索当中。我厂职工比较缺乏相关的生产经验，对很多的生产技术要求不是很明确，不利于保证桩管的施工质量。结论：要因（四）开孔设备及技术达不到施工要求确认时间：2009年6月18日确认人：董自龙这次施工的自安装采油平台桩腿为圆柱形结构，对应插销位置设有四根长条形导向条，导向条与对应桩壁设有φ380的开孔，这就需要我们对导向条实施开孔，之前我们厂对容器的开孔都是手把操作，设备及技术老化，不能满足自安装采油平台技术文件上对开孔精度（φ380+1）的要求。结论：要因（五）平台母材不合格确认时间：2009年6月19日确认人：龙涛自安装采油平台所用一切板材均由甲方提供，提供时经过了严格把关，并配有质量证明书，且进入我厂后由质检及理化人员进行了100%检测，未发现不合格钢板进入生产。结论：非要因（六）切割器道轨不平确认时间：2009年6月20日确认人：卢中华我厂一直以来对坡口的施工都是用的大连造船厂制造的GC2-200Z型车式火焰切割机。由于长期使用，切割机的道轨局部高低不平甚至产生了变形，这样切割的坡口就会出现高度不均、钝边不均甚至角度偏差大的问题。结论：要因（七）责任心不强确认时间：2009年6月21日确认人：陈素娟小组成员在现场施工工程中，对工作人员的施工过程进行现场监控。下料严格按图纸、制造工艺和焊接工艺规程进行，并严格进行互检。下料误差范围在长±1mm、宽±1mm、对角线2mm以内，完全在误差允许范围之内。结论：非要因根据现场验证结果，我们得出如下4条要因：1、施工工序交接不完整2、施工经验不足3、开孔设备及技术老化4、切割器道轨不平八、制定对策序号要

因目

标

对

策措施时间地点负

责

人1施工工序交接不完整保证施工工序正常运转,达到控制质量的目的1、对人员进行质量意识教育2、编制详细的记录尺寸表格1、根据现状,讲清质量对后序工作的重要性2、编制能记录一切可参考的详细的记录尺寸表格2009年7月1日~7月7日车间会议室吴迪2施工经验不足掌握自安装采油平台的一切制造要求1、应用现有条件对施工工人进行技术培训2、改进施工技术方法1、

举办技术培训班，由技师讲授操作规程,技术人员进行标准宣贯等2、做专门适合破开导向条的胎具，并对导向条的坡口进行刨边处理2009年7月8日~7月18日车间会议室及现场董自龙陈素娟3开孔设备及技术达不到施工要求达到技术文件对开孔精度的要求1、引进新的开孔设备2、学习先进的开孔技术1、专门采购适合开孔的专用设备2、让火焊技师先研究并实践开孔技术，并对其他火焊人员进行培训2009年7月19日~7月26日车间现场董自龙贾爱玲4切割器道轨不平保证坡口的切割质量对半自动切割器进行改造我们给切割器安装了一个外伸杆和小滑轮，将原来的道轨去掉了。2009年7月19日~7月26日车间现场卢中华龙涛对策表主要原因确定之后，我们分别针对所确定的每条要因制定了相应的对策如表3所示：

制表人：吴迪制表时间：2009年7月1日

表3九、对策实施

（一）完善施工工序制度1、制定完整的桩管下料工工艺流程图：下料工工艺流程图

审图电脑排版数控套料排版设定数控切割参数切割坡口记录切割后尺寸并进行标记移植切割直口出料绘图人：吴迪绘图时间：2009年7月2日

图92、数控操作者在切割完每张钢板后，及时进行测量并将下料的实际尺寸记录下来，并在钢板上注明节数和尺寸，以便切割坡口时能够找到其对应的坡口形式，避免出现割错坡口的现象。构件号标记长1长2左宽右宽对角线1对角线2下料人切割人时间J1-01J1-02J1-03J1-04J1-05………

制表人：吴迪制表时间：2009年7月3日自安装采油平台桩管下料检查记录表4

自安装采油平台导向条下料检查记录表5构件号尺寸标记弧长1弧长2长1长2对角线1对角线2时间J1-OR1-012980*706*36J1-OR2-012980*706*36J1-OR3-012980*706*36J1-OR4-012980*706*36J1-OR1-022930*706*36………………制表人：吴迪制表时间：2009年7月3日（二）对人员进行技术培训，改进施工技术方法

1、举办气焊工培训班职工培训考核表（气焊技能培训）

单位：胜利油建公司金属结构厂下料车间培训形式：业余培训名称：气焊工技能培训培训时间：2009年7月8日-2009年7月18日培训地点：青工培训基地认课教师：董自龙（气焊技师）培训人员：（5人）考试成绩：（60分）考核成绩：（40分）综合成绩：（100分）王勇583795李丽573895孙春松543589孙丽553893杜继霞533689考核人：董自龙考核时间：2009年7月18日表6

2、改进施工技术方法1）专门制作了破开导向条的胎具由于桩腿为圆柱形结构，对应插销位置设有四根长条形导向条，导向条直径太大（φ3072mm），滚制成形后在平地上很难将其准确的破开，为了保证其尺寸的准确性，我们专门制作了胎具，如下图所示：

2）对导向条的坡口进行刨边处理导向条外侧与筒体的焊缝坡口要求如下图所示：

图10

绘图人：吴迪绘图时间：2009年7月19日导向条刨边前导向条刨边后

为了达到圆角R10的要求，我们先将其切割成倒角，又对其采用了刨边处理。（三）更新开孔设备并学习其开孔技术

1、引进新的开孔设备

桩管和导向条需要在滚制成形后开孔，开孔精度要求极高（φ380mm+1），且导向条与筒体的圆孔内环焊缝还需要切割破口，如果采用我们之前手把切割的设备和技术根本达不到要求，为了保证其准确度，我们新引进了一套开孔设备。导向条与筒体的圆孔内环焊缝坡口图图11

绘图人：吴迪绘图时间：2009年7月19日新引进的开孔设备如下图所示：2、学习先进的开孔技术

由于是新引进的开孔设备，没有人实际操作过，所以我们就先让火焊技师对其进行了仔细研究和实践操作，待技师掌握了其切割技术后，再对其他火焊人员进行讲解和操作演练，这样我们车间的火焊人员就基本全部掌握了开孔机的操作技术。（四）改造半自动切割器

由于该平台桩管所要求的坡口精度高（如下图所示），我们之前的切割器道轨不平，很容易出现坡口高度、钝边不均，甚至角度偏差大的问题，所以我们经过仔细研究决定对切割器进行改造。

绘图人：吴迪绘图时间：2009年7月20日桩腿纵焊缝坡口形式图

图12

桩腿环缝坡口形式图图13

我们在切割器侧面安装了一个向外伸出的杆，在杆下端安装了一个小滑轮（轴承），将切割器放在割坡口的那边，小滑轮就会紧贴直边，调好距离将杆上的螺丝拧紧固定，这样不用道轨，切割器就可以切割坡口了，而且不会出现豁口、风沟等质量问题。切割器改造前工作时的照片切割器改造后的照片：

通过图片对比，我们很容易看出改造后不但不用再使用道轨，而且它还能一直与钢板保持贴合，不会随着钢板的起伏而影响坡口的切割质量，从而保证了坡口的精确度。十、效果检查

（一）目标实现情况：截止到2009年8月24日我们对实施对策后生产自安装采油平台的380节桩管的下料质量进行检查，发现一次合格370节，一次合格率达97.36%，比小组制定的目标值96%提高了1.36个百分点，保证了下料的质量。检查结果如下表所示：

实施对策后桩管下料情况调查表表7筒节规格节数合格节数不合格节数一次合格率（%）φ3000δ=36mm8078297.5δ=30mm3231196.9φ3072δ=36mm9289396.7φ3160δ=26mm8079198.8δ=36mm9693396.9合计3803701097.36（平均值）

调查人：吴迪调查时间：2009年8月24日

我们对实施对策后施工的10节不合格筒节进行了质量调查，并对调查结果进行分类统计，统计情况如下表所示：

缺陷调查表表8

序

号缺

陷频

数频

率%累计频率%1下料尺寸超标1523232坡口表面质量超差1421.544.53氧化铁清理不干净152367.54直线度超标1015.482.95板材外观有刮痕57.890.76其

他69.3100合

计N=65100调查人：吴迪调查时间：2009年8月24日A下料尺寸超标B坡口表面质量超差C氧化铁清理不干净D直线度不够E板材外观有刮痕F其他结论：从排列图可以看出，实施对策后，下料尺寸超标和坡口表面质量超差这两个主要缺陷因素已有很大改善，这就使一次合格率有了很大提高。图1441.982.890.29597.52344.567.590.782.9绘图人：吴迪绘图时间：2009年8月24日

活动前后效果对比图绘图人：吴迪绘图时间：2009年8月24日图15（二）经济效益：

通过QC小组的活动，确保了自安装采油平台桩管的下料质量，大大降低了质量返修率，为厂内降低了产品制造成本，获得了较大的经济效益。通过本次活动，锻炼了小组成员的技术水平和操作应变能力，所形成的无形效益也是巨大的。自安装采油平台，共用钢板218张，如果按之前的一次合格率平均值93.9%来算，那么不合格钢板的张数为13张，坡口及轮廓尺寸返修一张板大概需要1天时间，需要操作工人至少8人（100元/人/天）配合，一台数控切割机（1200元/台/天）、一台16吨吊车（600元/台/天）和两台半自动火焊切割机（400元/台/天）配合。（1）减少返修费用：人工费：1天/张×13张×8人×100元/人/天=10400元机械(