提高超大铜铸卧佛一次性安装合格率详细.docx

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提高超大铜铸卧佛一次性安装合格率详细

提高超大铜铸卧佛一次性安装合格率

中国建筑第八工程局有限公司

太平报恩寺重建项目QC小组

一、工程简介

本项目总用地面积5799.6米2,规划总建筑面积32240米2,其中地上建筑面积约24661.44米2,地下建筑面积7578.56米2.由一幢31层（裙房5层）、地下2层的超高层塔楼组成,含大雄宝殿、观音殿、药师殿、弘法大堂、罗汉堂、钟楼、鼓楼、卧佛殿、禅堂、藏经阁和佛教藏经用房等,并配有地下停车库.建成之后将成为东南亚第一高寺,其将会成为上海市又一地标性建筑.

图1-1项目效果图

太平报恩寺超大铜铸卧佛位于地下二层南侧卧佛殿,毗邻地下室中部舍利塔安装区域.超大铜铸卧佛长21.0米,宽6.0米,最高处5.3米,采用白铜铸造,铜结构重30.6t;卧佛内部钢结构采用14号槽钢,钢结构重13.6t,整体结构总重达44.2吨.

超大铜铸佛像采用分块吊装,吊装到位后采用钨极氩弧焊（分块焊缝预估总长80米以上,铜板壁厚一般不小于8米米,佛分块铜板焊接坡口形式采用X型坡口,间隙5～7米米,坡口角度65º±5º）,焊接完成后对卧佛进行打磨.

图2-2卧佛分块图2-3卧佛效果图

二、小组简介

为克服卧佛安装施工难度,在保证达到工程质量目标前提下,完成施工进度节点目标,我项目部成立了以项目总工叶建长为首的QC小组,由10名成员组成,均是具有QC技能的技术人员和管理人员.

表2-1太平报恩寺重建项目QC小组组成

小组名称

太平报恩寺重建项目QC小组

成立时间

2016年7月20日

小组注册号

ZJBJSH-XZ2016002

注册时间

2016年7月20日

课题名称

提高超大铜铸卧佛一次性安装合格率

课题类型

现场型

课题注册号

ZJBJSH-KT2017010

课题注册时间

活动时间

~2018年5月25日

平均受教育时间

180课时

小组成员

序号

姓名

性别

年龄

职务

职称

组内职务

小组分工

出勤率

1

叶建长

男

36

项目总工

工程师

组长

全面负责、方案决策

100%

2

王鑫

男

29

科技部副经理

工程师

组员

技术管理、措施实施

100%

3

董博

男

35

经理部质量总监

工程师

组员

质量监督、措施实施

100%

4

赵跃

男

30

项目执行经理

工程师

组员

全面实施

100%

5

沈君冰

男

26

技术工程师

助理工程师

组员

技术实施、方案编写

100%

6

彭韦恩

男

25

技术工程师

助理工程师

组员

成果发布、资料整理

100%

7

张宝

男

29

生产经理

初级工程师

组员

方案实施、现场实施

100%

8

张范林

男

26

安全工程师

助理工程师

组员

安全施工监管

100%

9

高飞

男

41

铜结构分包负责人

/

组员

铜结构施工监管

100%

10

黄旭峰

男

31

钢结构分包负责人

/

组员

钢结构加工监管

100%

制表:

彭韦恩制表时间:

表2-2太平报恩寺重建项目QC小组活动计划

制表:

彭韦恩制表时间:

三、选择课题

1、铜焊接缺乏统一的国家或行业标准,工程施工经验少.地下室超大铜铸卧佛焊缝长度长,铸铜厚度达到8米米,焊接工作量大,难以保证质量.（地下室铸铜舍利塔焊接过程中一次验收合格率仅84%.）

2、地下室超大铜铸卧佛焊缝总长80米以上,焊接工作量大,铸铜卧佛分块易变形,同时卧佛表面的焊缝质量直接影响到卧佛外观.

3、地下室超大铜铸卧佛安装难度大,难以保证安装精度.

4、本项目作为上海市地标建筑及东南亚第一高寺,地下室卧佛为主要参观点之一,其外观质量具有极高的要求.

四、现状调查

本项目地下室11.1米高舍利塔与卧佛采用相同的材质及工艺铸造,对其进行调查

由于卧佛及舍利塔表面焊缝基本不受力（主要受力构件为内部钢结构）,对安装合格率的检验主要以影响外观的质量问题为主.

图3-1舍利塔效果图图3-2舍利塔

对已完成安装的铜铸舍利塔进行分析后,在局部发现安装缺陷.统计安装拼缝总长度约53米,按照每0.2米一段进行检验及统计,265段分段中合格数量为222,一次验收合格率为84%.

表4-1舍利塔安装质量问题统计

序号

项目

频数

累计频数

频率（%）

累计频率（%）

1

焊接明缝

7

7

46.7%

46.7%

2

拼接错位

5

12

33.3%

80.0%

3

打磨划痕

2

14

13.3%

93.3%

4

构件变形

1

15

6.6%

100.0%

合计

15

 15

100.0%

100.0%

制表:

沈君冰制表时间:

制图:

沈君冰图4-1舍利塔安装质量问题统计饼分图制图时间:

五、制定目标

在地下室舍利塔安装的经验中总结经验教训,焊缝错边及焊缝裂纹为安装过程中主要的质量缺陷,若能降低二者的出现频率至原先的30%以下,即能将合格率提升至91%.

因此根据现状调查和目标设定依据分析、综合考虑后将目标设定为:

超大铜铸卧佛一次性安装合格率提高到90%.

制图:

沈君冰图5-1目标值柱状图制图时间:

六、原因分析

制图:

彭韦恩图5-1原因分析关联图制图时间:

七、确定要因

7.1、要因确认计划

表7-1要因确认计划表

序号

末端因素

确认方法

确认内容

确认标准

确认人

确认时间

1

现场安装交底针对性差

调查分析

对工人进行针对性问卷调查,考核工人对交底的掌握程度

是否所有工人得分均在80分以上

张范林

2017.11.12

2

工人经验缺乏

调查分析

检验工人的从事铜焊接的工作年限

是否工作年限均2年及以上

张宝

2017.11.12

3

焊接电压电流不当

现场验证

焊丝电弧形态

焊丝电弧是否呈稳定的半球状

张宝

2017.11.13

4

现场灯光昏暗

现场验证

现场照度是否满足要求

是否满足《室内工作场所照明》

（GB/T26189-2010）规定的焊接作业照度不低于300lx

张宝

2017.11.13

5

分块间临时间隔焊不足

调查分析

对比不同疏密临时间隔焊的合格率

不同间距对合格率是否有影响

沈君冰

2017.11.14

6

铸铜分块安装精度低

调查分析

查验舍利塔定位的偏差值

分块安装后拼缝间距是否为5~7米米

张宝

2017.11.14

7

焊缝两侧铸铜厚度相差大

调查分析

每个分段的两侧厚度差是否对合格率有影响

厚度差1米米区域的焊缝合格率是否低于整体合格率超过10%

沈君冰

2017.11.15

8

坡口加工未按照要求

调查分析

查看进场检查记录

坡口加工要求是否满足加工要求

高飞

2017.11.15

9

焊条未烘干

调查分析

对工人进行问卷调查,询问现场管理人员及监理

是否按照在焊接前进行烘干

沈君冰

2017.11.16

10

焊缝、焊条未清理干净

调查分析

对工人进行问卷调查,询问现场管理人员及监理

是否在焊接前进行清洁

沈君冰

2017.11.16

11

焊缝交叉焊接

调查分析

对存在交叉焊缝的区域的合格率进行调查

交叉焊缝区域合格率低于整体合格率是否超过5%

张宝

2017.11.16

制表:

沈君冰制表时间:

7.2、要因确认

1、现场安装交底针对性差

确认人:

张范林

确认方法:

调查分析

确认时间:

2017.11.12

对工人进行针对性问卷调查,考核工人对交底的掌握程度,所有工人得分均在80分以上.

问卷考核成绩统计表

序号

成绩

工人数量

1

95~100

0

2

90~95

4

3

85~90

5

4

80~85

1

5

80以下

0

结论:

非要因

2、工人经验缺乏

确认人:

张宝

确认方法:

调查分析

确认时间:

2017.11.12

检验工人的从事铜焊接的工作年限,分析工作年限均在2年及以上.

工作年限统计表

序号

工作年限

工人数量

1

5年以上

4

2

4~5年

4

3

2~3年

2

4

2年以下

0

结论:

非要因

3、焊接电压电流不当

确认人:

张宝

确认方法:

现场验证

确认时间:

2017.11.13

采用适用于铜焊接的直流正接,电流根据焊条直径2.5米米选择160A,发现钨机电弧呈稳定的半球状,说明电流合适（焊接电流过小时,钨极端部电弧偏移,电弧飘动;焊接电流过大时,钨极端部发热,钨极的部分熔化脱落到熔池中,形成夹钨等缺陷,并且电弧不稳）.

钨极氩弧焊电流合适、过小过大示意

结论:

非要因

4、现场灯光昏暗

确认人:

张宝

确认方法:

现场验证

确认时间:

2017.11.13

查看现场现场照度是否满足《室内工作场所照明》（GB/T26189-2010）规定的焊接作业照度不低于300lx的要求,发现现场作业区域照度仅200lx.

结论:

要因

5、分块间临时间隔焊不足

确认人:

沈君冰

确认方法:

调查分析

确认时间:

2017.11.14

根据舍利塔施工时的数据,对比不同疏密临时间隔焊的合格率,经整理,发现2米、1.5米、1.2米、1米、0.8米、0.5米不同间隔一道10米米长临时固定焊缝中,1米间隔以上的区域合格率明显高于1米及以下间隔区域合格率.

不同疏密临时间隔焊的合格率

不同疏密临时间隔焊的合格率柱状图

序号

间隔（米）

总米数（米）

合格率（%）

1

2

10

75

2

1.5

12

79

3

1.2

14

84

4

1

8

92

5

0.8

7

93

6

0.5

2

95

结论:

要因

6、铸铜分块安装精度低

确认人:

张宝

确认方法:

现场验证

确认时间:

2017.11.14

对舍利塔焊接前,安装后各分块的拼缝统计不同焊缝间隙宽度（标准为间隙5～7米米）处区域的合格率,发现有间隙满足5~7米米的焊缝要求的仅80%,同时不满足间隙宽度要求的合格率会明显降低

不同焊缝间隙宽度的安装合格率

不同焊缝间隙宽度的合格率柱状图

序号

间隔（米米）

总米数（米）

合格率（%）

1

＜3

0.5

0

2

3~5

4

79

3

5~7

42.5

86

4

7~10

5

81

5

＞10

1

75

结论:

要因

7、焊缝两侧铸铜厚度相差大

确认人:

沈君冰

确认方法:

调查分析

确认时间:

2017.11.15

每个分段的两侧厚度差是否对合格率有影响,虽然存在部分两侧厚度差超过1米米厚度的部位,但实际在焊接前经过砂轮处理后,差1米米区域的焊缝合格率未见明显低于整体合格率84%.

焊缝两侧厚度差仅处理后的安装合格率

不同焊缝间隙宽度的安装合格率柱状图

序号

厚度差（米米）

总米数（米）

合格率（%）

1

≤1

38

85

2

1~2

13

83

3

2~3

2

82

结论:

非要因

8、坡口加工未按照要求

确认人:

高飞

确认方法:

调查分析

确认时间:

2017.11.15

查看进场检查记录,坡口均按照加工要求进行加工,X型坡口,坡口角度65º±5º.

进场时各分块的记录照片

结论:

非要因

9、坡口加工未按照要求

10、焊条、焊剂未烘干

确认人:

沈君冰

确认方法:

调查分析

确认时间:

2017.11.16

对工人、现场管理人员、监理分别进行私下询问,并查看各方施工记录,施工舍利塔期间按照要求对焊条、焊缝进行清理及焊条烘干.

结论:

二者皆为非要因

11、焊缝交叉焊接

确认人:

张宝

确认方法:

调查分析

确认时间:

2017.11.16

33个交叉焊缝点,按照每个点4个方向焊缝进行统计,132个焊缝中,仅112个合格,合格率77.3%,低于整体合格率84%超过5%.

结论:

要因

八、制定对策

根据最佳方案,QC小组成员编制了流程图及各项对策,如下表8-1,提高超大铜铸卧佛一次性合格率.

表8-1对策表

序号

要素

对策

what

目标

why

措施

how

地点

where

时间

when

负责人

who

11

现场灯光昏暗

提供有效照明

便于工人进行安装、焊接、打磨、表面处理

在卧佛区域上方钢梁安装镝灯,进行多角度照明,保证现场照度.

施工现场

2017.12.25~2018.1.20

张宝

2

分块间临时间隔焊不足

合理进行临时固定

保证构件不在焊接过程中变形

每隔1米进行10米米长焊缝临时固定

施工现场

2017.12.25~2018.1.20

沈君冰

23

铸铜分块安装精度低

采用BI米技术

提高分块安放的精度

1、采用三维设计技术及3D雕刻打印技术,提高分块铸造的精度

2、利用三维设计技术在实际阶段合理分块并确定吊点,现场同时采用汽车吊与塔吊保证吊装精度

3、利用BI米技术在卧佛区域事先进行放样标记,并进行预埋件预埋,保证安装精度

4、在卧佛区域顶部钢梁上预埋吊环,进行手拉葫芦的位置调整.

施工现场

2018.1.20~2018.3.18

彭韦恩

4

焊缝交叉焊接

合理安排焊缝施工顺序

减小焊缝应力对焊缝质量的影响

1、利用三维设计技术在铸造前,对卧佛进行合理分块,降低焊接难度.

2、纵横交叉焊缝施焊时,应先焊收缩变形较大的横缝,而后焊纵向焊缝

3、正式焊接遵循对称、间隔焊接原则,降低焊接对佛像安装质量影响

施工现场

2018.1.20~2018.5.5

张宝

制表:

彭韦恩制表时间:

2日

九、对策实施

9.1、要素1:

现场灯光昏暗

在卧佛区域上方钢梁安装镝灯,进行多角度照明,保证现场照度,于工人进行安装、焊接、打磨、表面处理等工作.

图9-1在充足照明下工作

9.2、要素2:

分块间临时间隔焊不足

对卧佛焊缝每隔1米进行10米米长焊缝临时固定.

图9-2临时固定

9.3、要素3:

铸铜分块安装精度低

1、采用三维设计技术及3D雕刻打印技术,提高分块铸造的精度.

图9-3三维设计模型

图9-43D雕刻及失腊法铸造过程

2、利用三维设计技术在实际阶段合理分块并确定吊点,现场同时采用汽车吊与塔吊保证吊装精度,≥7.5t分块采用120T汽车吊吊装,＜7.5t分块采用现场STT153塔吊吊装.

图9-5现场塔吊与汽车吊布置图9-5现场吊装

3、利用BI米技术在卧佛区域事先进行放样标记,并进行预埋件预埋,保证安装精度.通过分块的钢骨与预埋件标记对应提高安放精度.各分块到位后采用三维扫描建立现场实际模型与设计模型对比,保证精度.

图9-6卧佛分块内部钢骨图9-7埋件定位图

图9-8三维扫描复核

4、在卧佛区域顶部钢梁上预埋吊环,进行手拉葫芦的位置调整分块位置.

图9-9钢梁吊环设置

图9-10手拉葫芦调整分块位置

9.4、要素4:

焊缝交叉焊接

1、利用三维设计技术在铸造前,对卧佛进行合理分块,降低焊接难度.

图9-11模型分块图

2、纵横交叉焊缝施焊时,应先焊收缩变形较大的横缝,而后焊纵向焊缝.

3、正式焊接遵循对称、间隔焊接原则,降低焊接对佛像安装质量影响.

图9-12交叉焊缝焊接

十、效果确认

本次超大铜铸卧佛安装完成之后,安装拼缝总长度约86米,按照每0.2米一段进行检验及统计,430段分段中合格数量为396,一次验收合格率为92%.

焊缝裂纹与错边已非最主要的质量问题.

表10-1卧佛安装质量问题统计

序号

项目

频数

累计频数

频率（%）

累计频率（%）

1

焊缝裂纹

10

10

29.41%

29.41%

2

焊缝凹坑

8

18

23.53%

52.94%

3

焊缝错边

6

24

17.65%

70.59%

4

焊缝气孔

5

29

14.71%

85.29%

5

其它

4

34

11.76%

100.0%

6

合计

34

34 

100.0%

100.0%

制表:

沈君冰制表时间:

2018年5月7日

表10-2合格率统计

制图:

沈君冰图10-1卧佛安装质量问题统计饼分图制图时间:

2018年5月7日

目标完成:

本次超大铜铸卧佛安装完成之后,一次验收合格率为92%,超过目标值90%

制图:

沈君冰图10-2活动前后合格率柱状图制图时间:

2018年5月7日

经济效益:

经过QC活动,一次性安装合格率自84%提升至92%,提高了8%,按照平均铜焊缝修补及卧佛表面的打磨、整形的平均费用1.83万元/米,共节约修补费用86x8%x1.83=12.6万元

社会效益:

通过本次QC活动,提高了地下室卧佛的一次性安装合格率,确保了卧佛外形与设计预期相一致,庄严肃穆,获得了业主等参建单位及广大信众的一致好评.

图10-3QC成果经济效益确认图10-4卧佛安奉仪式照片

十一、标准化

1、将此项成果编写形成《超大铜铸佛像制作安装工法》,目前该工法已评为中建八局局级工法.

2、总结形成了《一种基于BI米的超大铜铸佛像制作安装专利》,目前专利申请已由国家知识产权局受理.

图11-1中建八局《超大铜铸佛像制作安装工法》荣誉证书

图11-2《一种基于BI米的超大铜铸佛像制作安装专利》受理通知书

十二、总结及今后打算

总结:

在本次QC小组活动,组员们集思广益,协力合作,增进了团队成员间的默契与了解,提高了组员的团队合作能力及创新能力,但我们的QC知识还是尚有不足,仅经历过一次QC活动的我们还需吸取更多的经验来充实自己,在后续的QC活动中百尺竿头,更进一步.

表12-1活动前后QC能力比较

序号

项目

活动前

活动后

1

质量意识

2

5

2

QC知识

2

4

3

发现解决问题

3

4

4

创新精神

2

5

5

团队精神

3

5

6

综合能力

3

4

制表:

彭韦恩制图表时间:

2018年5月25日

图12-1活动前后QC能力比较雷达图

制图:

彭韦恩制图时间:

2018年5月25日

今后打算:

鉴于在本次QC活动中,我团队根据实际需要对提高超大铜铸卧佛一次性安装合格率开展了活动,为进一步积累经验,同时也为解决项目进行中的实际问题,现拟下一次QC小组的课题为----提高铜铸五方塔一次性安装合格率.

2019年上海市工程建设优秀QC成果一等奖