提高钢管桩接头焊接质量.docx
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提高钢管桩接头焊接质量
一、工程概况
菲律宾达沃电厂码头工程（DavaoPowerPlantProject-JettyandWharfPilingandStructure）为一座电厂卸煤码头，位于菲律宾南部棉兰老岛达沃湾，达沃市西南方Toril区，距离达沃市区约20km处（北纬6°57′45″，东经125°28′55″）。
本工程桩基为钢管桩，钢管桩直径为1.2m，壁厚20mm，单根长18.79-80m，总根数为187根，钢管桩总长为11197m，业主提供标准节长度为24m，根据码头桩长表进行配桩焊接。
焊接时间从2013年8月6日开始，至2013年11月20日结束，施工周期为107天。
图1钢管桩接头焊接示意图
制图人：
刘功鑫日期：
2013年8月15日
二、小组概况
为提高钢管桩焊接质量，我们于2013年8月15日成立了现场型QC小组，小组情况如表1所示。
小组成员概况表1
小组名称
中交二航三公司菲律宾达沃电厂码头工程钢管桩焊接QC小组
课题名称
提高钢管桩接头焊接质量
课题类型
现场型
组长
熊韬
小组成立时间
2013年8月15日
课题注册时间
2013年8月15日
小组注册号
2013（QCXZ）-13
课题注册号
2013（QCKT）-13
活动时间
2013年8月-2013年11月
小组人数
9人
QC教育时间
48小时
序号
姓名
性别
年龄
文化程度
职务
组内职务
1
吴开锐
男
31
本科
项目经理
顾问
2
熊韬
男
31
本科
总工
组长
3
余祖松
男
41
本科
副经理
副组长
4
毛徽
男
27
本科
工程部
组员
5
史春岩
男
26
本科
工程部
组员
6
刘功鑫
男
26
本科
质检部
组员
7
周晓庆
男
26
本科
试验室
组员
8
仇文明
男
48
高中
工人
组员
9
陈寿云
男
36
高中
工人
组员
制表人:
刘功鑫日期:
2013年8月16日
三、选题理由
1、质量重要性
钢管桩接头的焊接质量将严重影响钢管桩制作质量及使用寿命，严重时甚至危及到码头结构的安全，给工程带来极大的安全隐患。
2、施工重要性
钢管桩接头焊接是工程关键线路之一，钢管桩接头焊接的进度直接影响到码头的施工进度，所以接头焊缝质量控制尤其重要，防止不必要的返工影响整个码头的进度。
3、对已焊接的20根桩的焊缝进行检验，合格率为81.4%，详见表2。
钢管桩接头焊缝质量检测表表2
桩号
焊缝检查点数
合格点数
不合格点数
缺陷类型
内部有气孔
外观成型质量差
夹渣
未融合
裂缝
J9-A
5
4
1
1
J9-B
5
4
1
1
J9-C
5
3
2
1
1
J3a-JB
5
4
1
1
J10-C
5
4
1
1
J3-C
5
4
1
1
J10-A
5
3
2
1
1
J10-B
5
4
1
1
N2A
10
8
2
1
1
N2B
10
8
2
1
1
N1B
10
10
0
N1C
10
8
2
1
1
N2C
10
8
2
1
1
D-1
10
8
2
1
1
J4-A
5
4
1
1
D-2
10
8
2
1
1
N1A
10
9
1
1
J4-B
5
4
1
1
J4-C
5
5
0
J6-B
5
4
1
1
合计
140
114
26
12
9
2
2
1
合格率=[（140-26）/140]*100%=81.4%
制表人:
史春岩日期:
2013年9月24日
因此，由上表看出钢管桩焊缝合格率偏低，为提高钢管桩接头焊接质量，QC小组选择课题为：
提高钢管桩接头焊接质量。
四、现状调查
2013年9月24日，经过检验现场已焊接的20根钢管桩，钢管桩焊缝检验合格率低，钢管桩焊接质量缺陷统计见下表3。
钢管桩接头焊缝质量缺陷统计表表3
序号
项目名称
频数（点）
频率（%）
累计频率（%）
1
内部气孔
12
46.2
46.2
2
外观成型质量
9
34.6
80.8
3
夹渣
2
7.7
88.5
4
融合
2
7.7
96.2
5
裂缝
1
3.8
100.0
合计
26
100
/
制表人:
史春岩日期:
2013年9月24日
根据统计表，小组绘制了钢管桩接头焊缝质量缺陷饼分图，如图2：
图2钢管桩接头焊缝质量缺陷饼分图
制图人：
刘功鑫日期：
2013年9月24日
由饼分图可见，内部气孔和外观成型质量差两项问题发生的频率最高，占累计频率的80.8%,是影响钢管桩接头焊接质量的主要因素。
五、确定目标
由现状调查表可知，钢管桩焊接质量综合合格率为81.4%，“内部气孔”和“外观成型质量差”两个主要问题占累计频率的80.8%，如能解决这两项问题的95%，将使钢管桩焊接质量合格率提高到95.7%以上，分析计算如下：
81.4%+（1-81.4%）*80.8%*95%=95.7%。
因此经小组讨论决定本次QC小组活动目标定为：
钢管桩接头焊接质量合格率提高到95%以上。
图3活动目标柱状对比图
制图人：
刘功鑫日期：
2013年9月24日
六、原因分析
为了找到导致主要问题的原因，小组成员从人、机、料、法、环、测六方面进行分析，见因果分析关联图4。
图4因果分析关联图
制图人：
刘功鑫日期：
2013年9月25日
七、要因确认
由因果分析关联图，我们找到了11个末端因素，并制定了要因确认计划表，见表4。
要因确认计划表表4
序号
末端原因
确认内容
确认方法
确认标准
负责人
计划完成日期
1
技术交底未掌握
检查交底记录及考核工人掌握情况
现场调查
有记录，考核合格率100%
熊韬
毛徽
2013.9.26
2
人员质量意识差
考核施工人员质量意识
培训考核
考核合格率100%
熊韬
毛徽
2013.9.26
3
网络电压波动较大
检查现场发电机电压波动情况
现场验证
电压波动稳定
史春岩
周晓庆
2013.9.26
4
焊接设备功率不满足要求
检查焊接设备
现场验证
满足施工要求
史春岩
周晓庆
2013.9.26
5
焊条保管不当
检查焊条保存情况
现场验证
焊条存取及搬运符合美标AWSD1.1的规范要求
史春岩
周晓庆
2013.9.26
6
焊条未烘焙
检查焊条使用前是否烘干
现场验证
焊条使用前100%烘干
毛徽史春岩
2013.9.26
7
焊条型号不符合要求
检查焊条型号
现场验证
气保焊丝ER70S-6及埋伏焊丝F5A2-H08MnA符合美标规范要求
刘功鑫
周晓庆
2013.9.26
8
焊条性能差
检查焊条是否满足规范要求
现场验证
焊条及焊药有产品质保书，外观和强度均符合美标AWSD1.1的规范要求
刘功鑫
周晓庆
2013.9.26
9
钢管桩坡口切割粗糙
现场检查坡口质量
现场检测
平整度和光洁度满足要求
毛徽史春岩
2013.9.26
10
管节直径误差大
检查钢管桩直径
现场测量
与接桩直径一致
毛徽史春岩
2013.9.26
11
相邻管节焊接平台标高不一致
检查平台标高
现场测量
平台标高一致
毛徽史春岩
2013.9.26
12
雨天影响
调查是否有雨天施工情况
现场验证
焊接平台搭设防雨棚防风网，严禁雨天焊接施工，焊缝两侧使用烘枪除湿。
毛徽史春岩
2013.9.26
制表人：
刘功鑫日期：
2013年9月25日
要因确认一
末端因素：
技术交底未掌握
标准：
有记录，考核合格率100%
实测：
2013年9月26日，熊韬、毛徽检查了钢管桩焊接技术交底记录，内容齐全、完整，现场人员全部到齐。
随后对钢管桩焊接班组人员进行了技术交底内容考核，见表5。
考核情况检查表表5
施工班组
班组人数
考核情况
合格率%
不合格
合格
铆工班组
8
0
8
100%
焊接班组
6
0
6
100%
制表人：
毛徽日期：
2013年9月26日
从表中可以看出，考核合格率达到100%，施工人员掌握了钢管桩焊接操作技术要点，能确保钢管桩焊接质量。
结论：
不是主要原因
要因确认二
末端因素：
人员质量意识差
标准：
考核合格率100%
实测：
2013年9月26日，熊韬、毛徽经过调查，为赶进度，施工人员未完全按施工工艺操作，实际发现很多施工人员为图省事，经常不按技术交底要求进行施工，对发现的质量问题不积极整改。
随后又立即组织2个班组的全体人员进行了考核，见表6。
考核情况检查表表6
施工班组
班组人数
考核情况
合格率%
不合格
合格
铆工班组
8
3
5
62.5%
焊接班组
6
2
4
66.7%
制表人：
毛徽日期：
2013年9月26日
从表中可以看出，考核情况不理想，合格率不高。
施工班组作为工程施工的具体操作者，其质量意识与工程质量息息相关，故小组认为必须加强两个班组的质量意识，通过严格执行工艺，制定相关奖惩措施，确保钢管桩接头焊接质量。
结论：
是主要原因
要因确认三
末端因素：
网络电压波动较大
标准：
电压波动稳定
现场验证：
2013年9月26日，史春岩、周晓庆对现场用电进行观察，发现现场电焊作业与其它作业使用同一线路，用电量忽大忽小，造成网络电压波动较大。
结论：
是主要原因
要因确认四
末端因素：
焊接设备功率不满足要求
标准：
检查焊接设备
实测：
2013年9月26日，小组成员史春岩、周晓庆检查施工单位焊接设备配备情况，施工单位为比较有经验的焊接队伍，携带的焊接设备符合规范要求，焊接设备配备情况见表7。
焊接设备列表表7
序号
名称
型号
功率
效率
是否满足施工
1
二氧化碳气保焊机
MIG-500
24.6KW
85
是
2
埋弧焊机
MZ-1250
96KW
91
是
制表人：
毛徽日期：
2013年9月26日
从表中可以看出，施工队伍焊接设备型号符合要求，功率满足施工要求，能够确保钢管桩接头焊接质量。
结论：
不是主要原因
要因确认五
末端因素：
焊条保管不当
标准：
焊条存取及搬运符合美标AWSD1.1的规范要求
实测：
1、存放焊丝的仓库干燥通风，不潮湿；没有水、酸、碱等极易挥发和有腐蚀性的物质存在。
2、焊丝存放在木托盘上，没有将其直接放在地板或紧贴墙壁。
3、存取及搬运焊丝时并未弄破包装，特别是内包装“热收缩膜”。
4、打开焊丝包装都尽快将其全部用完，做到用完再取新包装焊条。
焊丝直接暴露在空气中未超过两天。
5、按照“先进先出”的原则发放焊丝，尽量减少产品库存时间。
6、焊丝的出库量不得超过二天用量，已经出库的焊丝由焊工妥善保管。
结论：
不是主要原因
要因确认六
末端因素：
焊条未烘焙
标准：
焊条使用前100%烘干
实测：
2013年9月26日，由毛徽、史春岩抽查焊条，共抽查了10包，具体情况见表8。
焊条抽样检查表表8
材料名称
数量
单位
烘焙数
未烘焙数
合格率
焊条
10
包
6
4
60%
制表人：
史春岩日期：
2013年9月26日
从表中可以看出，焊条存在未烘焙现象，导致焊接时出现气孔，从而影响焊接质量。
结论：
是主要原因
要因确认七
末端因素：
焊条型号不符合要求
标准：
气保焊丝ER70S-6及埋伏焊丝F5A2-H08MnA符合美标规范要求
实测：
焊条材质证书已上报总包方LEIGHTON，并获得了批准。
气保焊丝ER70S-6及埋伏焊丝F5A2-H08MnA符合对应的美标AWSA5.17及AWSA5.23规范。
结论：
不是主要原因
要因确认八
末端因素：
焊条性能差
标准：
焊条及焊药有产品质保书，外观和强度均符合美标AWSD1.1的规范要求。
实测：
2013年9月26日，由刘功鑫，周晓庆对现场焊条合格证、外观及焊条强度进行了检查，抽检10包焊条。
合格证检查结果：
检查焊条及焊药的产品质保书，均符合AWSD1.1的规范要求。
外观质量检查结果：
焊条的药皮表面光滑，药皮均匀，整个焊条药皮上未有细小裂纹、气泡、杂质及剥落等缺陷。
强度检查结果：
将每包焊条抽检10根，每根受检焊条置于水平位置举一米高，然后使它自由落到厚度14mm的水平、光滑的钢板上，受检焊条药皮约基本不存在脱落现象，证明药皮强度符合要求。
取2根焊条现场施焊时电弧燃烧稳定，焊芯和药皮熔化后焊缝成型较好，外观质量良好，因此焊条性能符合要求。
结论：
不是主要原因
要因确认九
末端因素：
钢管桩坡口切割粗糙
标准：
平整度和光洁度满足要求
实测：
2013年9月26日，由毛徽、史春岩对现场加工的坡口进行检查，发现局部加工误差较大，打磨不光滑，有锈迹，影响焊缝外观质量。
结论：
是主要原因
要因确认十
末端因素：
管节直径误差大
标准：
对接桩直径一致
实测：
2013年9月26日，由毛徽、史春岩对管桩拼接记录进行检查，详见表9。
施工记录检查表9
序号
桩号
信息
配桩
管节1
管节2
管节3
1
A-1
外径
1203mm
1204mm
1204mm
1205mm
编号
S2-69
2-138
2-149
2
A-2
外径
1198mm
1197mm
1201mm
1203mm
编号
S2-36
2-172
1-36
3
A-3
外径
1198mm
1200mm
1203mm
1202mm
编号
S2-8
2-147
2-135
制表人：
史春岩日期：
2013年9月26日
由上表可知，钢管桩存在误差，但是对接时已经注意这个问题，选择管径相近的钢管桩管节进行拼接。
结论：
不是主要原因
要因确认十一
末端因素：
相邻管节焊接平台标高不一致
标准：
平台标高一致
实测：
2013年9月26日，由毛徽、史春岩安排测量人员对对接平台上4座翻滚台进行测量，具体情况见表10。
施工记录检查表10
位置
拼装线路
翻滚台1
翻滚台2
翻滚台3
翻滚台4
线路一
+2.753m
+2.754m
+2.755m
+2.753m
线路二
+2.754m
+2.754m
+2.755m
+2.754m
制表人：
史春岩日期：
2013年9月26日
由上表可以看出，相邻管节焊接平台标高基本一致。
结论：
不是主要原因
要因确认十二
末端因素：
雨天影响
标准：
焊接平台搭设防雨棚防风网，严禁雨天焊接施工，焊缝两侧使用烘枪除湿。
实测：
2013年9月26日，由毛徽、史春岩检查前期20根桩的施工记录，发现天气晴好，风速较小，且焊接平台搭设了防雨棚和防风网减小风压力，在焊接过程中焊接人员对焊缝两侧15厘米区域使用烘枪除湿。
结论：
不是主要原因
八、制定对策
针对影响钢管桩质量的4个要因，小组成员积极研究对策、制定目标，采取措施，安排专人负责，详见表11。
对策表表11
序号
主要原因
对策
目标
对策措施
负责人
地点
完成
时间
1
人员质量意识差
加强质量教育，组织培训、学习。
提高人员质量意识，考核合格率100%
1、建立详细人员档案制度及考核制度。
2、严格执行交底制度且到位，加强质量教育，制定质量责任制。
严格按照工艺施工，采用二氧化碳气保焊打底，埋弧焊满焊。
3、坚持挂牌上岗制度。
4、严格纪律、奖惩分明。
熊韬毛徽
施工现场、
会议室
2013.9.30
2
网络电压波动较大
使用专用发电机
钢管桩焊接电压稳定
1、为焊桩配备一台发电机。
2、安排专人维护发电机。
余祖松史春岩
施工
现场
2013.9.30
3
焊条使用前未烘焙
烘干焊条
100%烘干焊条
购买焊条烘干机，严禁使用未经烘焙的焊条进行焊接。
刘功鑫周晓庆
施工
现场
2013.9.30
4
钢管桩坡口切割粗糙
减小坡口误差
坡口光滑、平整
1、使用规尺手工开坡口。
2、坡口使用砂轮机打磨。
史春岩
仇文明
陈寿云
施工
现场
2013.9.30
制表人：
刘功鑫日期：
2013年9月27日
九、实施对策
实施一解决“人员质量意识差”问题
2013年9月29日，小组对全体班组人员进行了一次系统的、详细的质量要求指导及质量意识教育，具体如下：
1、2013年9月29日，建立详细施工人员档案，任何操作工人进场必须登记。
根据美标AWSD1.1规范要求，所有进场焊工需进行焊工测试，测试通过后才可进场施工，焊工测试报告见下图5。
图5焊工测试报告
拍摄人：
刘功鑫日期：
2013年9月29日
2、2013年9月30日，由QC组长熊韬召开质量专题会议，由毛徽对钢管桩焊接工艺的控制要点进行交底，对监督管理及现场施工过程中出现的问题进行剖析，再一次根据规范要求对钢管桩焊接工艺进行深入探讨，要求严格按照美标AWSD1.1规范中焊接操作规程进行施工。
加强焊工质量意识教育，开展全方位质量培训。
焊接操作规程见下图6。
图6钢管桩焊接操作规程
拍摄人：
刘功鑫日期：
2013年9月30日
随后由毛徽组织钢管桩焊接班组的全体人员进行了考核，见表12。
考核情况检查表表12
施工班组
班组人数
考核情况
合格率%
不合格
合格
良好
铆工班组
8
0
5
3
100%
焊接班组
6
0
3
3
100%
制表人：
毛徽日期：
2013年9月30日
3、制定现场管理人员挂牌上岗制度，项目部管理人员对违章、违规作业的人员摘除胸牌，酌情处罚，提高工人的作业责任心。
图7挂牌上岗制度
拍摄人：
刘功鑫日期：
2013年9月30日
4、严格执行奖罚制度，依据工作量和质量完成情况进行奖罚，强调人性化管理，在严格纪律、奖惩分明的前提下，照顾好施工人员的生活。
在饮食、住宿、生活环境、工资发放等服务工作上，无论是言语还是行动，都要一直表现出“管理”就是“服务”的意识。
以上措施经实施后，由史春岩对施工人员进行质量意识考核评价，结果见表13。
现场抽检的焊缝质量得到很大的提高，焊缝成型见图8。
施工人员质量意识考核评价表表13
考核项目
考核标准
铆工班组
焊工班组
考核人数8人
考核人数6人
质量考核
掌握安装工艺及质量控制要点，书面质量考核达到合格标准。
合格8人
合格率100%
合格6人
合格率100%
挂牌上岗
全员挂牌上岗且掌握挂牌制度
合格8人
合格率100%
合格6人
合格率100%
签订质量保证协议书
全员签订
签订8人
签订率100%
签订6人
签订率100%
图8埋弧焊外观成型
拍摄人：
史春岩日期：
2013年9月30日
评价：
此措施实施后，班组成员树立了质量意识，能够严格执行施工质量标准，通过学习，各施工人员的质量意识及责任心得到了很大的提高。
实施二解决“网络电压波动较大”问题
1、考虑到焊接作业区域的实际用电量，2013年9月30日，项目部新购一台发电机专供焊接队伍使用，余祖松安排专人定期对发电机进行检查和维修，并督查焊接区域用电安全，保证焊接区域网络电压正常。
图9专用的发电机
摄影人：
史春岩日期：
2013年9月30日
2、安排专人对钢管桩焊接的发电机进行维护，小组成员史春岩负责每天定时检查油量、水量，确保发电机能够正常运行，保证钢管桩焊接进度。
实施三解决“焊条使用前未烘培”的问题
未经烘干的湿焊条药皮强度低、易损伤、变形，经过烘干的焊条药皮中得水分减少，药皮牢靠地包复在焊芯上，具有较高的强度和耐吸潮性，所以焊条必须经过烘干后才能使用。
2013年9月30日项目部购置焊条烘干机，要求焊条必须经过烘干之后才能使用，小组成员刘功鑫、周晓庆负责对每批烘干焊条进行记录，未经烘干的焊条严禁使用。
图10专用的焊条烘干机
摄影人：
史春岩日期：
2013年9月30日
实施四解决“钢管桩坡口切割粗糙”的问题
1、为了保证钢管桩焊接的强度和避免过大的焊缝尺寸，按设计要求焊接接头需要进行坡口焊接。
如果坡口精度高（坡口角度、钝角尺寸、坡口表面粗糙度和平直度）高，焊接质量能得到保证，反之坡口精度低，易出现严重的焊接缺陷，为避免缺陷的产生，2013年9月29日小组决定使用规尺手工开坡口,所有坡口用砂轮机磨光处理后方可进行组拼。
2、坡口切割采用氧气切割方法，选用正确的切割参数进行切割，保证气割破口的质量良好，切割完成后使用磨光机磨平破口，并去除破口面的氧化皮。
确保坡口光滑、平整，坡口由小组成员史春岩、仇文明、陈寿云检查合格后，才允许进行下一工序的施工。
图11打磨好的钢管桩坡口
摄影人：
史春岩日期：
2013年9月30日
十、效果检查
10月1日到10月15日，QC小组对19根钢管桩焊接质量进行了跟踪检查，抽查结果如下表14，表15。
钢管桩焊缝检测表表14
桩号
焊缝检查点数
合格点数
不合格点数
缺陷类型
内部有气孔
外观成型质量差
夹渣
未融合
裂缝
A-13
10
10
0
A-14
10
10
0
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