降低卷制钢管回圆率综合配套中队QC小组分析.docx
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降低卷制钢管回圆率综合配套中队QC小组分析
降低卷制钢管回圆率
小组名称：
钢管加工QC小组
单位名称：
中国石油集团海洋工程有限公司海工事业部
二零一六年一月二十七日
目录
前言1
一、小组概况2
二、选题理由3
三、现状调查4
四、目标设定5
五、原因分析5
六、要因确定6
七、制定对策13
八、对策实施13
九、检查效果16
十、巩固措施17
十一、总结和下一步打算18
降低卷制钢管回圆率
前言：
金属结构制造分公司隶属于中国石油集团海洋工程有限公司海工事业部，2009年10月建成投产，厂房建筑面积为54458m2。
分公司具备加工海洋工程和船用各类强度材料、80mm板厚以下、￠610mm以上管径范围、板幅3m的板材卷制、焊接、接长能力，最大接长长度为50m。
亚马尔项目主要是钢结构预制，组装，其中钢管加工1600余节。
主要工序包括预弯、卷制、组对焊接、回圆。
（见下图1、图2、图3、图4、）
图1预弯工序3组对完成工序
图2卷制工序图4回圆工序
一、小组概况
小组名称
钢管加工QC小组
注册编号
HG-01-2015
课题名称
减少卷制钢管回圆率
成立时间
2015.5.28
课题类型
现场型
活动时间
2015.06.01-2015.11.10
小组人数
（≤10人）
10
当年
活动次数
4
近三年
获奖情况
序号
成员姓名
年龄
文化程度
职务、职称
组内分工
备注
1
刘新泽
41
本科
经理、高级工程师
活动顾问
2
杨波
45
大专
队长、高级工
召集主持活动\活动策划、现状调查
3
袁雷
29
本科
副队长、助理工程师
活动制定、原因分析、记录
4
王有俊
51
技校
气焊工、高级工
收集数据信息
5
陈洪志
46
技校
气焊工、高级工
收集数据信息
6
龙岩
29
本科
技术员、中级工程师
负责成果发布
7
唐景鑫
28
本科
安全员、助理工程师
现场实施
8
宋东超
29
本科
天车工、助理工程师
负责活动记录
9
王阳亮
28
大专
起重工
实施对策
10
刘洪汝
28
技校
铆工
效果验证
专业术语
回圆：
焊接完成的钢管，椭圆度超差，使用卷板机滚压使其椭圆度在允许误差范围内。
回圆量：
卷板机对焊接超差单节管进行回圆的数量。
回圆率：
回圆数量与焊接完成单节管总量的比值。
二、选题理由
在进行制管作业过程中，对于焊接完成的单节管，亚马尔项目技术规范要求椭圆度控制在6mm以内，以往卷制焊接完成的钢管椭圆度基本都超差，需要使用卷板机进行回圆作业，而回圆工作占用了桥式起重机、卷板机等设备，严重制约生产进度，增加人工机械成本，根据亚马尔项目施工进度要求，通过分析，必须将回圆率降低至70%以下，才能满足施工需求，进而产生我们要研究的课题：
降低卷制钢管回圆数率。
为了使活动有计划、有目的、有步骤的如期完成。
我们制订了活动计划表：
表1活动计划表
阶段
时间
项目
2015年
6月
7月
8月
9月
10月
11月
P
选定课题
现状调查
原因分析
D
制定对策
对策实施
C
检查效果
A
巩固措施
计划进度实际进度制表人：
袁雷制表时间：
2015.06.05
三、现状调查
YAMAL项目前期（4月-5月），跟踪钢管卷制306节，对306节钢管回圆率进行统计，仅20节不需回圆，平均回圆率93.45%（见表2、图5），回圆工作不仅占用了人工，还占用了桥式起重机、卷板机等设备（见表2），严重制约了生产进度，浪费人力、物力，为保障工程项目进度，节约成本，需要进一步降低回圆率。
表24-5月回圆率统计表
月份
卷制焊接完成量
回圆数量
回圆率
4
104
98
94.2%
5
192
178
92.7%
5月
4月
图54-5月回圆率统计图
制图表人：
袁雷制图表时间：
2015.06.10
表3回圆作业占用设备、人员跟踪表
作业项目
占用桥式起重机时间（20T）/h
占用卷板机时间/h
占用人员数量/个
回圆作业
2
2
3
制表人：
袁雷制表时间：
2015.06.10
四、设定目标
4.1目标：
将回圆率降低至70%（见图6）。
回圆率（%）
回圆率
图6
制图人：
袁雷制图时间：
2015.06.12
4.2可行性分析：
1）原钢管回圆率过高，生产效率低，生产成本大，若降低回圆率，可以节约人员、设备和工期，减少人工、机械费，缩短生产工期，达到节约成本增加效益的目的。
2）通过前期外厂同生产条件钢管加工调查，外厂回圆率能够控制在60%左右；
3）多年丰富经验的操作和技术人员。
通过以上分析降低回圆率是可行的。
五、原因分析
通过前期项目卷管作业数据资料积累，及外厂考察跟踪，小组成员采用头脑风暴法，从人、机、料、法、测量五大因素进行研究分析，分析情况见因果分析图7。
料
法
人
卷制次数少
焊接方法、参数不合适
回弹量大
操作不正确
椭圆度大
焊接
技术水平低
材质不同
回圆率高
测量误差大
下辊间距大
钢板受压不均匀
测量工具精度差
加压力大
预弯弧度不合适
机
测量
图7因果分析图
制图人：
袁雷制图时间：
2015.06.20
从因果图中共找出7个末端因素。
1）操作不正确
2）预弯弧度不合适
3）下辊间距大
4）卷制次数少
5）焊接方法、参数不合适
6）回弹量大
7）测量工具精度差
六、要因确定
6.1操作不正确
现场确认：
现场观察油压机、卷板机和焊机3名操作人员，是否完全按照操作规程作业，通过2天跟踪观察考核，3名操作人员经验丰富，操作熟练、正确，经观察考核确定操作不正确不是要因。
6.2预弯弧度不合适
以预弯弧度作为变量，跟踪卷制管段50节，理论直径800mm，板厚30mm，预弯弧长300mm。
结合以往经验，选择参数（见表4）
表4不同预弯弧度跟踪表
理论直径
略小于理论直径
ø800mm
ø780mm
焊接参数
焊接速度（mm/min）
电压（V）
电流（A）
焊接速度（mm/min）
电压（V）
电流（A）
490-520
30-33
580-600
490-520
30-33
580-600
卷制次数
8
8
下辊间距
880mm
880mm
制表人：
龙岩制表时间：
2015.06.30
纵缝组对处
图7组对测量图图8现场测量图
按照理论直径预弯，参数参见表4，进行卷制数据跟踪记录，首批25根管段，卷制之后，进行3点（、、）测量（见图7、8），纵缝组对处（）椭圆度集中在8-10mm，其它两点在6mm以内，焊接完成后纵缝处（）大部分椭圆度8-10mm，回圆率94%。
改变预弯直径，将预弯直径略小于卷制直径，其它参数不变，跟踪卷制25根钢管，卷制之后，进行3点（、、）测量，纵缝组对处（）椭圆度集中在8-9mm，其它两点在6mm以内，焊接完成后纵缝处（）椭圆度改变，回圆率86%。
两种不同预弯直径，回圆率不同，具体情况见图9。
图9预弯弧度不同回圆率统计图
制图：
龙岩制图时间：
2015.06.30
通过上述跟踪统计预弯弧度略小于理论预弯弧度是降低回圆率的要因。
根据以往经验，预弯弧度大于卷制直径，焊接完成后变形较大，回圆比较困难，影响回圆效率，因此未进行追踪。
6.3下辊间距大
下辊间距改变，跟踪卷制管段50节，具体参数见表5。
表5不同下辊间距跟踪表
预弯弧度
ø780mm
焊接参数
焊接速度（mm/min）
电压（V）
电流（A）
焊接速度（mm/min）
电压（V）
电流（A）
490-520
30-33
580-600
490-520
30-33
580-600
卷制次数
8
8
下辊间距
880mm
610mm
制表：
陈洪志制表时间：
2015.07.10
分别对两种不同下辊间距进行跟踪，各卷制25节，操作参数均按表5进行，下辊间距880mm，跟踪的25节管段，21节需要回圆，回圆率85%。
下辊间距610mm，跟踪的25节管段，13节需要回圆，回圆率52%。
回圆率跟踪情况见图10
880
610
图10不同下辊间距回圆率
制图：
陈洪志制图时间：
2015.07.10
通过跟踪分析，下辊间距变小，回圆率降低至52%，可以确定下辊间距是降低回圆率的要因。
6.4卷制次数少
卷制次数改变，跟踪卷制管段100节，具体参数见表6。
表6不同卷制次数跟踪表
预弯弧度
ø780mm
焊接参数
焊接速度（mm/min）
电压（V）
电流（A）
焊接速度（mm/min）
电压（V）
电流（A）
490-520
30-33
580-600
490-520
30-33
580-600
卷制次数
12
12
下辊间距
880mm
610mm
制表：
唐景鑫制表时间：
2015.07.25
预弯弧度按照略小于理论直径预弯，卷制次数增加至12次，焊接参数不变参见表6，下辊间距880mm，卷制50根管段，卷制之后，进行3点（、、）测量，纵缝组对处（）椭圆度集中在8-10mm，其它两点在6mm以内，焊接完成后纵缝处（）椭圆度大部分集中在8-10mm，回圆率统计85%。
预弯弧度按照略小于理论直径预弯，卷制次数12次，焊接参数不变，下辊间距610mm，卷制50根管段，卷制之后，纵缝组对处椭圆度基本保持在7-9mm，其它2点测量均在允许范围内，焊接完成后纵缝处椭圆度7-10mm，焊后回圆率51%。
610
880
图11卷制12次回圆率统计图
制图：
唐景鑫制图时间：
2015.07.25
通过与6.3跟踪结果对比，卷制次数由8次增加至12次，下辊间距880mm,回圆率同为85%，下辊间距610mm，卷制次数由8次增加至12次，回圆率变化微小，综合分析，卷制次数不是影响回圆率的要因。
6.5改变焊接参数，其它参数不变，跟踪卷制管段100节。
表7焊接参数变化跟踪表
预弯弧度
Ø780mm
焊接参数
焊接速度（mm/min）
电压（V）
电流（A）
焊接速度（mm/min）
电压（V）
电流（A）
490-520
30-33
610-660
530-580
30-33
580-600
卷制次数
8
8
下辊间距
880mm
880mm
制表人：
袁雷制表时间：
2015.08.10
预弯弧度按照略小于理论直径预弯，卷制次数8次，焊接电流改变，参见表6，卷制50根管段，卷制之后，纵缝组对处椭圆度基本保持在7-9mm，其它2点测量均在允许范围内，焊接完成后纵缝处椭圆度7-10mm，回圆率仍在93%。
预弯弧度按照略小于理论直径预弯，卷制次数8次，焊接速度改变，其它不变，卷制50根管段，卷制之后，纵缝组对处椭圆度基本保持在7-9mm，其它2点测量均在允许范围内，焊接完成后纵缝处椭圆度7-10mm，回圆率仍在93%。
通过跟踪分析，焊接参数不是回圆率的要因。
6.6回弹量大
本次卷制钢管是同一材质，同一规格，按照相同参数完成卷制焊接，共计20节，对焊接完成的钢管放置1天进行椭圆度测量，记录。
完成后再放置1天，重新进行测量，椭圆度没有发生任何改变，回弹量相同。
因此，回弹量不是影响回圆率的要因。
6.7测量工具精度差
所有测量工具都是统一鉴定合格，并定期检定，测量精度统一，进行测量时都是使用检定合格的工具，可以排除测量工具精度差的因素。
通过要因分析，我们归纳如下：
表8要因分析表
NO
要因
是否要因
1
操作不正确
否
2
预弯弧度
是
3
下辊间距
是
4
卷制次数
否
5
焊接参数
否
6
回弹量大
否
7
测量精度差
否
制表：
袁雷制表时间：
2015.08.15
我们找出预弯弧度、下辊间距是影响回圆率的2个要因。
七、制定对策
我们针对要因，根据5W1H制定对策表如下：
表9要因对策表
序号
要因
对策
目标
措施
地点
负责人
完成时间
1
预弯弧度
通过实验调节预弯弧度
通过实验找出合适的预弯弧度
通过控制油压机加压力改变预弯弧度
金属车间
王有俊
2015.09.01
2
下辊间距
跟踪同规格2种不同下辊间距的卷板机
找出降低回圆率合适的下辊间距
跟踪2台设备数据统计分析
金属车间
袁雷
2015.09.15
制表人：
袁雷制表时间：
2015.08.18
八、对策实施
对策措施一：
预弯弧度略小于理论预弯弧度分别为ø780mm、ø750mm，对过程进行跟踪，数据统计。
目的：
找出合理的预弯弧度
指标：
回圆率降低至85%
方法：
对两种预弯弧度进行专人跟踪记录，对记录数据分析。
时间：
2015.8.18--2015.09.01
人员：
王有俊、宋东超
过程：
安排2人专门对100根管段预弯弧度跟踪，操作人员严格按照表10参数进行操作，1人对预弯直径780mm的50节管段跟踪，记录预弯次数、预弯压力；1人同样的方法跟踪预弯直径750的50节管段，最后将两者回圆数量进行统计。
表10预弯弧度跟踪表
理论直径
略小于理论直径
Ø780mm
Ø750mm
焊接参数
焊接速度（mm/min）
电压（V）
电流（A）
焊接速度（mm/min）
电压（V）
电流（A）
490-520
30-33
580-600
490-520
30-33
580-600
卷制次数
8
8
下辊间距
880mm
880mm
制表人：
袁雷制表时间：
2015.08.18
效果或结论：
采用预弯弧度780mm的回圆率为84%，预弯弧度750mm的回圆率95%，回圆速度慢，预弯弧度过小则不能降低回圆率，反而延长回圆时间。
因此预弯采用略小于理论直径，可以降低回圆率，过小则不能降低回圆率。
对策措施二：
跟踪同样加工能力的两台卷板机，下辊间距分别为800mm和610mm，跟踪同规格管节卷制。
目的：
找出合适的下辊间距。
指标：
回圆率降低到70%。
方法：
对两种下辊间距的卷板机进行专人跟踪记录，对记录数据分析。
时间：
2015.09.02--2015.09.15。
人员：
袁雷、陈洪志。
过程：
QC小组安排2名专人对两种下辊间距进行专门跟踪，操作人员严格按照表11参数进行，对过程回圆数量进行统计。
表11下辊间距跟踪表
预弯弧度
ø780mm
焊接参数
焊接速度（mm/min）
电压（V）
电流（A）
焊接速度（mm/min）
电压（V）
电流（A）
490-520
30-33
580-600
490-520
30-33
580-600
卷制次数
8
8
下辊间距
880mm
610mm
制表人：
袁雷制表时间：
2015.09.02
跟踪统计见下图表（图表12）：
表12不同下辊间距回圆率统计表
下辊间距
卷制焊接完成量
回圆数量
回圆率
610
50
25
50%
880
50
42
84%
图12
制图表人：
袁雷制图表时间：
2015.09.13
效果或结论：
下辊间距为880mm，回圆率为84%，下辊间距610mm，回圆率50%，通过分析，卷制同一管径、同一厚度的管节，下辊间距越小，回圆率越低。
九、检查效果
通过数据分析对于此次卷制钢管预弯弧度略小于理论预弯直径可以降低回圆率，效果见活动前后情况（见图13）
图13活动前后回圆率目标值折线对比图
制表人：
袁雷制表时间：
2015.08.29
下辊间距变化，通过分析汇总，将活动前后回圆率进行总结分析，见下图（图14）：
回圆率（%）
70%
93%
50%
活动前目标值活动后目标
图14活动前后回圆率目标值柱状对比图
制图人：
袁雷制图时间：
2015.9.14
经济效益：
（1）直接经济效益：
自效果活动开展后，共完成管段卷制300节，回圆率由93.45%降低至50%，回圆管段由280节降低到150节，130节管段不需回圆，按照每天回圆16根管段，可节约8天，每天节约3个操作人工，操作人员按300元/天计算，节约人工成（300X3X8=7200元），20T桥式起重机549元/台班，节约桥式起重机成本（8X549=4392）,60卷板机1258元/台班，节约卷板机成本（8X1258=10064元），总计节约成本21656元。
（2）间接经济效益：
回圆率降低，使得钢管卷制工期提前8天，为后续项目施工赢得了充足空间，按照亚马尔正常施工，每天加工钢管20节，每节重约：
1.8T，每天完成钢材加工36T，8天加工钢材288T，按照亚马尔项目成本控制指标分解表（见表13），节约成288X2213.94=637614.72元。
（3）总效益：
直接经济效益+间接经济效益=21656+637614.72=659270.72元。
表13每吨钢材加工价格分解表
单位：
元
人工
辅材
起重运输设备
车间设备
合计
1444
317.6
59.7
392.64
2213.94
制表人：
袁雷制表时间：
2015.10.16
十、巩固措施
效果检查后，小组成员制定巩固措施见表14。
表14巩固措施表
序号
有效措施
巩固措施
负责人
完成时间
1
预弯弧度采用略小于理论预弯直径
将本次活动积累的数据编入操作手册，组织操作人员进行培训，并在实际施工中应用
王有俊
2015.10.30
2
加工相同直径的管段，下辊间距越小越好
对亚马尔项目同一规格的钢管数据汇总，形成书面材料分享，推广学习
袁雷
2015.10.30
制表人：
宋东超制表时间：
2015.10.20
十一、总结和下一步打算
（一）总结
通过此次QC小组活动，找到了影响回圆率的要因预弯弧度和下辊间距，对于亚马尔项目同规格30*800的管段，采用略小于理论直径的预弯弧度780mm，使用下辊间距610mm的卷板机，使回圆量由93.45%降低到了50%。
小组成员通过活动，QC知识，改进意识、经济意识、质量意识、团队精神均得到显著提高（见图表15）。
表15自我评价表
项目
活动前
活动后
团队精神
4
4.5
质量意识
4
4.5
进取精神
4
4.5
QC工具运用技巧
2
3.5
工作热情干劲
3
4
改进意识
3
4
图15
制图表人：
袁雷制图表时间：
2015.10.25
（二）下一步打算
本次QC小组研究的课题主要针对亚马尔项目单一规格管段追踪，存在一定的局限性，同时由于3台卷板机是固定的，下辊间距无法改变，因此下一步将针对车间40X3000mm，60X3000mm，80X3000mm，3台卷板机进行卷制跟踪，找出每台设备在加工厚度范围内回圆率最低的卷制直径范围，进一步针对焊接参数进行跟踪，找出其对不同板厚和直径管段的影响，从而使回圆率进一步降低，将规律形成书面材料，推广应用，提升工作效率。
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