提高钢带增强聚乙烯螺旋波纹管HDPE焊接质量胥新保.docx
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提高钢带增强聚乙烯螺旋波纹管HDPE焊接质量胥新保
提高钢带增强聚乙烯螺旋波纹管（HDPE）焊接质量
重庆工业设备安装集团有限公司第二分公司
重庆佐能化工粗苯精制项目部管道QC小组
一、工程概况
重庆市佐能化工有限公司2×50kt/a粗苯精制项目一期工程主体装置及房屋建筑工程位于重庆市（长寿区）重化工园区，是重庆能投集团涉足化工行业的第一个项目。
本工程由主体装置、制氢装置、罐区、外管、空压站、合建水站、厂区给排水等单位工程组成。
其中厂区给排水系统的排水部分全部为增强聚乙烯双壁波纹管，且DN500（含DN500）以上为钢带增强聚乙烯螺旋波纹管，连接方式均为热电熔焊接,该类管道总长为880米。
二、QC小组概况
本QC小组于2011年6月15日成立，由我公司项目经理、技术负责人、施工员、预算员、资料员、材料员、班组长等10人组成，小组具体情况见表一。
小组概况表表一
序号
姓名
岗位
职称
性别
年龄
组内职务
TQC教育学时
1
田锋
项目经理
工程师
男
30
顾问
60
2
李伦强
技术负责人
工程师
男
29
组长
60
3
陈涛
项目副经理
工程师
男
41
统筹
60
4
胥新保
管道施工员
助工
男
25
副组长
60
5
郑清友
管道施工员
助工
男
26
组员兼资料
60
6
唐文怡
预算员
助工
女
22
组员
60
7
邢桂珍
资料员
助工
女
47
组员
60
8
魏志敏
材料员
助工
女
47
组员
60
9
胡序彬
管道班长
高级技工
男
39
组员
60
10
李波
管道班长
技师
男
40
组员
60
成立时间
2011.6.15
注册时间
2011年
注册编号
11-064-15
小组名称
重庆佐能化工粗苯精制项目部管道QC小组
小组类型
现场型
课题名称
《提高钢带增强聚乙烯螺旋波纹管（HDPE）安装质量》
制表人：
胡序彬制表时间：
2011-6-20
三、选题理由
四、现状调查
课题选定后，我QC小组分三个小队对进行了有针对性的走访调查，调查的对象主要为化工园区其他厂的厂区排水系统及高新区白马凼片区的市政排水系统。
整个调查工作历时十天，调查结果汇总如下：
双壁波纹管（HDPE）安装质量缺陷项目统计表表二
序号
缺陷项目
缺陷
（处）
累计频数（处）
频率
（％）
累计频率（％）
1
焊接处开裂（焊带局部脱落）
28
28
66.67
66.67
2
纵向断裂
5
33
11.9
78.57
3
管壁出现挤压孔洞
4
37
9.52
88.09
4
排水井与排水管连接处漏水
3
40
7.14
95.23
5
其他
2
42
4.76
100
合计
42
100
制表人：
郑清友制表日期：
2011-6-25
制图：
胡序彬制表日期：
2011-6-25
通过表二及排列图我们可以很直观的看出，在钢带增强聚乙烯螺旋波纹管（HDPE）安装缺陷中焊接处开裂（焊带局部脱落）为主要缺陷，该缺陷占到了总缺陷数量的2/3。
5、目标确定
双壁波纹管（HDPE）安装质量缺陷项目统计表表三
名称
项目
调查数量
缺陷数量
缺陷率
三峡英力
48
2
4.17%
映天辉
63
3
4.76%
农药厂
96
4
4.17%
鑫富化工
60
2
3.33%
云天化
58
2
3.45%
德固赛
36
1
2.77%（min）
建韬化工
64
3
4.69%
环球石化
82
3
3.66%
锦湖石化
58
3
5.17%（max）
紫光化工
75
3
4.00%
景兴纸业
66
2
3.03%
昊翔纸制品
82
4
4.88%
博腾制药
54
2
3.70%
福安制药
44
2
4.55%
合计
886
36
4.06%（anv）
制图：
唐文怡制表日期：
2011-6-28
制图：
唐文怡制表日期：
2011-6-28
根据我们走访调查的14个厂区得到的数据（见表三）来看，其钢带增强聚乙烯螺旋波纹管（HDPE）安装缺陷率大致为2.77%～5.17%不等，平均缺陷率为4.06%。
相对以上14个企业，本工程的施工质量定位（确保巴渝杯、力争安装之星）较高，因此确保本工程的同类施工高出以上企业也是理所当然。
故我QC小组将本工程的质量目标（缺陷率）量化为2%以内，低于以上平均缺陷率4.06%和最低缺陷率2.77%。
6、分析原因
2011年6月30日，我QC小组召集全体管道施工作业人员在会议室围绕“钢带增强聚乙烯螺旋波纹管焊接处开裂的末端因素分析”召开了专题讨论会。
※上图为专题讨论会的会议笔记记录整理：
胥新保2011年6月30日
会上对分析得出的主要问题和结论作了相应的会议记录（如上图），根据会议记录应用因果分析原理和4M1E的方法找出了末端影响因素，绘制出因果分析图如下：
制图：
胥新保日期：
2010-7-3
七、要因确认
根据因果图，我QC小组找出12个影响钢带增强聚乙烯螺旋波纹管焊接处开裂（焊带局部脱落）的末端因素，并对要因进行确认。
要因确认表表四
序号
末端因素
确认方法
确认情况
确认缺陷数量
负责人
验证时间
是否要因
1
施工员对施工作业疏于监控和指导
查阅施工日志
通过查阅施工日志我们发现每天施工中存在的问题及改正措施都有相应的记录。
0
李波
2011-6-29
否
2
作业人员过分依赖于施工经验
现场检查
通过对作业人员的实际作业情况进行观察，发现该影响因素仅为个别现象。
1
郑清友
2011-6-29
否
3
焊接面破损
现场检查
对运输至作业区的波纹管管端焊接面进行全面检查，几乎无破损。
0
唐文怡
2011-6-30
否
4
焊接管口不平滑
现场检查
对焊接管口逐个进行检查，发现因运输、吊装过程中发生撞击造成的管口不平滑现象较普遍。
5
陈涛
2011-6-30
是
5
焊接设备过于陈旧、失修
现场检查
设备已使用三年，虽显陈旧，但尚不影响其正常的使用功能。
0
胡序彬
2011-6-29
否
6
管口组对错位或组对间隙过大
现场检查
对一定数量的缺陷焊口横向切开检查，发现该因素造成的缺陷较严重，占总缺陷数比重近半。
11
胥新保
2011-7-1
是
7
焊接面清洁不彻底，有尘土或水雾
现场检查
对施工进行实时监控过程中发现作业人员基本能严格按要求进行焊接面的清洁。
0
魏志敏
2011-6-30
否
8
紧固圈未能充分紧固
现场检查
在不定期抽查中发现该因素基本可以有效得到杜绝。
0
李波
2011-6-29
否
9
焊接电流、时间控制不当
理论考察
焊接电流的设置受室外温度影响大，与时间设置关系也较密切，作业人员较难把握，该因素影响较大
6
李伦强
2011-7-2
是
10
作业坑开挖较小，限制操作
现场检查
对作业坑开挖情况进行逐一检查，发现均能按要求开挖，该影响因素可以基本杜绝。
0
郑清友
2011-7-1
否
11
空气湿度大
查阅记录
通过查阅温湿度记录表，我们发现本地区上半年空气湿度较大的天数很少，占总天数比重不足10%。
1
邢桂珍
2011-7-1
否
12
施工现场扬尘较重
现场检查
通过观察我们发现大部分作业区域均远离临时车辆进出通道，因此该因素影响较小。
0
魏志敏
2011-6-29
否
制表人：
李波制表时间：
2011年7月6日
我QC小组对以上12个影响因素进行逐一判定后，最终得出导致钢带增强聚乙烯螺旋波纹管（HDPE）焊接处开裂的末端要因：
1、焊接管口不平滑；
2、管口组对错位或组对间隙过大；
3、焊接电流、时间控制不当。
八、制定对策
针对影响焊接处开裂（焊带局部脱落）的三个主要因素，我QC小组制订了以下对策（见表五）：
对策表表五
序号
要因
对策
目标
措施
完成时间
地点
负责人
1
焊接管口不平滑
对管口进行包裹保护
保证每根管子在组对时都是平整、光滑的
1、二次转运前用废旧编织袋对全部管子进行管口包扎；
2、对缺陷管口采用往复锯将其修剪并打磨平滑
11-7-20
工地现场
李波
胡序彬
2
管口组对错位或组对间隙过大
1、利用水准仪和广线来保证两根管子的同轴度
2、做好组对后焊接前的管口固定
1、保证组对好的管子同轴
2、确保组对间隙≤6mm
1、用水准仪和广线对两根管子的两端和中点进行定位、组对
2、用两把紧线钳进行组对完毕后的管端固定
11-7-21
工地现场
陈涛
胥新保
3
焊接电流、时间控制不当
1、绘制电流、温度、时间的函数图，依照函数图设定电流和焊接时间
确保每个焊缝的焊接电流及时间设定都与函数图吻合
1、在室内通过调节室温模拟一段时间以来的室外温度
2、根据不同温度下的焊接实验参数绘制函数图
11-7-21
工地现场
李伦强
郑清友
制表人：
李伦强日期：
2011-7-22
九、组织实施
围绕上述确定的对策，我QC小组于2011年7月22日在我项目部召开实施部署会议，并制定出一套有针对性的实施方案，并严格落实。
实施一：
对管子端口进行包裹保护
1、7月23日上午，在组长李伦强的协调下，由郑清友带领管道班组三名作业人员从土建班组找来近400个废旧水泥编织袋。
2、由李波组织六名作业人员，其中两人对全部焊接波纹管进行管口检查，另外四人进行管口包裹。
无管口缺陷的可以直接进行包裹，一旦发现有管口缺陷的由两名负责检查的作业人员用往复锯进行修剪、打磨直至平滑，完成后交予负责包裹的作业人员进行包裹。
最后，确保每根管子在运抵作业区后其管口都是平滑无损的。
※上图为焊接管口不平滑，存在碰撞缺陷※如图为管口包裹
※图片：
邢桂珍2011-7-23
效果评价：
通过该措施的实施，在最终进行组对作业时未发现管口不平滑等缺陷。
实施二：
管口组对错位或组对间隙过大
1、由胡序彬组织其班组人员根据设计图纸确定待组对的两根管子两个端点及组对点的位置和标高，利用水准仪测量，并通过清平沙石垫层的方式将该三点调整到其各自的标高位置，由此确定管底“一条线”。
如此一来，管道组对安装的控制点及控制线均得以确定，严格按此进行组对，其管口组对错位问题自然可以有效避免。
2、通常管口组对完以后，在进行箍焊带及紧固圈的时候会使组对好的管口发生径向或轴向位移，从而导致组对间隙过大。
在解决此类问题时，我们要求作业人员组对完以后，先在管子的两侧各用一把紧线钳对组对端口作等量的轴向紧固（如下图），这样在保证轴向组对间隙的同时，可以使管口不会轻易发生径向位移，同样也使箍焊带时能够使焊带与管子焊接面紧密接触，以保证焊接质量。
图片：
胡序彬2011-7-24
※上图为紧线钳对组对管口作等量的轴向紧固
效果评价：
通过以上措施的实施，管口组对错位或间隙过大的缺陷基本得以消除。
实施前：
※管口组对错位※管口组对间隙过大（＞6mm）
实施后：
※管口组对整齐※管口组对间隙均匀且较小（≤3mm）
图片：
陈涛2011-7-24
实施三：
焊接电流、时间控制不当
1、本工程钢带增强聚乙烯螺旋波纹管安装时间跨2011年7月、8月两个月份。
通过查阅长寿区历年7、8月份气温变化信息，我们得到这两个月份的大致气温区间为24～42℃。
2、根据生产厂家为我们提供的技术数据，李伦强、胥新保组织作业人员通过不断调整室温的方式进行了相应的实验，并绘制出了焊接电流e、室外温度T、时间t之间的函数关系图，得出了函数关系公式。
当管径为DN500时，其焊接电流e、室外温度T、时间t之间的函数关系图如下：
制图：
胥新保2011-7-26
当管径为DN800时，其焊接电流e、室外温度T、时间t之间的函数关系图如下：
制图：
胥新保2011-7-26
3、施工中，在作业区域放置一支温度计，根据作业时的实时温度T1按照焊接电流e、室外温度T函数关系图计算出焊接电流A1，然后再根据焊接电流e、时间t函数关系图计算出焊接时间t1。
最后，严格按计算出的焊接电流A1、焊接时间t1进行设置。
效果评价：
按照以上方法进行实施以后，因电流过大导致的电阻丝引燃问题得以杜绝，同时因电流过小导致的焊带与母材之间未焊透而开裂、脱落的问题也得到了有效的解决。
十、效果检查
（一）、综合质量检查：
在我QC小组及全体作业人员的共同努力下，钢带增强聚乙烯螺旋波纹管（HDPE）安装于2011年8月24日全部结束。
在施工过程中，我QC小组会同业主方及监理对每条管线在回填前都进行了仔细的检查、验收，最后检查焊口118个，不合格1个，缺陷率仅为0.85%（＜2%），目标实现。
※活动之后钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的焊接效果
图片：
唐文怡2011-8-20
（二）、经济效益检查：
由于控制得当，缺陷焊口大幅度减少，焊口质量明显提高。
工期比原计划（计划完工日期8月30日）提前了6天。
整改、维修、返工的所需的人工、材料、机具等各方面费用都得到了节约，具体如下：
人工费：
1200元/天*6天=7200元
材料费：
1126元/m*12m+336元/m*17m=19224元
注：
1126元/m、336元/m分别为重庆地区2011年8月份DN800和DN500两种规格钢带增强聚乙烯螺旋波纹管（环刚度10KN/m）的市场价格。
12m≈360DN800管长度/（4.06%平均缺陷率－0.85%实际缺陷率）
17m≈520DN500管长度/（4.06%平均缺陷率－0.85%实际缺陷率）
机具费：
650元/天*6天=3900元
共节约费用：
7200元+19224元+3900元=30324元
十一、巩固措施
在小组活动过程中，我们通过不断的思考、实践、总结，为钢带增强聚乙烯螺旋波纹管（HDPE）焊接提供了科学的数据支撑，同时，我们也认识到该数据也有其固有的不足，即尚未在更为广泛的实践中得以验证。
因此，在我司现有的其他工程及未来的工程中我们将会通过以下三步来对该施工工艺加以巩固和完善：
※批准后的作业指导书
1、制定详细的作业指导书（已完成），在作业书的指导下进行施工，认真做好施工效果记录及问题记录。
2、将各个工程施工效果记录及问题记录分类汇总。
对其中普遍效果较好的加以确认，即成果得到了广泛的验证；对其中效果较差或较一般的及明显存在问题的进行数据及理论上的修正，然后付诸再实践、再验证，直至完善。
3、将经过广泛验证后的成果编写成施工工法，报公司审批、确认，并努力申报省级乃至国家级施工工法，使其在该类施工工程中推广出去。
十二、总结及今后打算
通过本次QC小组活动，我们在一定程度上解决了钢带增强聚乙烯螺旋波纹管（HDPE）安装仅凭经验施工的问题，使其具备了足够的实践数据支撑，安装质量也得到了有效的保证。
在未来的该类工程施工过程中，我们还将重点克服钢带增强聚乙烯螺旋波纹管（HDPE）在使用过程中因沉降导致的断裂问题。
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