提高特高压输电线路钢管塔大扭矩螺栓紧固合格率QCWord格式.docx
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一、小组概况
二、选题理由
随着国家电网特高压输电工程的大规模建设，钢管塔在特高压工程中得到大面积的推广应用。
铁塔主材部位的连接目前普遍采用法兰盘连接，采用8.8级及以上高强度等级的大扭矩螺栓。
多年来输电线路常规的螺栓紧固方式都采用人工作业，紧固效率低下，但由于以前的螺栓扭矩值普遍都小，因此人工作业方式也能满足常规工程的建设需要。
随着特高压工程建设力度的推进，钢管塔法兰盘连接采用的大扭矩螺栓紧固显然无法用现有的手段进行紧固作业，因为钢管塔采用的大扭矩螺栓其紧固扭矩值随常规线路成倍增加。
在此背景下电动扭矩扳手应用而生，但工程实践中应用效果不太理想，螺栓紧固完毕后整体紧固合格率低下，无法满足验收标准的要求，如何提高电动工具紧固大扭矩螺栓合格率是摆在工程面前的一道难题。
选题
三、现状调查
2014年3月15日-20日，课题组成员对本标段钢管塔组立已完成并经过螺栓紧固的12基塔位大扭矩螺栓紧固情况进行现场检查验收，其验收结果如下表所列：
1000千伏浙福特高压1标段钢管塔螺栓紧固验收记录
塔号
螺栓规格
标准扭矩值（N.m）
检查总数（颗）
合格数（颗）
合格率
1002
M27
450
100
95
95%
M33
700
87
87%
M36
880
84
84%
1004
80
80%
M42
1400
71
71%
M45
1900
67
67%
1007
M48
2100
62
62%
M52
2300
58
58%
1010
79
79%
81
81%
M39
1100
75
75%
1012
73
73%
68
68%
1015
52
52%
M56
2500
49
49%
1020
65
65%
60
60%
1021
92
92%
85
85%
9
1024
69
69%
59
59%
10
1033
72
72%
11
1037
12
1045
M30
600
89
89%
88
88%
统计人：
QC小组对已经取得的现场实际验收数据进行了整理、统计，按照不同规格螺栓紧固情况，本次验收大扭矩螺栓紧固情况如表：
各规格螺栓紧固情况汇总表
规格
检查总数
（颗）
合格总数
紧固率
备注
200
187
94%
300
255
500
418
227
76%
144
400
272
258
234
108
54%
合计
综合紧固率
制表人：
根据得出的各种规格螺栓紧固情况汇总表，制作出本次检查验收各种规格螺栓紧固情况柱状图如下图所示：
制图：
各规格螺栓紧固情况分布示意图
结论:
从分布图可以看出，随着螺栓规格变大，其扭矩值也不断加大，但现场的实际紧固率却随着扭矩值的增大而不断降低。
M27和M30两种规格的螺栓整体紧固合格率在90%以上，在施工过程中认真控制即可达到验收规范合格率95%以上的标准。
而其余M33至M56之间的螺栓整体紧固合格品偏低，无法满足验收标准要求，需大幅提高其紧固质量，方可满足优质工程要求。
四、设定目标
1、设定目标为：
将钢管塔大扭矩螺栓综合紧固合格率由73%提高至95%。
QC活动目标示意图
2、目标值设定依据
（1）技术可行：
从调查数据柱状图可以看出，钢管塔大扭矩螺栓紧固情况随着螺栓规格的不断加大其紧固合格率不断降低,其中M27、M30两种规格的螺栓紧固率整体较高，在紧固过程中稍加控制工艺即可满足验收规范合格率标准。
其余大规格螺栓通过采取对紧固工具进行改造、控制紧固工艺等手段可提高合格紧固率。
（2）管理可行：
派驻特高压工程施工的管理人员均为我公司技术经验丰富、业务能力强的骨干。
（3）工程经验：
大规格螺栓紧固我们在以往有钢管塔的工程中积累了一定的实践经验，对电动紧固工具、液压紧固工具、手动紧固等有所掌握，对提高本工程大扭矩螺栓紧固合格率有所益处。
（4）不利因素：
施工人员质量和创新意识不高，缺乏工作主动性，对工作敷衍。
结论：
根据分析后，影响目标实现的有利因素较多，在加强不利因素的控制下，设定的活动目标值是完全可以实现的。
五、原因分析
针对特高压钢管塔大扭矩螺栓紧固合格率低的问题，QC小组对其存在的症结进行全面的调查研究和分析，绘出因果分析图找出影响质量的主要末端因素。
影响螺栓紧固合格率因果分析图
制图人：
六、要因确认
针对以上“影响螺栓紧固合格率因果分析图”，QC小组于2013年3月26日，在施工项目部会议室开展了“要因确定分析会”，对所有末端因素进行了分析。
要因确认表
序号
未端因素
确认方法
标准
完成时间
负责人
施工人员未培训交底
查进场培训记录、交底记录是否齐全、完备。
全体施工人员做到全员培训和交底，相关的记录齐全完整。
高空作业人员数量不足
入场人员登记及现场检查。
高空螺栓紧固人员配置合理、数量充足。
操作人员素质低
人员信息登记及安全、质量考试
进场人员经过系统知识培训，考试合格后方可上岗作业。
电动扳手扭矩值偏差大
由厂家配合项目部进行电动扳手标准值符合性检测。
电动扳手扭矩最大偏差值控制在5%以内。
电动扳手重量大、体积大
使用说明书及现场试用。
重量和体积在符合说明书的前提下，根据试用情况进行进一步优化，将亮相指标缩至最低。
电动扳手对电源质量要求高
现场检测
现场电源波动幅度控制在±
5以内。
紧固方法工艺不正确
检查作业指导书和现场观摩紧固工艺。
方法工艺符合作业指导书规定的流程和操作要点，安全、质量措施得当。
8±
大扭矩值检测方法不正确
查看扭矩检测扳手使用说明书和现场比对。
检测方法符合使用说明书的规定。
电动扳手设置有误
现场检查
电动扳手设置符合使用说明书的规定
部分螺栓位置特殊、无法紧固
查看铁塔结构图及现场勘察。
螺栓所处位置空前狭小，紧固工具无法开展作业。
螺栓存在质量缺陷
螺栓质量符合验收规范标准要求。
同规格螺栓厚度不同
现场铁塔螺栓结构尺寸符合设计图纸要求和验收标准相关规定。
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风振对螺栓紧固的影响
现场观测并记录相关数据。
螺栓紧固后的扭矩值符合验收规范要求。
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现场环境恶劣、使用强度大
现场观察
使用环境良好，频次符合制作说明。
我们针对以上分析的14个末端因素，进行逐一分析确认：
确认一：
末端原因
确认标准
确认人
确认时间
确认情况：
经查验施工人员培训记录及现场比对，所有人员已经过上岗前的培训和技术交底，各种记录齐全完整，相关的交底记录上参加交底的全体施工人员一一签字确认。
非要因
确认二：
经过对进场人数数量配置计划和相关登记记录的查验，并在现场经过核实和确认，目前螺栓紧固时配备的高空作业人数数量能够满足现场需要，人员数量充足。
结论：
非要因
确认三：
经过对进场人员相关信息记录登记的查询和有关安全、质量培训考试的总体情况，所有参建人员信息记录齐全，从事高空铁塔螺栓紧固的技工全部经过安全、质量培训考试，并经考试合格。
确认四：
经过与厂家技术人员共同对电动扳手标准扭矩值得检测发现，其设定值与实测值之间的误差值不符合说明书的要求，检测结果已超出5%的误差范围。
要因
确认五：
经查看使用说明书和现场试用，目前使用的电动扭矩扳手在重量和体积方面已经比以往产品相关指标有大幅的缩减，在高空作业时两个高空作业人员即可完成螺栓紧固作业。
确认六：
经现场检测，电动扳手其扭矩值得输出和电源质量的好坏有直接关系，现场使用的汽油发电机或临时接用的民用线路其电源电压电流输出波动较大，多数情况下其波动幅度超过使用说明书规定的5%的范围，直接造成其输出的扭矩值与设定标准值偏差过大，造成紧固合格率下降。
确认七：
经过查证铁塔组立施工作业指导书的针对性、可操作性，并经现场验证其作业的符合性，整个工艺流程和控制要点符合作业指导书的规定，相关的安全质量措施完备，现场作业时严格遵照执行。
非要因
确认八：
经过现场验证，在铁塔螺栓紧固完成后，技术人员使用力矩检测扳手对螺栓紧固情况进行检查。
过程中使用的检测工具性能符合说明书的要求，使用人员经过专业培训，方法正确，对存在疑问的部位重新进行了复查，确认检测方法客观，符合规范要求。
确认九：
经过现场验证，每种规格螺栓紧固力矩的设定是按照标准力矩值基础之上增加5%-8%左右的富余量，查验M39、M42、M45等多种规格螺栓紧固力矩值，其设定值符合验收标准的要求。
确认十：
经过对铁塔结构图和现场实物的勘察，发现钢管塔结构在多数部位存在隔板、加强板妨碍螺栓紧固现象，特别是在铁塔横担和与塔身连接部位，该现场较为严重，从而导致这一区域的大规格螺栓普遍无法用电动扭矩扳手进行紧固，直接造成检查时整基铁塔螺栓紧固合格率低下。
确认十一：
经过对到货的螺栓进行现场开箱查验，到货螺栓整体质量较好，有部分存在质量的问题的螺栓已进行了返厂更换。
对现场使用过程中发现的不合格螺栓已通知厂家进行现场勘察后予以更换，所以螺栓质量对其扭矩紧固值的影响可忽略不计。
确认十二：
经查看铁塔结构图和现场勘察，设计在钢管塔法兰盘连接处设计时采用了双螺帽，采用了顶部螺帽薄，根部螺帽厚的结构。
在紧固时规定顶部的螺帽其紧固力矩时正常值的一半。
在螺栓紧固时上下两个螺帽可同时紧固，但需要将电动扭矩扳手的配套套筒长度进行加长，该工作可在铁塔紧固工作开始前提前与厂家订购加长型的螺栓套筒即可。
确认十三：
我们在现场已紧固完毕的1024塔为观测对象，对其进行每隔4天螺栓扭矩值复查，特别是关注大风过后的观测。
从观测的结果看出，由于风振各规格螺栓紧固扭矩值经过一段时间后其值会有一定的损失，需要我们在后期验收前和架线施工前进行一道复紧工作，以保证螺栓扭矩值符合规范要求。
确认十四：
经过现场勘察，电动扳手使用的部位都为高空，每个塔位螺栓紧固时配备的电动扳手至少在两台，可以保证现场连续作业的要求。
其电动扳手有大、中、小三个区段扭矩值，同一基使用时可交替使用，该因素对螺栓紧固率的影响较小。
七、制定对策
针对以上确认的三个要因，我们QC小组成员以防止或减少这些不利因素作为指导思想，认真分析，按照5W1H工作方法制定了以下措施：
对策措施表
要因
对策
目标
措施
实施
地点
负责人
完成
时间
1
与厂家紧密合作，对电动扳手结构进行改造
实现电动扳手扭矩值输出误差控制在5%以内。
更换材质
升级控制系统
现场
2
主要采取电动扳手自身提高抗干扰和稳定外接电源可靠性入手
电动扳手电源质量误差控制在±
5%以内。
改进稳压电路
监测外接电源
3
与设计单位取得联系，后续工程更改设计。
对部分螺栓采用手动扳手进行紧固。
避免类似现象在后续工程中出现，对该部分螺栓紧固合格率控制在95%以上。
更改设计
改变紧固方式
引进新型工具
八、对策实施
（一）对策实施一：
措施：
1、与厂家技术人员合作，向存在问题及时反馈，改进电动扳手结构；
2、螺栓套筒采用高强度等级的特殊钢材制作；
3、改变套筒结构形状，减小由于结构原因造成的应力集中，出现扳手结构断裂的问题。
（二）对策实施二：
采取电动扳手自身提高抗干扰和稳定外接电源可靠性入手
1、在电动扳手结构内部加装稳压装置；
2、控制现场发电机的电压、电流输出，通过外接稳压电路，改善电源质量；
3、对于直接引用的当地低压线路电源，对其电源质量状况进行检测后使用。
（三）对策实施三：
1、联系设计单位，更改部分结构形式，尽可能的避免出现彼此影响的部位。
2、改变施工工艺，采用紧固螺栓底部的方式进行紧固；
3、引进新型的手动大扭矩紧固扳手，利用其机构的变化来克服电动扳手的一些不足。
九、效果检验
1、经过近两个月研发和改进，后续到达施工现场的电动扳手其质量有明显提升，扳手结构部分发生断裂的频次较以前大幅下降，我们对到现场的7台扭矩扳手其紧固力矩再次进行了检测，其达标合格率在98%以上，能够满足目前施工现场螺栓紧固扭矩值精确度的需要，一个技术难题顺利克服。
2、在电动扳手外在结构改进的同时，对其内部保护电路、稳压电路等同时进行了升级改造，加装了新的稳压电路部分，增强了机器本身适应外界电压波动的抗干扰能力，同时对现场使用的临时外接电源质量指派专人进行了跟踪监测，在电源质量达标的情况下，电动扭矩扳手的出力情况得到明显的改善，螺栓紧固合格率也大幅提高。
3、除设计单位对铁塔结构进行优化外，我们施工项目部根据现场需要，结合船舶等大型机械螺栓紧固经验，专门配置了高性能的进口大扭矩螺栓紧固手动扳手，其施工人员握着方向变换为水平方向，有效的解决了电动扳手垂直紧固无法就位的弊端，原来部分无法紧固的螺栓其紧固力矩达到验收规范要求。
针对极个别的螺栓在两种方法都无法紧固的时候，我们采用了紧固螺栓根部的方式，从而达到全方位紧固所有大扭矩螺栓的目的。
4、对策实施后，小组成员对2014年6月～7月期间对前面现场螺栓紧固值验收的12基塔位重新进行了复紧，并指派项目部质量专责和高空作业人员对所有复紧完毕的12塔位大扭矩螺栓紧固情况进行检测，具体紧固情况如下统计表所列：
1000千伏浙福特高压1标段钢管塔螺栓紧固验收记录（复检）
99
99%
98
98%
97
97%
96
96%
100%
升级会员 