提高管道工程防腐层补口一次合格率文档格式.docx
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工程区域
管道直径（mm）
长度（km）
补口数量（口）
一次合格率（%）
礼县（BE段）
1016
33
2887
94.6
西和县（BF段）
45
3942
93.5
成县（BG段）
36
3147
92.2
康县（BH段）
86.4
7567
97.6
宁强县（CA段）
25.2
2206
91.4
平均值
3950
93.9
制表人：
2012年2月12日
小组根据上述统计表，绘制了柱状图。
图3中卫—贵阳联络工程第三标段防腐层补口一次合格率柱状图
2012年2月12日
结论：
中卫—贵阳第六标段管道局EPC项目部要求本标段的防腐补口一次合格率需达到98%以上，争创优质工程。
但目前经过小组的调查（参见表1和图3），中卫—贵阳第三标段补口一次合格率平均值为93.9%，没有达到EPC项目部对于补口质量的要求。
分析二：
我公司承建的中卫—贵阳联络线工程第三标段共有19749道口，其中共有1029道口一次验收不合格。
为了查明补口一次验收合格率低的症结所在，小组成员通过查阅施工记录，调查施工过程，对一次验收不合格的200处补口的形态进行统计。
绘制补口不合格形态调查结果表，如表2。
表2补口不合格形态调查结果表
补口不合格形态
频数
频率（%）
累计频率（%）
1
热收缩带剥离
168
84
84
2
热收缩带翘边
17
8.5
92.5
3
热收缩带鼓泡
5
2.5
95
4
热收缩带开裂
97
热收缩带破损
99
6
其他
100
合计
200
2012年2月21日
根据补口不合格形态调查结果表，绘制补口不合格形态排列图，如图4。
图4补口不合格形态排列图
从排列图可以看出热收缩带剥离是补口不合格的主要形态，占84%，是问题的症结。
分析三：
小组成员通过以下三点分析，确定目标的可行性：
（1）小组成员统计中卫—贵阳联络线工程第三标段补口一次合格率时，发现康县（BH段）7567道补口的合格率平均值达到97.6%，接近EPC项目部要求98%的目标值，因此通过QC活动完成目标值是可能的。
（2）热收缩带剥离是补口不合格的问题症结。
小组成员通过对现阶段的技术水平进行调查发现，解决这个问题的80%是切实可行的，则防腐层补口合格率将提高至93.9%+（1－93.9%）×
84%×
80%=98%；
（3）小组成员均为具有丰富经验的防腐设计工程师，熟悉防腐补口的技术要求和施工工艺，并且聘请本公司国家级中级诊断师李超建为此次活动的指导人。
我们有能力实现补口一次合格率达到98%的目标。
五原因分析
小组成员召开内部会议，根据收集的资料，运用关联图对存在的原因进行分析，如图5所示。
图5管道防腐层补口剥离关联图
2012年3月6日
从关联图可以看出，造成热收缩带剥离形态的共有8项末端原因。
六要因确认
对原因分析得出的8项末端原因，QC小组成员逐条进行要因确认，如表3。
表3要因确认表
末端因素
确认内容
确认方法
确认依据
负责人
完成时间
磨料配比不合理
磨料粒径分布和硬度
施工调查、现场检测
粗糙度为40-90μm；
清洁度不低于Sa2.5
李建军
廖煜炤
3月15日
PE表面未处理
PE表面粗糙度
现场检查、
施工记录调查
粗糙度在40-90μm之间
3月18日
回火不到位
热缩带收缩不均匀
现场调查
回火温度不低于130℃，时间不低于5分钟
3月24日
表面预热温度不合理
钢管预热温度
现场施工记录调查
预热温度应在55～65℃之间
3月28日
底漆固体含量低
底漆固含量
底漆固体含量应大于95%
4月3日
加热时间与温度控制不当
热熔胶熔融状态
现场检测
热熔胶熔融率100%
4月12日
7
恶劣环境缺少防护措施
防护措施
是否采取防护措施
4月21日
8
热收缩带产品质量不合格
底漆热特性和胶粘剂软化点
底漆Tg大于95℃；
胶软化点大于110℃
4月25日
2012年4月28日
末端原因一：
确认内容：
调查过程：
磨料的粒径配比与硬度直接影响到钢管表面的清理等级和粗糙度。
磨料颗粒太小会造成清理等级不达标；
颗粒太大会造成粗糙度超标；
磨料硬度低造成破碎率高产生粉尘，降低清洁度。
图6磨料粒径与清洁度对比图
小组成员李建军和廖煜炤查找了抽查的4个县境内管段防腐层补口不合格情况，磨料没有统一要求，粒径分布不均，硬度大小不等，致使粗糙度分布在20-160μm之间，清洁度为Sa2-Sa2.5。
82%的补口粗糙度不在40-90μm之间，74%的清洁度低于Sa2.5。
调查结论：
“磨料配比不合理”为要因。
末端原因二：
验证内容：
验证过程：
小组成员李建军对158道补口的施工记录进行调查发现，124道口通过钢丝刷进行拉毛处理，34道口通过火焰烘烤后拉毛处理，全部补口的搭接部位防腐层都进行了表面处理，粗糙度均在40-90μm之间，满足设计要求。
图7防腐层搭接部位粗糙度处理
“PE表面未处理”为非要因。
末端原因三：
热缩带收缩是否均匀
组员丁睿明对4个县境内管段防腐补口施工记录和施工现场进行统计，回火温度维持在132～142℃之间，回火温度全部超过操作说明规定的130℃，时间都不低于操作说明要求的5分钟，符合操作规程。
图8热收缩带回火处理
“回火不到位”为非要因。
末端原因四：
表面预热温度控制不合理
组员廖煜炤、丁睿明对4个县境内管段防腐补口施工记录进行统计，最高预热温度为65℃，最低预热温度为57℃，大部分预热温度为58～63℃之间，符合操作规程规定的55～65℃。
图9钢管预热温度测试
“表面预热温度控制不合理”为非要因。
末端原因五：
底漆固含量低
组员廖煜炤对2个县境内管段补口用底漆进行调查，发现现场所用底漆均为无溶剂型，经查验第三方检测报告发现固含量最低为97.8%，最高为98.6%，全部大于技术规格书规定的95%。
图10底漆实物图图11底漆第三方检测报告
“底漆固含量低”为非要因。
末端原因六：
不同外界环境条件下，相同的加热时间热熔胶的熔融状态各不相同。
外界环境温度过低，必须延长热收缩带的加热时间，不然容易造成温度达不到要求从而导致热熔胶不能完全熔融，热收缩带局部胶与底漆分层。
图12热收缩带局部界面剥离图13热收缩带完全界面剥离
组长郑安升和组员李建军调查了冬季施工的3个县境内管段防腐层补口不合格情况，通过调查施工记录发现，在约零下5℃环境下，平均每道口的施工时间与20℃环境下的平均施工时间大致相当；
通过分别跟踪现场施工人员施工发现，不同人员加热热收缩带的时间也各不相同，针对管径1016mm的管道，加热收缩时间短的仅十几分钟、长的四十分钟。
虽然从外观看，热收缩带收缩十分完美，但实际上热收缩带内部部分胶未完全熔融，存在分层现象，约占不合格热收缩带补口的76%。
“加热时间与温度控制不当”为要因。
末端原因七：
组员廖煜炤通过对2个县境内管段补口施工现场进行检查，恶劣天气条件下多数采取搭工棚等临时防护措施，极少数情况未采取措施。
图14采取工棚防护措施
“恶劣环境缺少防护措施”为非要因。
末端原因八：
产品质量不合格
组员丁睿明通过对现场使用的热收缩带的质量检查，发现每箱热收缩带都带有质量合格证，并且通过查阅第三方检验报告，报告中底漆Tg为96.7℃，大于规定的95℃；
胶软化点为123℃，大于规定的110℃，检测指标均满足要求，产品质量合格。
图15产品质量合格证图16第三方检测报告
“产品质量不合格”为非要因。
针对8条末端原因逐一调查、分析、验证，得出要因有两个：
磨料配比不合理以及加热时间与温度控制不当。
七制定对策
1、针对要因磨料配比不合理
磨料颗粒太小会造成清理等级不达标、颗粒太大会造成粗糙度超标；
为了使锚纹深度达到40~90μm之间，清洁度不低于Sa2.5，由组长郑安升牵头，小组成员郭娟丽、丁杰二人使用正交试验设计法安排试验并确定磨料成分配比与粒径尺寸。
1）试验目的：
通过正交试验，找出最佳磨料成分配比与粒径尺寸。
2）确定考察的指标。
本考察的指标：
锚纹深度（μm）；
清洁度（不低于Sa2.5为合格）。
3）挑因素，选水平，制定因素水平表。
通过分析磨料组成和对表面结果的影响因素，有三个因素需确定最佳条件：
磨料含量（A）、石英砂粒径（B）和铜矿渣粒径（C）。
对于这三个要考察的因素，分别按具体情况选出要考察、比较的条件，制定因素水平表，见表4。
表4因素水平表
因素
磨料成分配比（%）
石英砂粒径（mm）
铜矿渣粒径（mm）
位级一
石英砂90%+铜矿渣10%
1.4
1.15
位级二
石英砂85%+铜矿渣15%
1.7
0.85
位级三
石英砂70%+铜矿渣30%
1.1
1.0
2012年4月15日
4）设计试验方案
本次试验有三个水平，三个因素，正交表L9（34）最多能安排4个3水平因素，本方案有3个因素，可用该表来安排。
按照因素水平表中固定的三种因素顺序放到纵列上，每列上放一种，再把相应的水平，按照因素水平表所确定的关系对号入座，正交表见表5。
表5正交表L9（34）
试验号
磨料成分配比A
石英砂粒径B
铜矿渣粒径C
列号
1（90%+10%）
1（1.4）
3（1.0）
2（85%+15%）
1（1.15）
3（70%+30%）
2（0.85）
2（1.7）
3（1.1）
9
5）实施试验方案
按照表6正交试验表的安排，进行了9次试验，试验结果见表6。
表6配比试验结果表
试验计划
试验结果
试验号
因素
锚纹深度（μm）
清洁度
38
合格
67
114
39
72
不合格
123
53
94
167
位级1之和
133
219
243
位级1+位级2+位级3=770
=总和
位级2之和
233
237
250
位级3之和
404
314
277
极差R
271
34
2012年5月3日
6）试验结果分析
a、直接看
从配方试验结果表可以直观看出，试验号为2号的锚纹深度为67μm，清洁度为合格；
试验号为7号的锚纹深度为53μm，清洁度为合格；
锚纹深度均在40~90μm之间，因此A2B1C1与A1B3C1均满足磨料成分配比和粒径尺寸要求。
b、简单计算
经过简单计算，得出A2B1C1为最佳磨料成分配比和粒径尺寸。
R值的大小决定因素的重要程度及排列次序。
RA=271>
RB=95>
RC=34，因素排列为A2B1C1。
即磨料成分配比为石英砂85%+铜矿渣15%；
石英砂粒径为1.4mm，铜矿渣粒径为1.15mm。
2、针对要因加热时间与温度控制不当
加热时间与温度控制不当会直接导致热熔胶无法完全熔融，即使仅部分少量面积热熔胶没有完全熔融，也可能会导致整个热收缩带内部剥离，剥离后的热收缩带PE基材会屏蔽管道的阴极保护电流，最终导致补口部位管道发生腐蚀。
图17局部内聚破坏图18完全失去粘结图19完全界面剥离
由于标准规定热收缩带热熔胶的维卡软化点不小于110℃，不同厂家热熔胶的维卡软化点各不相同，但基本在120℃左右，低的不到115℃，高的可达125℃，因此在加热过程中热收缩带收缩温度应该不小于125℃，并保证一定的加热时间。
为了确保在实际施工加热过程中热熔胶可以完全熔融，组员丁杰、刘艳东进行了一系列模拟实验，模拟不同外界温度条件下需要的加热时间及加热温度。
根据实验结果，针对外界不同的温度条件，筛选出最佳的温度与时间配比，并将作为对策进一步实施。
表7不同外界温度条件下推荐加热时间表（管径1016mm，2人2枪）
外界温度（℃）
预热温度（℃）
预热时间
（min）
加热温度（℃）
加热时间（min）
回火时间（min）
总完成时间
min
>
40
60～70
2～3
150～170
24～31
3～5
40～47
15~40
55～65
3～4
140～160
30～38
5～7
45～55
0~15
50～65
4～6
130～150
37～47
6～8
55～67
-15~0
6～7
46～57
7～9
66～77
<
-15
45～60
125～145
56～67
8～10
75～86
2012年5月14日
针对要因，小组成员按照“5W1H”原则分别制定对策、确定目标、并形成具体措施，对策实施表如表8。
表8对策实施表
主要
原因
对策
目标
措施
地点
时间
磨料成分配比为石英砂85%+铜矿渣15%；
石英砂粒径为1.4mm，铜矿渣粒径为1.15mm
粗糙度为40~90μm；
1、设计采用最佳磨料配比和粒径尺寸
2、现场抽查样品送实验室检测
3、施工过程中加强检测
4、表面处理效果检测
绥阳县
（FD段）红花岗区（FE段）施工现场
5月至9月
郑安升郭娟丽
丁杰
根据不同的环境温度，选择合适的加热时间（详见表7）
1、施工人员严格按照表7规定的参数施工
2、设计人员现场监督
3、现场检测
刘艳东
2012年9月2日
八按对策实施
针对以上的要因分析和制定的对策，2012年5月至9月QC小组成员对中卫—贵阳联络线管道工程第六标段绥阳县（FD段）和红花岗区（FE段）进行了对策实施。
实施一调整磨料成分配比和粒径尺寸
在设计文件中，明确规定磨料成分配比为石英砂85%+铜矿渣15%、石英砂粒径为1.4mm，铜矿渣粒径为1.15mm，并经实验室和现场测试，由小组成员郭娟丽和丁杰在现场要求施工单位严格按此执行。
对设计选用的磨料和以往普通磨料在实验室进行疲劳寿命测试，通过残余量推断磨料的破碎率，从而判断其对清洁度的影响。
经过试验发现，设计选用的磨料在转数500次时的残余量为普通磨料的3倍以上，硬度和抗疲劳性能优异，能大大提高表面处理的清洁度。
表9磨料实验对比分析表
转数（次）
残留量
产品
300
400
500
设计选用磨料
95.4
84.7
68.4
普通磨料
88.7
75.4
58.1
40.6
20.6
2012年9月4日
图20磨料疲劳寿命对比
2012年9月4日
3、施工过程中对加强磨料检测
在设计文件中，明确要求对于磨料的成分配比与粒径尺寸进行抽检，所有检测项目都应完成出厂检测。
现场可采用简化方法进行检测，即通过对单位质量内的磨料颗粒数量进行抽检，确定其是否满足成分配比和粒径尺寸要求。
通过检测发现，所用磨料满足设计要求。
表10磨料现场检测统计表
磨料成分
尺寸（mm）
标准数量（个/公斤）
检测数量（个/公斤）
检测结果
石英砂
36000~38000
36420
满足要求
铜矿渣
52000~54000
53160
2012年9月8日
施工单位现场采用设计要求的磨料对管体表面进行处理，小组成员郭娟丽和丁杰对其处理质量进行检测，锚纹深度为60μm，清洁度为Sa3，全部满足设计要求。
图21锚纹深度测试
实施二不同外界环境条件下控制加热时间及温度
针对中卫—贵阳联络线管道工程第六标段绥阳县（FD段）和红花岗区（FE段），组员王杰、刘艳东计算了不同外界温度下热收缩带施工需要的加热时间，要求现场施工严格按规定进行，并在现场对施工过程进行监督，做好详细施工记录，包括外界温度、预热温度、预热时间、加热温度、加热时间、回火时间等。
施工单位严格按照设计要求的加热时间及温度进行施工，通过检测发现，施工不合格补口多为开裂、破损等原因，通过整体剥开检测发现，不同环境温度下施工的热收缩带热熔胶均完全熔融,熔融率达到100%，具体统计结果见表11。
表11不同外界温度条件下补口施工情况表（管径1016mm，2人2枪）
总完成时间（min）
检查补口数量（道）
合格率（热熔胶完全熔融）
25~35
约155
约35
约52
80
100%
-5~10
约145
约45
约65
60
-17~0
约140
约56
约78
50
2012年9月16日
九效果检查
1、目标完成情况
2012年QC小组成员对中卫—贵阳联络线管道工程第六标段所有的防腐补口一次合格率进行了检测，结果如表12所示。
表12中贵管道工程第六标段防腐层补口一次合格率统计表
不合格数量（口）
补口一次合格率%
习水县（FA段）
58
5085
74
98.5
桐梓县（FB段）
44.5
3894
62
98.4
汇川区（FC段）
44
3677
绥阳县（FD段）
253
红花岗区（FE段）
663
99.1
遵义县（FF段）
58.5
4975
56
98.9
息烽县（FG段）
52
4378
48
修文县（FH段）
28
2490
40
白云区（FI段）
10
895
金阳新区（FJ段）
19
1633
26
花溪区（FK段）
23
1997
98.8
平坝县（FL段）
752
总计
413
—
平均值
98.7
2012年12月19日
根据调查表，中卫—贵阳联络线管道工程第六标段的管段的防腐补口一次合格率平均为98.7%，最高合格率为99.1%，最低合格率为98.4%。
活动后
图22目标实现成果图
中卫—贵阳联络线管道工程第六标段管道防腐补口一次合格率达到98.7%，
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