大跨钢管拱焊接质量控制

1、中铁十三局集团有限公司2006年度QC小组成果发表会材料大跨度钢管拱焊接质量控制小组名称：大跨度钢管拱焊接质量控制QC小组发 表 人：宁 伟 莫开燕发表时间：二六年十月十五日中铁十三局集团第一工程有限公司沪蓉西项目部目 录一、 工程概况1二、 小组概况1三、 选题理由2四、 现状调查2五、 活动目标及可行性分析3六、 活动情况4（一）第一次PDCA循环4（二）第二次PDCA循环9七、 产生的各种效益12八、 巩固措施12九、 心得体会和下一步打算12一、工程概况1、概况：湖北沪蓉西高速公路支井河特大桥，桥梁中心桩号K120433.507，全长545.54米，主桥采用1-430米上承式钢管混凝土

2、拱桥，为目前世界上同类型桥梁跨度之首。大桥横跨支井河峡谷，两岸与隧道紧密相连，场地狭窄，地势险要，交通运输条件极其恶劣，施工难度为沪蓉西高速公路全线之最。大桥两条钢管拱肋采用钢管砼主弦管与箱形钢腹杆组成的空间桁架结构，断面高度从拱顶6.5米变化到拱脚13米，单拱肋宽度为4米，主拱肋钢管外径为1.2m。钢结构设计选材Q345C，钢管拱肋部分重量为5600吨。2、技术特点：大桥跨度大，结构复杂，焊接工序作业量大，质量要求高，主拱肋钢管焊缝超声波检测要求100%合格，X射线检测要求10%合格。焊接质量是大桥总体质量控制的关键环节，焊接质量控制不好，焊缝处极易产生裂纹、夹渣、气孔、咬边、未填满、未熔合

3、等重大质量隐患。我公司虽然以往也有制造钢管拱的成功经验，但本桥是国内首次采用“先栓后焊，栓焊结合”的设计施工方案，对焊接质量提出了全新的要求，对QC小组成员而言，是一次很好的锻炼和考验。二、小组概况沪蓉西高速公路项目部“大跨度钢管拱焊接质量控制”小组成立于2006年3月20日。小组成员8人，由项目总工担任组长，驻厂高级工程师任副组长。小组基本情况见表一、表二：表一 小组概况小组名称大跨度钢管拱焊接质量控制小组成立时间2006年3月20日课题名称大跨度钢管拱焊接质量的控制小组类型现场型组 长孙立新活动日期2006.3.20 2006.10.10注册时间2006年3月20日小组成员8人教育时间平均

4、92小时活动频率2次/月, 出勤率100%循环次数2次表二 QC小组成员简介序号姓 名性别年龄文化程度职 务组内职务TQM教育时间TQM考试成绩1孙立新男39大学项目总工组长150h优良2宁 伟男43大学驻厂高工组员165h优良3高清岩男30大学技质部部长组员72h优良4莫开燕女30大学工程师组员60h优良5熊经雄男45大学技术负责人组员150h优良6梁 曦男26大学技术员组员56h优良7张炳军男32中专焊接班长组员45h优良8王荣军男29中专焊接工人组员40h优良制表：莫开燕 时间：三、选题理由： 3、焊接是专业性较强的工作，培养一批焊接专业人才是公司长远发展的需要。主拱肋钢管焊缝超声波、X

5、射线探伤的内在质量检测超声波、X射线探伤检测，焊缝内部气孔和夹渣缺陷部位。一次报检合格率为见图一）目标一：确保主拱肋钢管焊缝一次报检合格率为98%，终检合格率为100%，焊缝质量全部达到国标一级焊缝要求；活 动 目 标目标二：通过此次活动，使QC小组成员得到锻炼，提高质量意识，拓宽知识面；目标三：通过实践和理论分析，总结出一套成型的大跨度钢管拱焊接工艺。图一 活动目标2、可行性分析：小组成员经过讨论，认为实现目标有以下有利条件：（1）小组成员组成结构合理，有丰富的QC小组活动经验；（2）有贯标程序文件的指导；（3）作为重点项目的重点工序，钢管拱焊接质量受到各方关注和重视，现场有科技攻关活动的广

6、泛开展，外围有局、处的技术支持和专家组的评审把关，氛围良好。 六、活动情况 （一）第一次PDCA循环（）1、现状分析：目标确定后，小组成员对上述调查结果进行了统计分析，得出不合格项排列图数据表（见表三）及不合格项排列图（见图二）。表三 不合格项排列图数据表合 计7.46100.0 一次报检合格率为：（105-7.46）/105100=92.9制表：莫开燕 时间：2006.3.30图二 不合格项排列图制图：莫开燕 时间：2006.3.30从数据表及排列图中可以看出，影响焊缝质量的主要因素是咬边和内部气孔、夹渣问题严重。同时，未填满部位的长度虽不多，但仍需引起高度重视。2、因果分析：小组成员根据调

7、查记录和统计结果，针对造成三个问题的原因进行了分析，查找了末端因素并进一步分析确定了主要因素，绘制了因果分析图和要因确认表。（见图三和表四）。图三 影响焊缝质量因果分析图制图：莫开燕 时间：2006.3.30表四 影响焊缝质量要因确认表序号末端因素末端因素分析确认方法负责人是否要因1操作者质量意识差操作者的质量意识淡薄，对大桥的质量要求重视不够。讨论分析宁 伟 是2焊接操作不规范不按已制订的焊接操作规范进行焊接，焊剂烘干不到位，各种参数执行得不认真。现场验证熊经雄是3焊接件定位不准工装和胎具的设计有不合理之处，作业前未做到“三检”。现场验证梁 曦是4现场验证梁 曦否5焊接工作面未清理干净，有氧

8、化皮、锈蚀和油污存在。现场验证张焰军是6对因空气湿度大对焊接质量产生的不利影响考虑不周。现场验证张焰军是7因冬、夏两季气温变化产生的热胀冷缩现象对焊接质量产生的影响考虑不周。现场验证王荣军否制表：宁伟 时间：2006.3.303、制定对策：针对上述确认的要因，QC小组经研讨后制定了解决对策。（见表四）表五 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操作者质量意识差操作者提高操作者的质量意识对上岗前操作者进行培训会议室宁 伟20064.22焊接操作不规范使焊接操作人员知晓焊接技术质量要点，规范焊接操作1、召开工艺技术交底会2、制定3、现场对工序严格监督，按办法实施奖惩施工现场熊经雄2

9、0064.63焊接件定位不准提高焊接件的定位精度施工现场梁 曦20063.84减小焊接变形施工现场梁 曦20064.85确保100焊接面洁净施工现场张焰军20064.86避开湿度大的环境作业施工现场张焰军20064.107确保在温度适度环境下作业施工现场王荣军20064.10制表：宁伟 时间：2006.4.124、对策实施：实施一实施二熊经雄实施三梁曦负责实施四实施五实施六实施七5、效果检查：对策实施后，小组成员于2006年4月18日对重新施焊的102米焊缝质量进行了检查，不合格项数据表见表六，不合格项排列目见图四。表六 不合格项排列图数据表制表：莫开燕 时间：2006.4.18图四 不合格项

10、排列图 制图：莫开燕 时间：从表六及图四中可以看出，第一次PDCA循环后，影响焊接质量的要因“内部气孔、闪渣”问题已基本上解决，但“未填满”及“咬边”现象仍然存在，且一次报检合格率为仍未达到预期目标。所以，必须进行第二次PDCA循环。（二）第二次PDCA循环 (2006.4.25-2006.6.10) 1、现状分析：通过对第一次PDCA循环后的效果检查，暴露了焊缝未填满成为影响焊接质量的主要问题。因此，在第二次PDCA循环中我们将着力解焊缝未填满问题。焊缝未填满严重2、因果分析：小组成员对焊缝未填满问题产生的原因进行了分析研究，并一一列举在因果分析图上：（见图五）图五 影响焊缝未填满质量因果分

11、析图制图：莫开燕 时间：2006.4.253、要因确认：通过分析，我们找出了5个原因，QC 小组逐一对每一个末端因素进行了分析，确认了要因，列表如下：（见表七）表七 焊缝未填满严重要因确认表序号末端因素末端因素分析确认方法负责人是否要因1操作者经验不足操作者经验不足，对新焊机性能了解不够，操作不熟练。现场验证宁 伟是2焊接电流过小，焊速过快现场验证张焰军是3焊接坡口间隙过大焊接坡口尺寸过大，导致焊缝金属不易填满。现场验证王荣军是4送丝速度不均送丝速度忽快忽慢不均匀，导致焊缝金属熔化量减少。现场验证张焰军是制表：宁伟 时间：2006.4.254、制定对策：针对以上4个要因，小组成员确定了相应的对

12、策。（见表八）表八 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操作者经验不足加强培训提高操作人员的经验请有经验的老技师对操作者进行现场培训。会议室宁 伟20064.302焊接电流过小，焊速过快进行工艺调整确保焊接电流及焊速适宜1、调整焊接电流参数；2、降低机头行走速度；3、试验合格后再进行正式施焊作业。施工现场张焰军20064.303焊接坡口间隙过大加强过程监控降低焊接坡口间隙增加对焊接坡口尺寸的控制，严格按工艺要求进行坡口的加工施工现场王荣军20064.304送丝速度不均调整施工工艺确保送丝速度均匀调整焊机送丝速度参数，试验合格后再进行正式施焊作业施工现场张焰军20064.30

13、制表：宁伟 时间：2006.4.305、对策实施：再进行正式施焊作业。焊接坡口尺寸的控制，严格按工艺要求进行坡口的加工。再进行正式施焊作业。6、效果检查：（1）对策实施后，前述诸多问题均得到了有效解决，再次对100米焊缝进行质检时，一次报检合格率达到了98.5%，终检合格率为100%，焊缝质量全部达到国标一级焊缝要求，超过了预期目标。（2）小组将本次活动前后的情况进行了对比，做了PDCA循环提高过程图示如下：（见图六）第二次PDCA循环一次报检合格率：98.5目标值一次报检合格率：98第一次PDCA循环一次报检合格率：96活动前一次报检合格率：92.9制图：宁伟 时间：2006.6.10图六

14、PDCA循环示意图 从PDCA循环图中可以明显地看到，在经过两个PDCA 循环后，焊缝的一次报检合格率到了98.5，超过了计划目标，实现了预期目标。同时，工人队伍得到了锻炼，小组成员自身素质得到了提高，为保证工程质量奠定了基础。因此，本次QC小组活动取得了圆满成功。七、产生的效益1、经济效益：通过开展QC小组活动，保证了焊接质量，大加快了焊接速度,又节约了成本，据我们估算，节约电费、人工费、材料费等约30万元左右。2、社会效益：焊接质量一直深受业主、设计及监理各方关注，。通过此次活动的圆满成功，消除了各方的疑虑，为项目部和公司树立了良好的社会形象。3、技术效益：通过本次小组活动，使小组成员的理论水平和实践经验都得到了较大的提高，是一笔宝贵财富。八、巩固措施1、将此次QC小组活动进行认真的总结，整理成书面内容，发扬优点，找出不足，以便为今后类似工程提供参考。2、对实施过程中的质量控制在点、检验方法等进行归纳总结，继续做好后续工程的质量控制工作。九、心得体会和下一步打