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应用数据统计分析提高储罐焊接一次合格率中国石油天然气第六建设公司钦州中石油国际储备库项目QC小组发表人：周毅强 单位名称：中国石油天然气第六建设公司2010年4月13日目 录一、QC小组概况1二、小组成员情况1三、活动具体内容21 选题理由22 现场调查43 目标值设定54 分析产生问题的原因55 确定要因66 制定对策77实施情况88 效果比较99 巩固与提高910 回顾和打算10一、 QC小组概况小组名称中国石油天然气第六建设公司钦州中石油国际储备库项目QC小组注册编号ZYLJ2009-02课题名称应用数据统计分析 提高储罐焊接一次合格率成立时间2009年2月20日课题类型攻关型活动时间2009年3月1日-2009年12月31日小组人数5当年活动次数5二、 小组成员情况序号姓名年龄文化程度职务组内职务备注1周毅强36大学项目部技术质量部经理组长2黄显同43大学项目部总工程师顾问3曾治雄45大专项目部技术质量部副经理副组长4王能干37大专分项目部经理组员5王宏月32技校焊接质检员组员6石 磊28大学焊接技术员组员小组成员接受TQC时间均超过48小时三、 活动具体内容1 选题理由1.1 钦州中国石油国际储备库项目（一期工程）是中石油重点工程，一期工程计划建造100台10万方原油储罐，第一阶段一次建成42台10万方原油储罐，工程规模大、建设工期短（从第1台罐铺底板到42台罐主体完工只有5个月）、参建单位多，如何共享焊接经验和教训，提高焊接质量非常重要。1.2 储罐壁板高强钢板材质为12MnNiVR（舞阳钢铁厂）和08MnNiVR（上海宝钢），均为国产高强钢板，储罐壁板环缝自动焊所用焊丝和焊剂均为国产（大西洋焊丝CHW-S7CG和焊剂CHF26H 30160），对如何提高国产高强钢板和焊材的焊接质量非常有必要。1.3 储罐焊接一次合格率（主要是储罐环缝）在项目前期低于项目制定的质量目标，造成经济损失、进度受到制约，在使用国产焊丝和焊剂上受到多方质疑，如何找出影响环缝自动焊质量主要因素并加以优化、提高焊接一次合格率成为各方关注的焦点。1.4 大型储罐用高强钢板12MnNiVR、08MnNiVR及其焊丝、焊剂是近几年才实现国产化的，采用国产焊丝和焊剂能否达到稳定的焊接一次合格率，对国产焊丝和焊剂的推广使用具有现实意义，同时可降低项目成本和采购周期。2 现场调查2.1 在第一批4台10万方储罐第一圈环缝射线检测结果显示，焊接一次合格率低于95%，未达到项目质量目标，出现大量返修，对质量和进度都造成较大影响。2.2 收集不合格片的缺陷类型进行分类统计，发现不合格缺陷的类型非常集中，主要是气珠（椭圆形裂纹）和未熔合，现场对焊缝磨开后主要是在打底焊与填充层之间。在随后其他罐的射线检测结果中，存在同样的缺陷，统计数据如下：- 10 -2.2.1 数据统计表序号焊机型号焊工编号不合格因素不合格片数拍片总数一次合格率焊缝宽度余高咬边焊瘤弧坑焊接材料领用表面疑似裂纹裂纹气孔(气珠）夹渣未焊透未熔合1EGW32-A119898.98%2EGW32-A119898.98%3EGW32-A119898.98%4YS-EGW-I/D12314097.86%5YS-EGW-I/D11215498.70%6YS-EGW-I/D21315498.05%7YS-EGW-I/D2214098.57%8MSHW-I/Z1101102242594.82%9MSHW-I/Z012051747696.43%10MSHW-I/Z12184164050292.03%11MSHW-I/Z2216432542594.12%12MSHW-I/Z151153158194.66%13MSHW-I/Z412062249095.51%14GHH-2140132954694.69%15GHH-23151143345092.67%16GHH-116122049495.95%17GHH-1418032553195.29%18GHH-00171123048693.83%19GHH-1013392551295.12%气电立焊机汇总0085001388298.53%自动横焊机汇总719176016108326591894.49%合计719184516108339680095.01%2.2.2 不合格因素出现的频数问题频数气孔(气珠)184未熔合108未焊透19裂纹16表面疑似裂纹7夹渣52.2.3 主要不合格因素，根据“二八原则”产生焊缝不合格因素主要缺陷是气孔（气珠）和未熔合，两项缺陷累计百分率为86.14%。问题频数累计频数累计频率气孔(气珠)18418454.28%未熔合10829286.14%未焊透1931191.74%裂纹1632796.46%表面疑似裂纹733498.53%夹渣5339100.00%2.3 现场所有焊工都持有技术质量监督局发的焊工证并经现场考试合格后发证，所有焊机都在地面进行了调试，所用横焊自动焊机型号主要有YS-AGW-1、沈阳民合GHH-、南京勒肯MSHW-I/Z。2.4对现场所使用的横焊焊丝和焊剂进行检查，核对每一个批号的产品，均能与合格证及检验报告上的批号对应。焊剂都能按要求进行烘烤，烘烤员都经项目部质量部培训并发放了上岗证。3 目标值设定3.1 焊接一次合格率逐步提高，并稳定在97%以上，总体焊接一次合格率保持在96.5%以上。3.2 对之后施工单位的焊接技术人员及焊工进行培训，提高焊接质量，降低焊接返修成本。4 分析产生问题的原因4.1用数据分析结合PDCA循环改进高强钢板的焊接工艺，提高焊接质量。罐壁组对、焊接焊缝射线检测缺陷片分类统计按缺陷出现频率排序产生缺陷因素分析产生缺陷因素排序制定改进措施焊接工艺评定优化的焊接工艺、优化的焊剂级配比和提高的焊接一次合格率4.2 邀请焊丝和焊剂生产厂家技术人员、监理焊接工程师、无损检测单位专家以及本公司焊接专家，利用头脑风暴法列所能想到的产生缺陷的因素，利用鱼刺图从人、机、料、法、环等方面展示相对而言重要的因素。5 确定要因5.1借助表格，各位专家通过排除法分析产生缺陷因素的可能性，分析每项因素的可能性概率。因素代号A产生缺陷的因素B可能性判断C产生的可能值（C总分）100%备注1RT检测误评监理单位进行100%复评0.010.18%2焊工懒惰个别焊工积极性不高0.050.88%3焊工情绪不稳基本不存在0.010.18%4焊工疲劳10小时工作制,有可能0.11.77%5焊剂级配比不合理由于气珠缺陷较多,很有可能1.526.50%6焊材用错每周进行检查发放记录,焊丝、焊剂单一0.010.18%7焊剂未按要求烘烤和发放基本按要求烘烤,发现有违规的班组0.58.83%8焊材不合格焊材均有合格证和检验报告0.020.35%9焊机不稳定有可能,焊机仪表未校验0.11.77%10外部电源不稳电源稳定0.050.88%11RT检测设备陈旧检测设备满足要求0.050.88%12焊枪缺陷设备经调试后再焊接0.050.88%13焊缝清根不彻底未熔合缺陷较多,有较大可能117.67%14打底焊未完全密封打底焊后需清根做PT后再填充0.23.53%15未按WPQ进行操作多次发现违规,特别是预热和自动焊机行走速度117.67%16焊接时风力大自动焊处理自封闭状态0.11.77%17雨雾天焊接，夜间焊接对预热效果产生影响0.58.83%18操作空间狭小不存在0.010.18%19现场光线不足夜间作业时存在此现象0.23.53%20高空作业有脚手架0.11.77%21施工高峰期还未进入施工高峰期0.050.88%22焊工退场前或刚进场影响不大0.020.35%23节假日前后无00.00%24RT底片不清晰监理单位进行100%复评0.010.18%25RT评片苛刻有可能0.020.35%总分5.665.2 排序后根据“二八原则”确定造成缺陷的主要因素。 根据“二八原则”第5、13、15、7、17项为产生缺陷的主要因素，重点是进步分析该5项因素并制定消除或尽量减少该因素，提高焊接质量和焊接一次合格率。6 制定对策6.1调整焊剂的级配比例（由于涉及厂家机密，具体数据不便公开）6.1.1邀请大西洋厂家技术人员及公司焊接专家到现场讨论，分析焊剂级配比对产生气珠缺陷的原因，改进级配比，减少160目颗粒的比例，便于在焊接时熔池内的气体的溢出；6.1.2焊剂级配比调整后在现场进行试验，由射线检测结果判断改进后的级配比是否合理，如果结果改变不明显则进一步优化级配比。6.2 改进焊缝清根要求6.2.1对储罐焊缝清根时推荐使用磨光机，清根后PT检测增加质检员旁站监督；6.2.2如果采用气弧刨清根时，必须将焊缝沟槽磨光滑，并且对沟槽深度大于壁厚一半的地方用焊条补焊、打磨，确保沟槽深度不大于壁厚的一半； 6.2.3清根后焊道形状要求由技术人员进行交底，专职质检员跟踪检查验收，合格后才能进行施焊。6.3 强化焊接工艺纪律6.3.1按项目部改进后的焊接工艺卡进行作业，焊前对高强钢板进行预热，由于钢板较后，因此采用双火焰进行预热，用红外测温仪进行时时监测并记录；6.3.2自动横焊机在打底焊时行走速度要求小于300mm/min，填充焊接速度行走速度小于450mm/min，盖面层除最后道速度可达到600mm/min外，其他各道不得超过500mm/min；6.3.3 每道焊缝的接头至少错开50mm以上，且起弧和收弧处需用磨光机修磨好；6.3.4 焊机电流、电压及线能量必须严格按调试时的参数进行，不得随意改动。 6.4 焊剂烘烤使用要求6.4.1 焊剂烘烤温度由原来的300350调整为350400，保温时间由1小时改为2小时，焊剂烘烤量不得超过烘烤箱容积的80%，每个班配置2台焊剂烘烤箱；6.4.2焊剂回收后必须按交底要求过筛后才能使用，重复使用不得超过2次,附在烘烤箱壁上的焊剂不得使用;6.5 焊接环境及其他要求6.5.1 不得在晚上7:00以后进行焊接，必须在白天进行，在打底焊时必须一次完成，不得间歇；6.5.2 雨雾天气情况停止焊接作业；6.5.3 制定奖罚管理规定，如：对焊接一次合格率超过98%的焊工进行奖励，对焊接一次合格低于96%的焊工进行处罚等。7实施情况7.1 在储罐TK-0306第一圈环缝焊接时采用优化的级配焊剂进行施焊，同时按优化的焊接工艺进行施焊，24小时后进行射线检测，根据检测结果，气珠缺陷和未熔合缺陷大大降低，环缝焊接一次合格率达到97.12%，超过项目焊接一次合格率96%的目标，证明所采取的对策方向是正确的。7.2 优化的焊剂级配方案、改进的焊缝清根方法、改进的焊接工艺及焊接时间上的要求可以在其他罐的施工中推广。8 效果比较8.1 焊接一次合格率对比时间表面疑似裂纹裂纹气孔(气珠）夹渣未焊透未熔合其他缺陷不合格片数总片数一次合格率2009年9月719184516108339680095.01%2009年10月10317621292115226569802524296.12%2009年11月8510213576101181547342432496.98%2009年12月918717681116138687572631697.12%汇总28638470725434865317828108268296.60%8.2经济效益8.2.1 焊缝返修率下降，减少了返修的人力、物力，以及射线检测所需的费用，如果按80000张片，一次合格率提高2%，相当于少返修1600张片，按综合费用200元/张，即可节约32万元。8.2.2 由于返修量减少，节约了返修时间，为施工进度赢得了宝贵的时间。8.3社会效益由于工程前期储罐焊接一次合格率低于项目的质量目标“焊接一次合格率96%”,面临业主及PMC方的巨大压力,同时给公司在质量管理上的形象造成了较大的负面影响。优化了横焊焊剂的级配和焊接工艺以后，焊接一次合格率有了较大提高，焊接一次合格率超过了项目制定的质量目标。9 巩固与提高9.1 根据现场实际情况，在焊剂回收时除使用粗网过筛外，特别增加用细网过筛，确保焊剂级配的合理和稳定。9.2 建立健全质量管理网络，每台罐设置1至2名专职质检员，重点检查焊缝清根，只有经质检员签字确认的焊缝才能开始施焊。9.3 通过流水作业和检查可很好的提高焊接质量，自动焊机在前面焊接，随后有专人检查并标识出缺陷，打磨工在后面打磨，手工焊焊工随后进行补焊、打磨，既为下一排道焊接赢得了时间又提高焊接质量。10 回顾和打算10.1 在大规模储罐施工焊接质量管理中得到了多方的支持，包括焊丝和焊剂生产厂家、监理单位和无损检测单位。在巨大的压力