运用QC方法 确保穹拱式钢

运用QC方法确保20#+316L压合式非完全复合管焊接质量一、前言（一）工程概况我们承建的洛阳化纤厂区管网工程中，从PTA装置到污水处理厂的高浓度有机污水管线材料全部为不锈钢复合管。该复合管材质均为20#（基层）+316L（复合层），化学成分见下表，规格分别为φ219×（6+2）和φ168×（5+2）。该种复合管为压合式，并非完全的复合。本工程管线总长度3000多米，每根管线长6米。约有1000多个焊口，焊口较多，施工难度大，焊接质量要求高（设计要求100%射线探伤，焊缝达II级标准为合格）。一、前言（二）QC小组概况1.QC小组简介把不锈钢复合管焊接技术作为一项攻关项目，我们由公司、项目经理部、施工班组于1999年2月21日，在施工现场成立了QC小组。小组简介见QC小组简介表（表1）。2．QC小组活动计划（1）活动形式为集中和分散相结合，集中讨论、研究、决策，分散检查，组织实施。（2）组织专题学习讨论，熟悉操作工艺、规程及质量控制点。（3）严格控制工序质量，以预防为主，自检、互检、专检相结合，并做好记录，对查出的问题做到及时整改。（4）每道施焊前，进行一次全面检查、分析，制定下次施焊的要求和措施。一、前言

（二）QC小组概况二、选题理由1.履行施工合同的质量优良要求，贯彻公司的质量方针：“每个工程，每项服务，都要让顾客满意；每位员工，做每件事，都要以预防为主”。2.该工程中不锈钢复合管焊接为我公司第一次施工，缺乏施工经验，且焊接质量要求高，施工难度大。运用QC理论来加强施工生产中的质量管理，确保施工质量，势在必行。3.该工程业主非常重视该工程的施工质量，把不锈钢复合管焊接技术作为一项攻关项目，并对我们能否顺利完成本工程存在疑虑。为消除他们的疑虑，展示我中建企业的管理、技术水平，故选择这一课题。三、PDCA循环（一）第一次循环1.现状调查1999年2月21日—2月25日，QC小组模拟实际施工状况，投入2台电焊机连续试焊20#+316L压合式非完全复合管焊缝80条，焊材选择焊丝H00Cr17Ni14Mo2规格Φ2.5，焊条A302Φ3.2，焊接方法采用常规法，发现多种质量缺陷。现将数据统计如表3和图1所示。三、PDCA循环结论：从图1中可以看出，长条形气孔问题是影响20#+316L压合式非完全复合管焊接质量的主要问题。CB98.7%97.4%93.42%89.47%81.58%累计频率(%)频数(点)N=98100908050200806040200长条形气孔咬边未焊透夹渣凹坑烧穿图1焊缝缺陷排列图制图：唐传东制图日期：1999.2.26A三、PDCA循环2.课题目标及可行性论证（1）课题目标1）为确保20#+316L压合式非完全复合管焊接质量复合管焊接质量优良，对焊接工艺进行改进，确保焊缝质量检测一次合格率达到97%。2）根据活动内容，结合焊接工艺、规范及质量标准等，总结出“不锈钢复合管焊接工法”。（2）可行性论证1）业主、监理及公司对我们QC小组大力支持，并提供有关技术资料，外部环境支持我们QC小组活动。2）小组成员的文化素质、管理及技术水平较高，质量意识较强。3）施工班组均为自有专业施工班组，施工人员责任心强，对该项焊接技术的成功充满信心。三、PDCA循环3.原因分析（1）我小组成员对前述主要问题（长条形气孔）进行原因分析，并绘制因果图如图2所示。电弧电压不准没做气体保护机具出故障焊接条件恶劣法机环坡口形式不合适材料使用不当材焊接时电流过大无相应焊接经验人长条形气孔缺少培训焊材材质不对工艺参数选择不准图2产生长条形气孔的因果图制图：唐传东制图日期：1999.2.26三、PDCA循环(3.原因分析)（2）要因确认通过上述因果分析图，我们通过打分评价法，从理论上认定导致长条形气孔的主要原因有5条：缺少培训；焊材材质不对；坡口形式不合适；焊接时没做气体保护；工艺参数选择不准。三、PDCA循环4.制定对策针对5条要因，制定对策见下页表：三、PDCA循环5.组织实施按照制定的对策，我们组织全体人员开始行动，实施对策表中的各项措施：实施一：进行技术培训，提高操作工人素质。对操作工人进行技术培训，提高技术水平和操作水平。我们QC小组组织操作工人进行下列学习：学习不锈钢复合材料焊接工艺、操作规程及施工规范等技术文件，学习本工程的施工方案，特别是焊接工艺原理、工艺标准，以及各种保证措施等。使操作工人了解和熟悉焊接工艺、质量标准及质量控制点等，掌握施工规范和操作技能，并对主要操作人员进行考核，合格后才准予上岗。三、PDCA循环5.组织实施实施二：选择合适的焊材根据不锈钢复合管材质为20#+316L，厚度为6+2mm和5+2mm，焊接方法采用氩电联焊。选用焊丝H00Cr17Ni14Mo2Φ1.6，焊接复合层；焊条A312Φ2.5，焊接过渡层；焊条A312Φ3.2，焊接基层。三、PDCA循环5.组织实施实施三：对口间隙减小，采用“剥皮法”开坡口。

管线坡口形式作成V形坡口，具体形式如图二。坡口加工采用一种特殊的坡口机，把外面的基层剥掉一圈，露出不锈钢复合层来，具体形式如图3所示：图360°1mm基层:20#钢δ6mm复合层:316Lδ2mm1mm1.5mm钝边1—2mm三、PDCA循环5.组织实施实施四：焊接充氩气保护为防止出现气孔、应力集中等缺陷，焊接前先把焊缝和距焊缝约150mm处用水溶纸封住，充氩气保护3分钟，然后开始施焊。氩气流量：10-14L/min,喷嘴直径：Φ=14-18mm。三、PDCA循环5.组织实施

实施五：优化焊接工艺，选准焊接工艺参数。由项目部技术负责人组织技术人员，根据施工图纸、施工规范和工艺标准，结合现场实际情况，优化焊接工艺。（1）选定焊接方法：选择无焊条自熔法。充氩气保护后，直接用钨极，不用焊丝，在焊口复合层处“跑”上一边，再用A312Φ2.5焊条焊过渡层；用A312Φ3.2焊条焊基层。（2）焊接顺序：先用H00Cr17Ni14Mo2Φ1.6焊丝焊复合层；再用A312Φ2.5焊条焊过渡层；最后用A312Φ3.2焊条焊基层。（3）现场组对时，一定要将两根管线多转动几次，保证对口间隙在1-2mm，且对口要均匀，并保证管线上下错边量不准超过1mm。三、PDCA循环5.组织实施（4）施焊前，焊工需检查焊接部位管线组装和表面清理质量，清除焊接表面铁锈、油污、水分等杂质，如不符合要求，需修整合格方可施焊。（5）每层焊接完毕，认真清理焊肉表面夹渣并检查有无表面缺陷，有缺陷必须清理。检查完毕后进行焊接下一层。（6）焊接参数：焊接电源：采用直流反接焊接电流：70-90A焊接电压：20-25V焊接进度：10-11.5cm/min焊条烘干温度：1500C，保温时间：1-2h焊丝应用砂纸清理表面污锈和杂质，层间温度≤600C。三、PDCA循环6.效果检查经过以上对策实施，完成200条焊缝。现将焊缝缺陷数据统计如表4和图3所示。而且打坡口太费力费时（做一个坡口需用三个小时）。QC小组活动取得了一定的效果，一次拍片合格率80%左右。但是焊接质量仍不能达到设计要求。三、PDCA循环6.效果检查CB97.9%94.8%90.7%84.5%累计频率(%)频数(点)N=98100908050200100806040200未焊透咬边夹渣长条形气孔凹坑图3焊缝缺陷排列图制图：唐传东制图日期：1999.3.4A从图3中可以看出，长条形气孔问题基本解决，未焊透问题由影响20#+316L压合式非完全复合管焊接质量的次要问题上升为主要问题。三、PDCA循环（二）第二次循环1.原因分析我小组成员对未焊透现象进行原因分析，并绘制因果图如图4所示。缺少培训焊材材质不对焊接速度过快机具出故障焊件散热太快法机环焊缝坡口内部不光滑材料使用不当材焊接时电流过小无相应焊接经验人未焊透图4未焊透的因果图制图：唐传东制图日期：1999.3.4对口间隙过小三、PDCA循环（二）第二次循环1.原因分析（2）要因确认通过上述因果分析图，我们通过打分评价法，从理论上认定导致未焊透的主要原因有3条：焊缝坡口内部不光滑；焊接速度过快；对口间隙过小；三、PDCA循环（二）第二次循环2.制定对策针对3条要因，制定对策见下表：三、PDCA循环（二）第二次循环3.组织实施按照制定的对策，我们组织全体人员开始行动，实施对策表中的各项措施：实施一：焊缝坡口内部光滑坡口加工要采用机械加工，加工好的坡口表面不得有裂纹、分层台阶、夹渣、油污等杂质和缺陷，特别注意管线焊缝坡口的内部也要用尖形磨光机清除毛刺、杂质等，达到光滑。实施二：合理控制焊接速度选择焊接速度9—10.5cm/min,并严格控制。实施三：增大对口间隙，改变坡口方法选择合适的坡口形式如图3所示。1.5-1.8mm复合层:316Lδ2mm基层:20#钢δ6mm60°面层复层过渡层图3三、PDCA循环（二）第二次循环4.效果检查

QC小组活动，不仅达到了我们的预定目标，而且收到了良好的效果：焊缝外形平缓过渡，焊波均匀，无裂纹、未烙合、夹渣、弧坑、气孔等缺陷，咬肉深度一般小于0.5mm。根据有关标准要求，对焊缝进行X射线探伤，探伤一次合格率达97%，攻克了技术难关，受到了甲方的嘉奖，并且授予我们的焊工“焊接状元”称号。为企业赢得了信誉，创造了良好的社会效益。四、标准化按照实际施工经验，对20#+316L压合式非完全复合管焊接技术进行了总结，总结出“不锈钢复合管焊接工法”，并已向中华人民共和国国家知识产权局申请专利（发明专利申请初步审查合格通知书附后）。现归纳以下几个要点：坡口加工要采用机械加工，加工好的坡口表面不得有裂纹、分层台阶、夹渣、油污等杂质和缺陷，特别注意管线焊缝坡口的内部也要用尖形磨光机清除毛刺、杂质等，达到光滑。对口时一定要将两根管子多转动几次，保证对口间隙在1—2mm，错边量不超过10mm.焊口的充氩保护措施要做好，以保证焊接速度和焊接质量。用焊丝H00Cr17Ni14Mo2Φ1.6焊接复合