QC小组：天然气管道工程的立向下焊接工艺质量控制培训课件

天然气管道工程的焊接攻关QC小组立向下焊接工艺质量控制一.工程概况工程沿线地貌复杂，施工难度大。天然气管道工程焊接质量要求高，焊缝需100％进行超声波探伤检查，穿公路、水库的焊缝进行100％X射线探伤检查，其余焊缝抽取不低于20％进行X射线探伤检查。为保证焊接质量，提高工效，我们决定在焊接施工中使用“纤维素型下向焊条手工立向下焊接”工艺。“立向下焊”是相对于立焊或管道全位置焊接中采用“向上焊”焊接工艺而言的，是施焊点自上而下移动的一种电弧焊接方法。有以下特点：二.关于“立向下焊接工艺”纤维素焊条电弧吹力大，燃烧稳定，抗风能力强，特别适于在野外施工；焊缝结晶组织细小，焊缝根部饱满，综合性能优于向上焊，能得到质量良好的单面焊双面成形焊缝。

采用小间隙、大钝边的对接口，焊缝宽度和焊缝余高比上向焊小，焊接生产率可以提高20%~40%；下向焊操作难度较上向焊小，使用同样直径焊条，焊接速度是上向焊的2~3倍；小组名称

焊接攻关QC小组小组类型攻关型

成立时间1995年10月6日活动时间

2002年8月至2003年11月小组人数

8人平均年龄

37岁QC培训

人均40小时序号姓名性别学历职称年龄小组分工1刘先琼女大专高级工程师47组长2赵丹男本科高级工程师37技术负责人3魏启燕男高中技师46焊接技师4韩守志男高中助理工程师38焊接施工员5刘春霞女本科工程师26资料、统计6余赤斌男本科高级工程师33无损检测7徐安乐男中专技师40无损检测8袁木清男高中助理工程师32质量监督小组成立以来的获奖情况课题内容获奖情况运用QC方法,确保钢骨柱安装焊接质量武建集团二等奖、市三等奖、省优秀奖控制川气入汉燃气外管焊接质量武建集团二等奖、市二等奖、省二等奖三.小组概况四、选题理由

现场环境复杂，工期紧，焊接质量要求高。

是川气入汉的支干管，压力高达2.5Mpa，危险性大，不得留下任何隐患。

业主要以此标段的工程质量考查我公司的综合实力，关系到我公司以后标段中标率。

掌握向下焊技术,是公司进入石化系统建设的重要手段之一。

a.焊缝射线探伤满足SY4056-93《石油天然气钢质管道对接焊缝射线照相及质量分级》；

b.焊缝的常温力学性能满足SY/T4103-95《钢质管道焊接及验收规范》。目标2.现场焊缝射线探伤一次合格率90%以上。五.目标与可行性分析1、进行焊接工艺评定，制定合理的焊接工艺，并满足下列检测指标：

领导重视，派专人赴外地学习,为达到目标创造了前提条件。

可行性分析目标可行目标可行

我公司已完成ISO9001-2000版标准的转换，员工质量意识进一步加强。

我公司先后承接了南湖路段、关沪路段燃气管道安装工程，积累了施工经验。

本工程采用专用管道，焊前需按石油部标准进行工艺评定，按SY/T4103-95《钢质管道焊接及验收》,列出焊缝的常温力学性能表：六、活动过程和内容第一次PDCA循环力学性能试验要求表

序号试验方式试样件数试样要求合格条件1拉伸4抗拉强度≥415Mpa2刻槽锤断试验4试样两侧刻槽深度约为3mm，可在拉伸机上拉断锤断试验的断裂面完全焊透熔合，气孔最大尺寸≤1.6mm，夹渣深度≤0.8mm,长度≤3.2mm，相邻夹渣之间至少有12.7mm无缺陷焊缝金属3弯曲试验面背各4件弯心直径40，支座距离63mm弯曲角度1800

焊缝和熔合区域所发现的任何方向上的任一裂纹或其他缺陷尺寸≤3.2mm制表：刘春霞根据试验拟定了焊接工艺评定指导书：焊接工艺评定指导书焊接工艺评定指导书说明编号TRQ—02任务项目名称武汉市天然气建设工程五凤路段下达任务单位公司技术部编制人刘先琼焊接方法手工下向焊接位置水平固定形式管状对接编制依据1.武汉市天然气建设工程招标文件2.武汉市城市天然气供气工程高压管道线路施工技术要求3..钢质管道焊接及验收《SY/T4103—1995》4.管道下向焊接工艺规程《SY/T4071—93》5.现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范《GB50236—98》评定目的:在于验证用此工艺能否得到具有合格力学性能（如强度、塑性和硬度）的完好焊接接头.母材牌号L290NB直径和壁厚Ф711δ=11焊条型号牌号E6010焊机型号ZX7-400电流种类直流焊条直径Ф3.2Ф4焊接方向向下焊道之间的时间间隔各层连续清理和打磨角向磨光机1.焊接试验及缺陷统计2003年5月13-15日，按拟定的工艺评定指导书进行了第一次现场焊接试验，共焊了5个焊口。经X射线探伤拍片检查，一次合格率仅为72%，未达到目标要求。质量缺陷统计如下：质量统计表序号缺陷类型频数(次)累计频数(次)累计频率(%)1密集气孔77442夹渣512753熔合不良214884内凹115945其它116100合计16缺陷制表：刘春霞频数累计频率（%）75%744%521188%94%ACB01624681412101006080402050907030100密集气孔夹渣熔合不良内凹其它质量缺陷排列图结论：密集气孔和夹渣是主要质量缺陷。

制图：刘春霞2.原因分析

针对密集气孔和夹渣二个主要质量缺陷，QC小组采用关联图作原因分析。层间清理不净对口间隙不当密集气孔

电流偏小操作手法不当

夹渣熔池大

电弧偏吹焊速偏慢

工艺参数不合适

焊条偏大焊条摆动过大

装配间隙偏小

对上图末端因素用0—1法表决寻找主要原因，结果统计如下：原因分析日期结果工艺参数不合适

由于电流、电压等参数无标准可循，只是根据经验设定，不够准确2003年5月16日操作手法不当

由于是新的焊接方法，焊工对于熔池大小和电弧长短掌握不好，导致气孔、夹渣

2003年5月16日3.确定要因合计刘春霞韩守志魏启燕刘先琼赵丹徐安乐评价人

68111110011100001110110001100011000操作手法不当焊条偏大工艺参数不合适电弧偏吹装配间隙偏小影响因素余赤斌袁木清110000100086制表：刘春霞末端因素表决统计

根据上表，确定产生密集气孔和夹渣的主要原因是焊接工艺参数选取不合适、操作手法掌握不好。4.对策表原因执行时间目标对策措施负责人工艺参数不合适5月17、18日找出适宜参数采用正交试验方法,找出适宜参数。刘先琼操作手法不当5月17、18日掌握正确施焊手法指导焊工采用短弧焊，减小焊条摆动，提高焊接速度。

魏启燕制表：刘春霞用正交试验法寻找合适的参数2003年5月17日由组长刘先琼组织QC小组成员采用正交试验法寻找合适的焊接工艺参数，所选参数如下：工艺参数不合适5.实施正交试验法

电流、电压因素位极ABCDE间隙（mm）焊条直径（mm）电弧电压（V）焊接电流（A）焊接速度（cm/min）1242711015233259010L8(25)正交试验表`正交试验位级表

制表：刘春霞试验计划

结果

因素位极序号ABCDE综合评分间隙焊条直径电弧电压焊接电流焊接速度1111118421211186321222944212118551221276612122787211228582212182T1324348415331337670T2346322255399333T35.56.522132122294制表：刘春霞小组讨论决定选择第三组数据作为施焊工艺参数，并调整了工艺卡

。

在5月17、18日的焊接试验中由魏启燕现场示范操作，指导焊工采用短弧焊，减小焊条摆动，提高焊接速度。采用短弧焊操作手法不当6.效果检查5月17-19日，按上述2条措施进行焊接试验，共焊了5个焊口，探伤拍片45张，结果如下表：制表：刘春霞X射线探伤统计表

焊缝射线探伤一次合格率达到了93.3%，达到目标值的要求。在工艺评定阶段，密集气孔和夹渣两大缺陷基本消除.

按规定取五组试件做力学性能试验。力学性能试验表

焊口编号抗拉强度（MPa）刻槽锤断弯曲试验(1800)外观检查RP1440合格合格合格RP2450合格合格合格RP3480合格合格合格RP4470合格合格合格RP5430合格合格合格制表：刘春霞

至此，我们找到了合适的焊接工艺，为天然气现场编制了相应的焊接工艺卡指导施工。并对现场施焊中发现的问题进行了第二次PDCA循环。

2003年5月20-25日，按我们编制的焊接工艺卡,在现场开始实施,共施焊8个焊口，X射线探伤拍片72张，统计结果如下：1.现场施焊及调查统计

第二次PDCA循环日期探伤数(张)结果（张）一次合格数(张)一次合格率(%)ⅠⅡⅢⅣ5.219531--88.95.2218864--14785.23181071--17945.2498-1--888.95.25181251--1794合计7243218--6489X射线探伤统计表8

射线探伤一次合格率为89%，还未达到目标。分析原因，主要是现场实际施工条件与室内工艺试验有一定的差距。对所出现的质量缺陷统计如下：制表：刘春霞质量缺陷统计表

序号缺陷类型缺陷频数（次）累计频数（次）累计频率（%）1内凹4747702咬边85582.13点条状缺陷56089.64焊缝高低差46495.55飞溅367100制表：刘春霞制图：刘春霞内凹为A类因素，其它缺陷可通过外部打磨消除。焊接缺陷排列图

内凹人员焊工责任心不强

忽视焊接通病焊接参数波动大材料表面不洁净焊不接干区净域层间清理不净

焊缝收缩后形成内凹

间偏隙小空气湿度大、风大现挡场风无篷

机具材料方法环境专人专机未落实焊机性能达不到要求操作不熟练制图：刘春霞2.原因分析制表：刘春霞序号原因确认调查人数是否要因1施工中忽视焊接通病焊缝咬肉、飞溅、焊瘤等，因焊接过程中严格控制，已杜绝。3否2现场无挡风篷为避免管内穿堂风，空气湿度及外界风力影响。现场已制作挡风蓬2否3焊机性能达不到要求为保证工艺参数正确，现场已配备高性能的逆变焊机。3否4焊接区域不干净焊前坡口两侧已用磨光机打磨并露出金属光泽。4否5对口间隙偏小有错边焊接过程中焊缝收缩，局部焊缝熔合不良,造成内凹。6是6层间清理不净为清除焊渣，每层必须用磨光机及钢丝刷打磨。现场工具不够。6是7焊工操作不熟练焊工操作不熟练，焊接速度快慢不一致。8是8专人、专机未落实专人专机是操作规程的要求。专人专机得到保证。8否3.要因确认5对口间隙偏小有错边焊接过程中焊缝收缩，局部焊缝熔合不良,。是6层间清理不净为清除焊渣，每层必须用磨--光机及钢丝刷打磨。现场工具不够。是7焊工操作不熟练焊工操作不熟练，焊接速度快慢不一致。是4．制定对策表序号要因目标对策负责人协助人完成期限检查人1焊工操作不熟练提高焊工操作水平焊接技师现场指导,逐步熟练。魏启燕韩守志5.26前袁木清2层间清理不干净层间焊缝露金属光泽配备工具，层间清理检查合格后进行下一层焊魏启燕韩守志5.27前袁木清3对口间隙偏小,有错边

间隙适量错边量达到规范要求使用外对口器,保证对口间隙赵丹韩守志5.27前袁木清对策表制表刘春霞

5.实施实施一5月27日魏启燕、韩守志现场指导焊工操作，焊工已掌握操作要领。实施二5月26日魏启燕、韩守志向每名焊工发了一台角向磨光机及钢丝刷，作严格的层间清理。实施三5月25日~27日赵丹督促施工班组使用外对口器进行管端对口，保证了适当的对口间隙，控制了错边量。

打磨使用外对口器进行管端对口制表：刘春霞拍片检查结果表按对策表中的对策实施后，从5月28日-5月30日，共焊接焊口5个，拍片50张,合格片47张。6.效果检查日期

拍片数（张)

拍片结果（张）

一次合格数(张)

一次合格率(%)

ⅠⅡⅢⅣ5.281082--101005.29201082-18905.30201181-1995合计5029183-4794

一次合格率94%，达到目标值。

本标段天然气管道安装工程全面铺开后，我们按制定的改进措施进行了天然气管道的焊接工作，从2003年6月-2003年9月.共焊接焊口84个，拍片760张。七.现场应用X射线探伤统计表结论：射线探伤一次合格率98%，

制表：刘春霞日期

拍片数（张)

拍片结果（张）

一次合格数(张)

一次合格率(%)

ⅠⅡⅢⅣ7月138