大慶油田昆侖集團有限公司管業(yè)分公司 復合管QC小組

（黑龍江 大慶 163311）

1 小組概況

小組概況見表1。

2 選題理由

鋼骨架塑料復合管道的連接方式主要有電熔連接和法蘭連接2種（圖1），其中電熔連接是一種重要的連接方式，是將管材插入電熔套筒 （以下簡稱“電熔”）內(nèi)通電焊接，焊接質(zhì)量直接影響管道的施工質(zhì)量。

表1 小組概況

根據(jù)管業(yè)公司文件慶油昆集管業(yè)發(fā)[2010]2號《關(guān)于印發(fā)大慶油田昆侖集團有限公司管業(yè)分公司1月份綜合計劃的通知》要求，復合管電熔焊接合格率達到99.9%，據(jù)統(tǒng)計2009年3～11月電熔焊接合格率為99.67%，統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

表2 2009年3～11月復合管電熔焊接合格率統(tǒng)計表

為了達到公司要求，小組經(jīng)過研究決定選擇《提高復合管電熔焊接合格率》作為本次小組活動課題。

3 設定目標

本次活動的目標：將復合管電熔焊接合格率提高到99.9%。

4 目標值的可行性分析

施工中電熔焊接不合格情況有外壁冒料、內(nèi)壁冒料及外表面塌陷3種情況（圖2），內(nèi)壁冒料嚴重時會導致管材內(nèi)徑縮小，管道流動阻力增大，壓力差提高，影響介質(zhì)的輸送能力。

對2009年3～11月復合管電熔焊接不合格情況進行調(diào)查并進行分項統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果見表3。

從表3中可以看出，內(nèi)壁冒料數(shù)量占電熔焊接不合格總數(shù)的71.4%。因此，可以判定造成電熔焊接合格率不達標的癥結(jié)問題是內(nèi)壁冒料。根據(jù)公式測算，如果解決了內(nèi)壁冒料這個癥結(jié)問題，電熔焊接合格率能達到的99.91%，達到公司要求。

測算依據(jù)：99.67%+(1-99.67%)×71.4%=99.91%＞99.9%。

結(jié)論：通過目標值的可行性分析，復合管電熔焊接合格率達到99.9%這個目標是可行的。

5 原因分析

小組成員針對內(nèi)壁冒料這個癥結(jié)問題集思廣益，利用因果圖進行分析，找出造成內(nèi)壁冒料的7條末端因素（圖3）。

表3 2009年3～11月復合管電熔焊接不合格情況統(tǒng)計表

6 確定主要原因

為找出內(nèi)壁冒料的主要原因，小組成員針對圖3因果圖中的7條末端因素逐一進行分析、確認，要因確認表見表4。

經(jīng)小組全體成員確認，造成電熔焊接內(nèi)壁冒料的主要因素是電熔繞線方式不合理。

7 制定對策

在要因確定的基礎上，小組成員針對要因逐條進行分析，運用頭腦風暴法制訂了多條對策，經(jīng)過對方案進行優(yōu)選，以容易實施、進度最快、效果最明顯、實施風險最小為原則，最后優(yōu)選出的對策如表5所示。

表4 要因確認表

續(xù)表4

表5 對策表

8 對策實施

電熔生產(chǎn)工藝流程如圖4所示。

2010年5月4日小組成員針對電熔繞線方式不合理這個要因，進行對策實施，主要對策是采用跳接繞線方式，但電熔線跳接后會發(fā)生擠線現(xiàn)象 （圖5），原因是電熔芯套斜度較大，注入熔料時沖動電熔線，使得電熔線排列不均,造成擠壓搭接現(xiàn)象。因此,研究了一種可行的跳線方案，既能保證產(chǎn)品質(zhì)量，又能達到內(nèi)壁無冒料，產(chǎn)品簡稱跳線電熔。小組成員針對跳線電熔進行方案實施。

8.1 對策實施1

8.1.1 電熔芯套改進，表面滾花、分布凸臺

為避免跳線電熔產(chǎn)品成型時電熔線發(fā)生擠線現(xiàn)象，將電熔芯套表面進行滾花，且在跳線起始、終止位置徑向各分布5個凸臺（直徑3.0mm、高0.6mm），跳線電熔芯套示意圖如圖6所示。

芯套表面滾花可提高其粗糙度，增大電熔線與芯套表面之間的摩擦力，防止擠線；芯套表面凸臺意為阻擋電熔線，完成電熔線跳接，同時也防止了擠線現(xiàn)象發(fā)生。設計完成后，2010年5月23日完成了電熔芯套加工試制（圖7）。

8.1.2 電熔線跳接

電熔芯套經(jīng)過滾花、凸臺處理后，2010年5月25日小組成員制定了繞線方案。

（1）將芯套組件安裝在繞線機芯套架上，將接線柱插入芯套端部的接線柱孔內(nèi)，按繞線機開機順序開始繞線，繞線要緊密均勻，繞線至緊貼芯套上的小凸臺一側(cè)，準備跳線時停止繞線，進行焊線，防止電熔線串動，焊線后將檔位掛到左檔，導線柱移動，手動將電熔線跳至另一側(cè)凸臺外側(cè)，電熔線布滿芯套后停機，用螺旋千斤頂頂緊線端，防止松動，再用鉗子將接線柱與電熔包塑線接緊，并插入芯套另一端部接線柱孔內(nèi)。

（2）對跳線電熔進行焊線時，兩側(cè)小凸臺處電熔線應加焊，加焊數(shù)量依照具體規(guī)格而定，表面焊線推薦如圖8方式進行。

繞線機繞線及焊線過程如圖9所示。

實施前后電熔線繞線方式對比如圖10所示。

8.1.3 生產(chǎn)跳線電熔(圖11)

對策實施前后電熔內(nèi)壁繞線情況對比如圖12所示。

對策實施后跳線電熔中心位置通過跳線出現(xiàn)一處無電熔線冷料區(qū)，電熔焊接時通過冷料區(qū)將實施前的連續(xù)熔池分隔成2個獨立的熔池，避免了內(nèi)壁冒料現(xiàn)象的發(fā)生。

8.2 對策實施2：實驗室理化實驗

（1）2010年6月2日對策實施后重新調(diào)整了跳線電熔焊接工藝，并生產(chǎn)了9種規(guī)格跳線電熔試驗件，按照調(diào)整后焊接工藝分別用THE-12C、HTDC-8B、HTDC-8 3種型號焊機進行焊接試驗。9種規(guī)格試驗件焊接后達到內(nèi)壁無冒料，焊接合格率為100%。

（2）焊接檢測后又對每個焊接試驗件進行耐壓實驗，目的是為了檢測實施前后電熔在耐壓試驗方面是否有所不同。結(jié)果9個試驗件廠內(nèi)耐壓試驗合格率100%。焊接及耐壓試驗情況如圖13所示。

（3）電熔繞線方式的改變，不會影響產(chǎn)品質(zhì)量。2010年6月20日，將跳線電熔進行送檢，產(chǎn)品檢驗合格。

8.3 對策實施3：施工現(xiàn)場焊接實驗

因施工產(chǎn)品規(guī)格有限，2010年6月23～28日，小組成員針對6種規(guī)格跳線電熔產(chǎn)品分別到5個工地進行現(xiàn)場焊接試驗，焊接試驗結(jié)果達到了內(nèi)壁冒無冒料。

對策實施前后電熔焊接質(zhì)量對比如圖14所示。

9 效果驗證及效益分析

9.1 效果驗證

對策實施后，2010年7月份進行了跳線電熔的批量生產(chǎn)，并應用到施工中，2010年11月底對跳線電熔焊接合格率進行統(tǒng)計，見表6。

表6 2010年（7～11月）跳線電熔焊接合格率統(tǒng)計表

從表6中可以看出，使用新工藝生產(chǎn)的跳線電熔焊接內(nèi)壁冒料數(shù)量為0，同時復合管電熔焊接合格率達到99.97%，完成了目標值(圖15)。

9.2 計算效益

（1）經(jīng)濟效益。2009年3～11月復合管電熔焊接內(nèi)壁冒料搶修經(jīng)濟損失統(tǒng)計結(jié)果見表7。

通過項目實施，9種規(guī)格跳線電熔可以節(jié)約電熔線如表8所示。

表7 2009年3～11月復合管電熔焊接內(nèi)壁冒料經(jīng)濟損失統(tǒng)計表

表8 跳線電熔節(jié)約電熔線明細

9種電熔模具滾花及凸臺改造費用為200×9= 1 800元，直接創(chuàng)效合計：81 370.8+7 757.64-1 800= 87 328.44元。

（2）社會效益。通過課題的實施，達到了電熔焊接內(nèi)壁無冒料；解決了內(nèi)壁冒料引起的管道流動阻力增大、壓力差提高、影響介質(zhì)輸送的問題；提高了焊接質(zhì)量及管道施工質(zhì)量；避免了因電熔焊接質(zhì)量與甲方協(xié)調(diào)溝通的環(huán)節(jié)。

10 制定鞏固措施

（1）完善并下發(fā)DQG/JS-14《鋼骨架塑料復合管件生產(chǎn)工藝規(guī)程》，調(diào)整4.1.4、4.1.5電熔產(chǎn)品繞線、焊線部分；完善并下發(fā)DQG/JS-19《鋼骨架塑料復合管焊接技術(shù)要求》，調(diào)整跳線電熔焊接工藝參數(shù)部分。

（2）將跳線電熔生產(chǎn)情況跟蹤到2011年4月 30日，跳線電熔在 DN100、DN500、DN350、DN200 4種規(guī)格中應用，節(jié)約電熔線的同時，已施工的跳線電熔無一處焊接內(nèi)壁冒料。

11 總結(jié)及下一步打算

（1）這次QC小組活動嚴格按照科學的PDCA程序進行，完成了本次QC活動目標，取得了一定的社會效益和經(jīng)濟效益。通過此次活動，施工人員的焊接質(zhì)量意識得到明顯提高。此次活動使小組成員積累了豐富的現(xiàn)場工作經(jīng)驗，各方面素質(zhì)得到了有效提升。

（2）施工中發(fā)現(xiàn)管材手工封口存在一些不足之處，QC小組準備將 《提高手工封口一次合格率》作為下一次活動課題。