□□ 土文艷

(山西建設投資集團有限公司，山西 太原 030002)

引言

大直徑聚氨酯保溫管溝槽內(nèi)原位保溫施工工藝主要包括溝槽開挖、損壞保溫層剝離、鋼管防腐、固定支架安裝、外護管安裝及封頭固定、外護管接口熱熔焊接、高壓發(fā)泡機調試注料、保溫回填等[1]，如圖1所示。由于該地段地下水位高，切斷原供熱管線更換新的供熱管道消耗的時間較長且成本很高。擬運用QC方法在大直徑聚氨酯保溫管溝槽內(nèi)原位保溫中采取措施，提升一次驗收合格率，確保施工質量。

圖1 大直徑聚氨酯保溫管溝槽內(nèi)原位保溫施工工藝流程圖

1 工程概況

某國電管網(wǎng)供熱管線工程已損壞保溫層的維修改造工程，管徑為DN1200，鋼管采用螺旋埋弧焊鋼管，材質為Q235B，外保護套為高密度聚乙烯，保溫層為硬質聚氨酯泡沫塑料。采用大直徑供熱管道溝槽內(nèi)原位保溫技術可以節(jié)約更換新供熱管道的材料及施工成本，節(jié)省切割焊接大管道的抽水時間，且不改變原供熱管道預熱后的應力狀態(tài)。經(jīng)建設、設計、監(jiān)理、施工單位討論，最終決定采用現(xiàn)場溝槽內(nèi)原位保溫的施工方法。大直徑聚氨酯保溫管溝槽內(nèi)原位保溫目前國內(nèi)尚無可以參考的成型技術，施工工藝還不太成熟，施工難度較大。

2 問題的提出

首先對造成大直徑聚氨酯保溫管溝槽內(nèi)原位保溫一次驗收合格率低的施工工序進行質量缺陷調查分析，發(fā)現(xiàn)主要存在問題的施工工序為外護管安裝及封頭固定和外護管接口熱熔焊接，調查數(shù)據(jù)見表1。

表1 施工工序對原位保溫一次驗收合格率影響調查表

將統(tǒng)計結果繪制餅分圖如圖2所示。

圖2 餅分圖

根據(jù)施工工序餅分圖可知，A、B施工工序存在質量缺陷占總質量缺陷的76.8%，解決問題的重點應在A、B兩個施工工序。經(jīng)過進一步對大直徑聚氨酯保溫管溝槽內(nèi)原位保溫A、B施工工序的前120 m進行調查，并對影響原位保溫一次驗收合格率的質量缺陷每項隨機抽取90個點進行數(shù)據(jù)分析(5項合計450個點)，統(tǒng)計結果見表2和表3。

表2 現(xiàn)狀質量缺陷調查表

表3 現(xiàn)場質量缺陷統(tǒng)計表

根據(jù)大直徑聚氨酯保溫管溝槽內(nèi)原位保溫的前120 m存在的質量缺陷問題調查統(tǒng)計數(shù)據(jù)，繪制排列圖如圖3所示。

圖3 排列圖

由排列圖可知，質量缺陷問題的主要癥結在于外護管接口焊縫質量缺陷和聚氨酯發(fā)泡密度不足。對A、B施工工序的現(xiàn)狀調查中共隨機抽檢了450個點，缺陷點數(shù)96個，合格點數(shù)354個，檢測合格率為78.7%。

由外護管接口焊縫質量缺陷和聚氨酯發(fā)泡密度不足占A、B施工工序質量缺陷的77.1%，而A、B施工工序質量缺陷占全部施工工序質量缺陷的76.8%。假設主要癥結能解決85%以上，則原位保溫一次驗收合格率可提高10.7%，那么大直徑聚氨酯保溫管溝槽內(nèi)原位保溫一次驗收合格率可提高到89.42%。

3 原因分析

針對現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn)的主要癥結，采用頭腦風暴法， 按照“5M1E”六大因素分析原因，繪制關聯(lián)圖如圖4所示。

圖4 關聯(lián)圖

通過關聯(lián)圖分析共找出11個造成外護管接口焊縫質量缺陷和聚氨酯發(fā)泡密度不足的末端因素，制定了要因確認計劃表，并進行論證分析。

4 要因確認

由關聯(lián)圖共找出11條末端因素，并根據(jù)末端因素逐一進行癥結分析，確認是否為影響外護管接口焊縫質量缺陷、聚氨酯發(fā)泡密度不足的關鍵因素。

4.1 工人未進行崗前技能培訓

經(jīng)查閱班組人員培訓考核資料，發(fā)現(xiàn)30人均參加過崗前培訓，其中6名設備操作工人都有5年以上設備操作經(jīng)驗，并經(jīng)過應知應會、設備操作、質量檢查等方面的專業(yè)知識培訓考核，成績?nèi)亢细?。通過檢查得知，所有工人都經(jīng)過培訓，6名設備操作工人通過專業(yè)培訓考核合格，5名焊接操作工人均可以熟練掌握熱熔焊接操作要領，該因素不是造成外護管接口焊縫質量缺陷的主要原因。確認為非關鍵因素。

4.2 技術交底未落實到工人

查閱了技術交底情況，內(nèi)容詳細完整，可操作性強，30名工人均在交底記錄上簽字。通過考核發(fā)現(xiàn)，30名工人對交底內(nèi)容基本掌握，5名熱熔焊接操作工人均達到優(yōu)良標準，且熟練掌握熱熔焊機的焊接速度。技術交底未落實到工人不是外護管接口焊縫質量缺陷的主要原因。確認為非關鍵因素。

4.3 未建立獎罰制度

查閱項目所有規(guī)章制度，其中包括獎罰制度，獎罰措施明確，完全按照獎罰制度100%執(zhí)行。管理制度完善，施工班組熱情高漲，積極性很高，未建立獎罰制度不是造成外護管接口焊縫質量缺陷和管皮封堵端漏料的主要原因。確認為非關鍵因素。

4.4 焊縫接觸面未清理干凈

如果熱熔連接面未清理干凈，特別是存在油污的情況，熱熔后在兩熔接面局部形成隔離層，使兩連接面不能緊密連接，造成熔接口漏水。按規(guī)定檢查了外護管接口的熱熔連接面的清理情況，并按規(guī)定做好記錄。根據(jù)調查，焊接加熱前，施工人員對每一道外護管接口的熱熔連接面均采用干棉布沾工業(yè)酒精清洗干凈，確認熱熔連接面干凈、干燥、無油才進行熱熔焊接。焊縫接觸面未清理干凈不是造成外護管接口焊縫質量缺陷和聚氨酯發(fā)泡密度不足的主要原因。確認為非關鍵因素。

4.5 外護管加固材料伸縮變形大

根據(jù)調查統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，打包帶伸長率合格率只有68%，需要更換新的符合要求材質的打包帶。外護管加固材料伸縮變形大是造成聚氨酯發(fā)泡密度不足的主要原因。確認為關鍵因素。

4.6 固定打包帶間距過大

根據(jù)調查統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，打包帶間距合格率為100%，符合外護管加固要求。固定打包帶間距過大不是造成聚氨酯發(fā)泡密度不足的主要原因。確認為非關鍵因素。

4.7 外護管封頭結構不合理

根據(jù)調查統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，外護管封頭處密封情況較差，發(fā)泡料滲漏較為嚴重，需要采取措施。經(jīng)現(xiàn)場檢查，外護管封頭結構不合理是造成聚氨酯發(fā)泡密度不足的主要原因。確認為關鍵因素。

4.8 交流電源電壓不穩(wěn)定

安排電工分別對現(xiàn)場8時、10時、12時、14時、16時、18時6個時段電壓進行檢測，并對檢查數(shù)據(jù)整理記錄。根據(jù)調查統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，測量時間段內(nèi)，電壓值100%在合格范圍內(nèi)，交流電源電壓不穩(wěn)定不是影響外護管接口焊縫質量缺陷的主要原因。確認為非關鍵因素。

4.9 測量鋼尺沒有校準

經(jīng)翻閱鋼尺檢測報告，報告在規(guī)定期限內(nèi)年檢合格。根據(jù)調檢測報告可以確定鋼尺測量誤差在規(guī)定范圍內(nèi)，測量鋼尺未校準不是影響外護管接口焊縫質量缺陷的主要原因。確認為非關鍵因素。

4.10 高壓發(fā)泡機參數(shù)設置錯誤

高壓發(fā)泡機操作人員根據(jù)設備操作要求測試了高壓發(fā)泡機的黑白料(聚醚多元醇和多次甲基多苯基多異氰酸酯)投料比例、注料時間等參數(shù)。經(jīng)計算聚乙烯外護管一節(jié)安裝長度為4 m，DN1200鋼管外徑為1 220 mm，高密度聚乙烯外護管直徑為1 370 mm，聚氨酯密度≥60 kg/m3，則注料體積為：π(R2-r2)×L=3.14×[(1.37/2)2-(1 220/2)2]×4=1.22 m3，投料總量為1.22 m3×60 kg/m3=73.2 kg，如每秒投料為5 kg/s則發(fā)泡一節(jié)保溫管需注料73.2 kg/(5 kg/s)=14.64 s，考慮損耗后注料時間設為15 s，黑白料按1∶1配比，則黑料和白料分別需要注料36.6 kg。將高壓發(fā)泡機設置為單獨投一種料，即1∶0和0∶1，則可測出15 s內(nèi)黑料和白料的單獨投料量，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)可以看出，高壓發(fā)泡機投料量在規(guī)定允許范圍，高壓發(fā)泡機故障不是外護管接口焊縫質量缺陷和聚氨酯發(fā)泡密度不足的主要原因。確認為非關鍵因素。

4.11 室外環(huán)境溫度變化影響

從早8:00至晚18:00，每隔2 h測量1次外護管皮表面的溫度，室外環(huán)境溫度變化影響著聚氨酯發(fā)泡料的膨脹率，溫度過高會導致膨脹體積過大而漲裂外護管，根據(jù)現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn)，室外環(huán)境溫度變化影響是外護管接口焊縫質量缺陷的主要原因。確認為關鍵因素。

5 制定對策及對策實施

從11個末端因素確定出3個關鍵因素，針對關鍵因素制定相關的對策，并采取了措施，最后確認是否滿足目標要求。

5.1 針對外護管加固材料伸縮變形大的情況

采取對策及具體措施：更換強度更高的加固材料，通過對更換鐵皮打包帶操作進行技術交底和現(xiàn)場指導，拉緊打包帶后鎖緊固定扣的施工操作，由質量員負責檢查固定好的打包帶是否滿足要求。

實施效果：通過現(xiàn)場測量得知，打包帶更換后由實施前的平均伸長率0.82%降低為0.36%，達到打包帶受力后的伸長率<0.5%的目標。

5.2 針對封頭法蘭結構不合理情況

采取對策及具體措施：廠家定制聚氨酯定型組合模具，對聚氨酯定型組合模具操作進行技術交底和現(xiàn)場指導聚氨酯定型組合模具的安裝施工操作，由質量員負責抽檢和質量驗收工作。

實施效果：對策實施后，封頭與管皮接觸部位漏料情況明顯減少，實施后的外護管封頭滲漏合格率達到97.5%，不再有發(fā)泡料從封頭處溢出，達到封頭處輕微滲漏，滲漏率≤10%的目標要求。

5.3 針對室外環(huán)境溫度變化情況

采取對策及具體措施：為將外護管表面溫度控制在允許范圍，及時調整施工時間，上午為7:00～11:00，下午為15:30～19:00；搭設遮陽棚，避免外護管材在陽光下暴嗮，使外護管表面溫度控制在10～40 ℃。

實施效果：采取對策后外護管表面溫度都在40 ℃以內(nèi)，達到了外護管表面溫度控制在允許范圍內(nèi)的目標要求。

5.4 效果檢查

通過對對策實施后的大直徑聚氨酯保溫管溝槽內(nèi)原位保溫一次驗收合格率進行檢測，一次質量驗收合格率從78%提升到90.8%，達到并超過了90%的預期效果。

6 結語

通過以大直徑聚氨酯保溫管溝槽內(nèi)原位保溫的施工控制，提升了一次驗收合格率，施工人員及時總結施工經(jīng)驗，并以此為依據(jù)編制《大直徑聚氨酯保溫管保溫層原位維修施工工法》，為今后類似的工程施工提供了指導性和操作參考性的資料。