丁德勝

(甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730046)

0 前 言

甘肅中部生態(tài)移民扶貧開發(fā)供水工程?hào)|干渠第十標(biāo)段包括東干一分干渠、東干二分干渠，以及東干二分干二支渠、三支渠、四支渠。標(biāo)段總長(zhǎng)25 319.94 m，其中東干一分干長(zhǎng)10 064.32 m，東干二分干長(zhǎng) 10 793.87 m，東干二分干二支渠長(zhǎng)1 738.37 m，東干二分干三支渠長(zhǎng)1 922.87 m，東干二分干四支渠長(zhǎng)800.49 m。本標(biāo)段主要建筑物為泵站、壓力管道、自流管道、矩形暗渠、倒虹吸、渡槽、節(jié)制分水閘、退水閘、直斗分水閘、退水渠、排洪涵等。在壓力管道安裝中，提高焊縫驗(yàn)收合格率，加強(qiáng)管理，提高安裝效率，在節(jié)約一定資源的同時(shí)，也能提高安裝的生產(chǎn)效益。因此，在壓力管道安裝過程中，應(yīng)當(dāng)注重焊縫的成品問題，提高管理效率，優(yōu)化焊接技術(shù)[1-4]。

1 壓力管道安裝過程中生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 存在問題

為了確保壓力管道焊接質(zhì)量，提高壓力管道焊縫一次驗(yàn)收合格率，結(jié)合本工程實(shí)際，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊接的83道焊縫進(jìn)行自檢驗(yàn)收，其中合格70道，不合格13道，合格率為84.3%。經(jīng)檢查分析，針對(duì)自檢出現(xiàn)的情況，進(jìn)行整理，找出了影響管道焊縫不合格的4個(gè)主要因素：①焊縫有氣孔；②焊縫有夾渣；③焊縫有裂紋；④焊縫對(duì)接錯(cuò)邊。

調(diào)查得知，焊縫存在氣孔發(fā)生頻率較高，合計(jì)占61.5%，所以歸總為焊縫氣孔是影響壓力管道焊接施工質(zhì)量情況的主要問題。

1.2 可行性計(jì)算

由調(diào)查表可知，焊縫存在氣孔這項(xiàng)癥結(jié)占到了焊接一次合格率不達(dá)標(biāo)的61.5%，如果解決掉80%，則總的焊接一次合格率將達(dá)到92.0%。

計(jì)算步驟如下：84.3%+(1-84.3%)×61.5%×80%=92.0%(注：現(xiàn)狀值+(1-現(xiàn)狀值)×氣孔所占不合格項(xiàng)目的百分比率×能夠解決的比率=活動(dòng)后焊縫一次合格率)。

1.3 原因分析

針對(duì)壓力管道焊接一次合格率低的現(xiàn)狀，根據(jù)以往管道焊接經(jīng)驗(yàn)，利用“頭腦風(fēng)暴法”[5]對(duì)焊接過程中產(chǎn)生氣孔的影響因素進(jìn)行了分析、討論，將分析的原因按照人員、設(shè)備、材料、方法、環(huán)境五個(gè)方面進(jìn)行歸納 并繪制出因果如圖1。

圖1 影響產(chǎn)生氣孔主要因素歸納圖

1.4 確定主要原因

要因確認(rèn)一：技術(shù)交底不到位；確認(rèn)方法：調(diào)查有無技術(shù)交底以及交底情況，責(zé)任到人。標(biāo)準(zhǔn)：有技術(shù)交底記錄并簽字確認(rèn)，覆蓋率100%。確認(rèn)過程：調(diào)查前期施工之前是否對(duì)壓力管道焊工[6]進(jìn)行技術(shù)交底。通過確認(rèn)可知，項(xiàng)目部已按項(xiàng)目部管理制度要求對(duì)施工人員進(jìn)行了技術(shù)交底，覆蓋率達(dá)100%。結(jié)論：技術(shù)交底不到位不是要因。

要因確認(rèn)二：缺乏班前培訓(xùn)；確認(rèn)方法：檢查工人接受班前培訓(xùn)的情況。標(biāo)準(zhǔn)：受訓(xùn)人員的效果評(píng)價(jià)達(dá)到合格，考核成績(jī)優(yōu)良(大于等于80分)。確認(rèn)過程：調(diào)查前期施工之前是否對(duì)壓力管道焊接工人進(jìn)行班前培訓(xùn)并檢查培訓(xùn)結(jié)果。從以上確認(rèn)結(jié)果可知，項(xiàng)目部已按項(xiàng)目部管理制度要求對(duì)施工人員進(jìn)行了班前培訓(xùn)，考核成績(jī)合格率達(dá)100%。結(jié)論：缺乏班前培訓(xùn)不是要因。

要因確認(rèn)三：焊把線接頭多；確認(rèn)方法：檢查現(xiàn)場(chǎng)焊把線接頭情況。標(biāo)準(zhǔn)：焊縫完成后移動(dòng)設(shè)備，禁止加長(zhǎng)焊接線。確認(rèn)過程：檢查現(xiàn)場(chǎng)焊機(jī)接線情況，現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格執(zhí)行“一縫一動(dòng)”的焊接標(biāo)準(zhǔn)，未私自加長(zhǎng)焊接線。經(jīng)了解，焊把線接頭多會(huì)使施工電流不穩(wěn)定，影響焊接質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)檢查，焊管作業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行焊接標(biāo)準(zhǔn)，未出現(xiàn)私自加長(zhǎng)焊接線現(xiàn)象。結(jié)論：焊把線接頭多不是要因。

要因確認(rèn)四：沒有定期檢查施工焊機(jī)；確認(rèn)方法：檢查電焊機(jī)的維修保養(yǎng)記錄。標(biāo)準(zhǔn)：每班開始作業(yè)前先行檢查施工焊機(jī)(每天2次)，并做好相關(guān)記錄。確認(rèn)過程：現(xiàn)場(chǎng)參與管道安裝班組班組儀器檢查過程，并隨機(jī)抽查檢查記錄。確認(rèn)結(jié)果可知，現(xiàn)場(chǎng)已按項(xiàng)目部管理制度要求，做到施工前檢查施工設(shè)備，并做好相關(guān)記錄，確保壓力管道的焊接施工質(zhì)量[7]。結(jié)論：沒有定期檢查施工焊機(jī)不是要因。

要因確認(rèn)五：焊接速度不當(dāng)；確認(rèn)方法：調(diào)查、分析焊接速度對(duì)氣孔產(chǎn)生的影響。標(biāo)準(zhǔn)：需要掌握適宜的焊接速度。確認(rèn)過程：經(jīng)調(diào)查，從焊透及焊縫[8]良好成形來考慮，電弧中斷的時(shí)間越短越好，這就要求焊工以較快的速度來更換焊條。當(dāng)焊縫溫度已冷卻再繼續(xù)時(shí)，應(yīng)清熔渣后，用長(zhǎng)弧焊烤1～2 s后再繼續(xù)焊接。在焊道的不同區(qū)段，須采用相匹配的焊接電壓與焊接速度值。抽檢當(dāng)天不同焊工完成的十道焊口，檢測(cè)合格，說明作業(yè)焊工掌握適宜焊接速度。從以上確認(rèn)結(jié)果可知，作業(yè)焊工掌握了適宜焊接速度，當(dāng)天抽檢合格率達(dá)100%。結(jié)論：焊接速度不當(dāng)不是要因。

要因確認(rèn)六：管口對(duì)接不平；確認(rèn)方法：現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)管材對(duì)接后的對(duì)齊情況。標(biāo)準(zhǔn)：管材兩端的錯(cuò)位量不能超過壁厚的10%。確認(rèn)過程：實(shí)測(cè)不合格焊縫處管口對(duì)齊情況，確認(rèn)結(jié)果可知，存在管口對(duì)接錯(cuò)位量超過標(biāo)準(zhǔn)值。結(jié)論：管口對(duì)接不平是要因。

要因確認(rèn)七：焊口不打磨；確認(rèn)方法：現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)管材組對(duì)后的打磨情況。標(biāo)準(zhǔn)：組對(duì)前必須打磨坡口及兩側(cè)20 mm范圍內(nèi)油污、鐵銹等，直至露出金屬光澤。確認(rèn)過程：檢查現(xiàn)場(chǎng)完成焊縫打磨情況，經(jīng)查，管道吊裝時(shí)造成的坡口損傷均已做打磨處理，坡口形狀規(guī)則，露出金屬光澤。確認(rèn)結(jié)果可知，管道坡口全部打磨處理，坡口形狀規(guī)則、無油污鐵銹現(xiàn)象。結(jié)論：焊口不打磨不是要因。

要因確認(rèn)八：保溫箱保溫桶缺失；確認(rèn)方法：現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查記錄，統(tǒng)計(jì)配備情況。標(biāo)準(zhǔn)：保溫箱保溫桶需保證作業(yè)焊工人手一個(gè)。確認(rèn)過程：經(jīng)查，班組沒有配備保溫箱，焊工沒有保溫筒，焊條未經(jīng)烘干，水分高溫分解產(chǎn)生氫氣是造成氣孔的原因之一。調(diào)查管道安裝作業(yè)人員保溫設(shè)備配備情況。調(diào)查結(jié)果可知，對(duì)作業(yè)人員丟失的保溫設(shè)備未能及時(shí)補(bǔ)充，同時(shí)部分焊接人員存在省事不攜帶的僥幸心理，保溫設(shè)備持有作業(yè)率未能達(dá)到100%。結(jié)論：保溫箱保溫桶缺失是要因。

要因確認(rèn)九：工作坑不滿足施工要求；確認(rèn)方法：現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查工作坑留置現(xiàn)狀。標(biāo)準(zhǔn)：工作坑尺寸與位置需與焊縫對(duì)稱，排凈積水。確認(rèn)過程：現(xiàn)場(chǎng)查看施工之前所挖工作坑是否滿足管道焊接標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)查，工作坑留置的尺寸及位置與焊縫位置對(duì)稱，施焊前實(shí)測(cè)實(shí)量，工作坑及時(shí)抽水，未造成焊工無法施焊或中途斷焊現(xiàn)象。結(jié)論：工作坑不滿足施工要求不是要因。

要因確認(rèn)十：風(fēng)速大；確認(rèn)方法：實(shí)驗(yàn)測(cè)定風(fēng)速對(duì)焊縫質(zhì)量情況的影響。標(biāo)準(zhǔn)：風(fēng)速達(dá)到6 m/s未采取防風(fēng)措施禁止作業(yè)。確認(rèn)過程：針對(duì)焊接缺陷中氣孔所占比例較大，根據(jù)焊接經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境因素，在臨界風(fēng)速下，對(duì)末端因素風(fēng)速大進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)風(fēng)速>11 m/s 時(shí)，氣孔數(shù)量增加較大；當(dāng)風(fēng)速>14 m/s 時(shí)，氣孔數(shù)量急劇攀升(如表1所示)。結(jié)論：風(fēng)速大是要因。

表1 風(fēng)速對(duì)焊縫產(chǎn)生氣孔影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

2 提高壓力管道焊縫一次驗(yàn)收合格率對(duì)策及措施

針對(duì)以上影響焊縫成型質(zhì)量3個(gè)主要原因，提出對(duì)策方案，并對(duì)各方案對(duì)策進(jìn)行可行性分析評(píng)價(jià)，確定相應(yīng)的對(duì)策，設(shè)置實(shí)施對(duì)策目標(biāo)，最后制定了對(duì)策實(shí)施。

2.1 對(duì)策實(shí)施一

要因一：管口對(duì)接不平；實(shí)施對(duì)策：對(duì)管材錯(cuò)邊管口重新對(duì)接。預(yù)期目標(biāo)：管材兩端的錯(cuò)位量不超過壁厚的10%。采取措施：①全面檢查已對(duì)管口錯(cuò)邊情況，錯(cuò)邊管口重新對(duì)接；②根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查的錯(cuò)邊情況對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底；③安排專人跟蹤對(duì)管情況。實(shí)施過程：項(xiàng)目部對(duì)此由焊接輔助班組單獨(dú)組織3名工人從事錯(cuò)邊管口重新對(duì)接，確保每個(gè)管口錯(cuò)位量不超過壁厚的10%。同時(shí)跟進(jìn)檢測(cè)后續(xù)對(duì)管情況，杜絕10%壁厚錯(cuò)邊量再次發(fā)生。對(duì)策實(shí)施效果檢查：對(duì)策實(shí)施過程中，對(duì)后續(xù)對(duì)接的60道管口統(tǒng)計(jì)分析，全部符合對(duì)接標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)論：對(duì)策實(shí)施后，徹底解決了對(duì)接管口錯(cuò)位量超過10%壁厚現(xiàn)象。效果評(píng)價(jià)：對(duì)策達(dá)到預(yù)期效果。

2.2 對(duì)策實(shí)施二

要因二：保溫箱保溫桶缺失。實(shí)施對(duì)策：補(bǔ)夠配齊保溫桶保溫箱。預(yù)期目標(biāo)：焊接實(shí)現(xiàn)保溫設(shè)備100%配備，100%攜帶作業(yè)。采取措施：①定期檢查保溫設(shè)備存量，若有缺失盡快補(bǔ)齊；②針對(duì)保溫設(shè)備重要性對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行交底；③安排專人檢查保溫設(shè)備攜帶情況。實(shí)施過程：項(xiàng)目部針對(duì)管道焊接班組當(dāng)下存在的問題進(jìn)行了技術(shù)交底，會(huì)上著重強(qiáng)調(diào)了使用受潮焊條作業(yè)的危害性以及攜帶保溫設(shè)備作業(yè)的重要性，對(duì)上次檢查中不帶保溫設(shè)備的焊工進(jìn)行批評(píng)教育，會(huì)后盤點(diǎn)了現(xiàn)有庫(kù)存，對(duì)遺失損壞的保溫設(shè)備做了補(bǔ)充計(jì)劃。對(duì)策實(shí)施效果檢查：對(duì)策實(shí)施后，針對(duì)保溫設(shè)備攜帶情況進(jìn)行抽查方式檢查，保溫設(shè)備滿足施工要求(保溫箱每組一個(gè)，保溫桶每人一個(gè))。結(jié)論：保溫設(shè)備缺失對(duì)焊縫質(zhì)量造成的影響基本解決，同時(shí)要求班組定期檢查保溫設(shè)備運(yùn)行情況，對(duì)失效老化的設(shè)備及時(shí)維修更換。效果評(píng)價(jià)：對(duì)策達(dá)到預(yù)期效果。

2.3 對(duì)策實(shí)施三

要因三：風(fēng)速大。實(shí)施對(duì)策：管道作業(yè)設(shè)置防風(fēng)或停工措施。預(yù)期目標(biāo)：減少因風(fēng)速引起的氣孔。采取措施：①焊接作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置防風(fēng)棚；②根據(jù)風(fēng)速對(duì)氣孔影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底；③安排專人檢測(cè)天氣，風(fēng)速大于6 m/s設(shè)置防風(fēng)措施或停工。實(shí)施過程：根據(jù)“風(fēng)速對(duì)焊縫質(zhì)量情況的影響”實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，結(jié)合項(xiàng)目部所處地區(qū)不時(shí)有大風(fēng)、揚(yáng)塵的天氣現(xiàn)狀，認(rèn)為風(fēng)速在6～10 m/s時(shí)可搭設(shè)防風(fēng)棚進(jìn)行作業(yè)，風(fēng)速大于10 m/s時(shí)需嚴(yán)禁作業(yè)以實(shí)現(xiàn)減少因風(fēng)速引起的氣孔這一目標(biāo)。對(duì)策實(shí)施效果檢查：對(duì)策實(shí)施過程中，對(duì)風(fēng)速大于6 m/s現(xiàn)場(chǎng)施工情況統(tǒng)計(jì)調(diào)查，施工現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)風(fēng)速大于等于6 m/s時(shí)做了100%采取防風(fēng)，當(dāng)風(fēng)速大于等于8 m/s時(shí)停工。結(jié)論：經(jīng)查，風(fēng)速大于6 m/s時(shí)做到了100%采取防風(fēng)或停工措施，有效控制了風(fēng)速對(duì)焊縫質(zhì)量影響這一要因。效果評(píng)價(jià)：對(duì)策達(dá)到預(yù)期效果。

3 提高壓力管道焊縫一次驗(yàn)收合格率效果檢查

3.1 實(shí)施效果

完成了課題確定的全部對(duì)策措施，每項(xiàng)措施均達(dá)到了對(duì)策制定時(shí)的預(yù)期效果后，對(duì)對(duì)策實(shí)施后焊接的87道管口進(jìn)行驗(yàn)收，其中合格焊縫84道，不合格焊縫3道，合格率達(dá)到96.6%，圓滿完成了活動(dòng)初期設(shè)定的目標(biāo)。經(jīng)過檢查，活動(dòng)后壓力管道焊縫一次驗(yàn)收合格率滿足要求標(biāo)準(zhǔn)，缺陷要因得到了明顯的改善，完成了預(yù)期目標(biāo)。

3.2 效益檢查

通過提高壓力管道一次驗(yàn)收合格率，自2019年9月至2020年11月累計(jì)減少因可能由焊縫產(chǎn)生氣孔缺陷而發(fā)生的

返工36次，綜合計(jì)算二次檢測(cè)拍片費(fèi)用，返修人工費(fèi)用，設(shè)備及材料費(fèi)總計(jì)約22萬元，扣除活動(dòng)費(fèi)用(約5 000元)后節(jié)約成本約21.5萬元。隨著日后施工的推進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益將越加顯著。

4 制定鞏固措施

1)對(duì)本次活動(dòng)中實(shí)施的有效方法和措施，按規(guī)定審批編制了《壓力管道焊接作業(yè)指導(dǎo)書》，在以后的實(shí)際施工中對(duì)照實(shí)施。

2)繼續(xù)加強(qiáng)班組培訓(xùn)力度，并且營(yíng)造個(gè)人自學(xué)氣氛，努力提高個(gè)人的專業(yè)技術(shù)技能。

3)加強(qiáng)思想教育，培養(yǎng)職工主人翁的意識(shí)，發(fā)揚(yáng)不怕苦，不怕累的精神。

4)安排人員跟進(jìn)檢測(cè)后續(xù)驗(yàn)收檢測(cè)情況，確保各項(xiàng)措施嚴(yán)格執(zhí)行。

5 結(jié)束語

綜上所述，通過提高壓力管道焊縫一次驗(yàn)收合格率，能夠達(dá)到良好的驗(yàn)收效果，增強(qiáng)壓力管道安裝的生產(chǎn)能力。在節(jié)約資源的同時(shí)，也能減少整體成本的投入，增加合格率產(chǎn)量，推動(dòng)焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)效益的最大化。

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