4.降低锅炉管屏拼缝焊接变形率.docx

降低锅炉管屏拼缝焊接变形率申报时间：2023年3月15日一、工程概况1二、QC小组概况1三、选择课题1四、现状调查2五、设定目标3六、原因分析4七、要因确认6八、制定对策10九、对策实施11十、效果检查14H-一、制定巩固措施16十二、总结及下一步打算16一、工程概况本工程为*O锅炉受热面管屏包括水冷壁、包墙过热器、旋风分离器、水冷屏和末级过热器。锅炉受热面单件出厂时尺寸一般为2.5*1Om左右，安装现场根据实际情况对数个单件管排进行组合，组合件一般在地面进行密封件焊接，密封焊接主要是管屏拼缝、鳍片割缝、回填块的密封等。水冷壁、包墙过热器、旋风分离器鳍片材质为20钢,末级过热器鳍片材质为12CrlMoV,属锅炉常用钢材，焊接工艺成熟，可焊性良好，单台锅炉拼缝总长约7500m,板厚为6mm.水冷壁管径为651*6,末级过热器管径为42*7,管径小，排列密度较大，密封焊要求双面焊接，焊缝数量多，管屏密封焊缝焊接变形较难控制；包墙过热器、旋风分离器管屏管子间隔较大，排列密度较小，管屏拼缝焊接变形也较难控制。管屏焊接变形控制不好，一方面影响到结构的尺寸精度和外观，影响下道工序的装配和焊接，另一方面降低了管屏的强度和刚度，降低了结构的承载能力。因此，项目部成立QC小组，开展“降低锅炉管屏拼缝焊接变形率”活动。二、QC小组概况表1：小组简介表小组名称*QC小组小组成立时间2020年03月05日小组注册号DRAZ05-2020课题名称降低锅炉管屏拼缝焊接变形率课题类型问题解决型课题编号DRQC-03-2022课题注册时间2022年07月01日活动时间2022年07月10日一2022年10月20日活动次数10次QC小组出勤率100%小组成员简介序号姓名性别年龄学历职务组内职务TQC培训时间1*男32本科项目总工组长60h2*男45中专质检员组员60h3*男26专科焊接专工组员60h4*男26专科锅炉专工组员60h5*男31专科锅炉专工组员60h6*男36专科工艺专工组员60h7*男33专科电仪专工组员60h8*男31中专焊接班长组员50h制表人：*日期：2022年07月10日三、选择课题1、合同要求：安装工程应达到或超过优质工程各项指标；锅炉运行10万小时不因安装原因发生爆管事故。2、项目目标：验收合格率100%;创建公司优质工程、泰山杯。3、工程现状：1#锅炉水冷壁、末级过热器管屏在拼缝焊接时不同程度的出现焊接变形，影响刚性梁安装及后续整体炉膛的组合质量，浪费时间进行校正，影响工程质量和公司形象。4、质量隐患：管屏焊接变形，影响组合件尺寸精度、平整度，加大安装难度，降低承载能力，不利于锅炉的安全稳定运行。基于以上理由，小组成员确定了本次小组活动的课题：降低锅炉管屏拼缝焊接变形率。图1：管屏弯曲变形图2：管屏失稳波浪变形、收缩变形四、现状调查小组针对锅炉管屏密封焊接施工质量情况，根据相关规范制度，对施工完的1#锅炉管屏拼缝的焊接变形情况进行了调查分析，收集相关信息后，组织小组成员召开专项研讨会，对1#锅炉管屏拼缝焊接变形进行了调查分析，见表二。表2：锅炉管屏拼缝密封焊接变形调查表序号调查内容检查数存在焊接变形数焊接变形出现率1水冷壁拼缝80810%2包墙过热器拼缝2015%3旋风分离器拼缝3525.7%4末级过热器拼缝50612%5合计185179.1%制表人：*审核人：*制表时间：2022年07月10日小组成员对发生的17处焊接变形进行了分析，见表三。表3：锅炉管屏拼缝密封焊接变形类型分析表序号缺陷类型频数（处）频率累计频率1弯曲变形（面外变形）847%47%2失稳波浪变形（面外变形）635.3%82.4%3收缩变形（面内变形）15.9%88.3%4角变形（面外变形）15.9%94.2%5其他变形15.9%100%6合计17100%制表时间：2022年07月10日制表人：*审核人：*图3：锅炉管屏拼缝焊接变形类型排列图制图人：*时间：2022年07月15日由调查表及排列图可以看出，影响锅炉管屏拼缝焊接变形的主要问题是“弯曲变形与失稳波浪变形”。因此QC小组以这两个问题作为重点攻关的对象。五、设定目标1、活动目标：根据1#炉管屏拼缝焊接变形的出现率9.1%,经过小组研讨定下目标，设定降低锅炉管屏拼缝密封焊接变形率4%°2、可行性分析：(1)影响锅炉管屏拼缝密封焊接变形的主要问题是弯曲变形与失稳波浪变形，小组讨论分析，认为解决弯曲变形与失稳波浪变形的问题能达到80%的效果，那么2#、3#锅炉管屏拼缝焊接变形出现率可达到9.1%×(1-82.4%X0.8)=3.1%,理论计算是可行的。(2)QC小组成员积极性高，有较强的理论水平、丰富的施工管理经验，熟悉规范及行业要求；工人有丰富的施工经验，且技术全面。(3)公司主要从事电力建设工程施工，多次获得“安装之星”奖，拥有多位机电安装方面的专家，在活动开展过程中提供切实有效的指导意见。综合上述情况，我们决定将目标值设定为：降低锅炉管屏拼缝密封焊接变形率W4机图4：现状值与目标值对比图制图人:*时间：2022年07月15日六、原因分析小组成员集思广益，畅所欲言，利用“头脑风暴法”，找出引起锅炉管屏拼缝焊接变形的所有因素,得出如下鱼刺图图5：锅炉管屏拼缝焊接变形因果分析图管屏拼缝焊接变形制图人：*时间：2022年07月25日七、要因确认从上面的因果分析图中，共得出了13个末端原因，制定了以下要因确认计划表。表4：要因确认计划表序号末端原因确认内容确认方法负责人完成日期1技术质量培训不到位对工人培训学习情况进行检查、查看交底内容及交底人员名单是否齐全。调查分析*2022.07.252施工人员质量意识淡薄检查施工人员是否熟悉相关质量标准，检查项目部质量奖罚制度是否实施奖励及处罚。调查分析*2022.07.253施工人员技能不足查看施工人员资格证件，对工人进行操作技能考核，查看是否能胜任工作。现场测试*2022.07.224组合平台平整度不足使用水准仪对组合平台抽查10个位置，查看平整度是否符合标准。现场测试*2022.07.225割嘴型号选用不当抽查割缝间隙，间隙应在13mm之间，在便于操作的地方采用等离子方法切割。调查分析*2022.07.256管屏本身变形未矫正查设备检查记录，抽查管屏平整度，是否符合标准。现场测试*2022.07.307焊接材料不符合标准要求查焊材质量证明文件及验收、烘干、保管和发放记录是否齐全。调查分析*2022.07.228鳍片割缝过长，割缝质量差现场抽查切割拼缝，确认割缝单道长度不大于Imo调查分析*2022.07.309未严格按焊接工艺规程施焊，焊接参数选用不当1、确认焊条直径选用是否合适，用于管屏拼缝焊接的焊条直径为2.5mm和3.2mm；2、检查焊接参数选用是否正确，手工电弧焊电流范围：2.5mm,5070A,3.2mm,80120A,使用钳形表进行实测。现场测试*2022.08.0110密封焊接顺序不合理确认拼缝焊接顺序是否合理，是否执行。现场测试*2022.08.0111管屏未采取有效刚性加固确认采用加固方式是否有效。现场测试*2022.08.0112作业空间不足检查作业空间是否满足施焊要求。调查分析*2022.07.2513测量数据不准确检查测量方法是否正确，检测设备是否校准合格。调查分析*2022.07.25制表人：*审核人：*制表日期：2022年08月01日1、要因确认一：末端因素：技术质量培训不到位标准：焊工上岗前应100%进行安全技术交底检查落实：检查技术交底记录，查看人员签字记录，锅炉班组所有焊工均参加安全技术交底。结论：非要因图6：技术交底记录2、要因确认二：末端因素：施工人员质量意识淡薄标准：熟悉施工内容相关标准要求，知道项目部质量奖罚制度，明确人员责任制；严格执行公司质量隐患排查制度，消除质量隐患。检查落实：询问施工人员相关施工要求，检查项目部质量奖罚制度落实情况，检查质量隐患排查任务执行情况，均符合要求。结论：非要因图7：项目部质量奖罚实施细则图8：质量隐患排查统计表3、要因确认三：末端因素：施工人员技能不足标准：焊工持证上岗，进行岗前培训考试，合格后方可进行作业。检查落实：检查焊工证件，允许作业项目满足施工要求；检查焊工考试记录，所有焊工均参加考试，成绩合格。结论：非要因图10：焊工考试记录4、要因确认四：末端因素：组合平台平整度不足标准：组合平台平整度偏差在±2mm检查落实：使用水准仪对组合平台抽查10个位置，平整度均在±2mm内，符合标准。结论：非要因5、要因确认五：末端因素：割嘴型号选用不当标准：切割后拼缝间隙应在13mm之间检查落实：现场抽查切割后的拼缝，间隙均在13mm之间，在便于操作的地方采用等离子方法切割，符合标准。结论：非要因6、要因确认六：末端因素：管屏本身变形未矫正标准：管屏平整度在±5mm内检查落实：将管屏铺在受热面组合架上，进行平整度检查，有局部超标的，进行矫正，达到标准要求。结论：非要因7、要因确认七：末端因素：焊接材料不符合标准要求标准：所有焊材，必须带有材质证明文件检查落实：查焊材质量证明文件及出入库记录和保管、发放、回收记录，均符合要求。结论：非要因I 4<N<*1 < <'* 4'r * Mv*n4 Vl<vw9 A '小器花+霁曙mj”MlU CHnJPICATE 产品质最证明书 NO.醐00303700m ami jom，Ey'. 4 .1u!厘理4比4_ -图11：焊材质量证明文件及发放回收记录8、要因确认八：末端因素：鳍片割缝过长，割缝质量差标准：割缝单道长度不大于Im检查落实：现场抽查切割拼缝，割缝单道长度不大于1m；密封填块适当修割，与管子间隙均匀，符合标准要求。结论：非要因9、要因确认九：末端因素：未按焊接工艺规程施焊，焊接参数选用不当标准：用于管屏拼缝焊接的焊条直径不大于3.2mm；手工电弧焊电流范围：2.5mm,5070A,3.2mm,80120Ao检查落实：检查1#锅炉用于管屏拼缝焊接的焊条直径为3.2mm和4.0mm；手工电弧焊电流未使用钳形电流表测量；施焊过程中未按焊接方案严格执行，导致管屏焊接变形。结论：要因10、要因确认十：末端因素：密封焊接顺序不合理标准：针对焊缝情况，按顺序施焊，消除焊接应力变形。检查落实：1#炉未采用分段跳焊等方法控制变形；未根据焊缝的不同情况制定合理的施焊顺序。结论：要因11、要因确认十一：末端因素：管屏未采取有效的刚性加固标准：根据管屏尺寸，采用合理的加固方式检查落实：经询问1#锅炉施工人员，水冷壁管屏组合时因有刚性梁加固，未再采取其它措施，末级过热器未进行加固便开始焊接。结论：要因12、要因确认十二：末端因素：作业空间不足标准：应有足够的作业空间进行焊接作业检查落实：组合平台高度约L3m,地面未整平硬化，地面凸起处竖向空间不足，仰焊难度虽增大，焊接质量可保证。结论：非要因13、要因确认十三：末端因素：测量数据不准确标准：测量器具应校验合格检查落实：水准仪、卷尺等均有校验合格，并在有效期内，测量误差在标准允许范围内。结论：非要因小组全体成员通过对末端原因进行认真、客观地分析和论证，认为引起管屏焊接变形的主要因素是：1、未按焊接工艺规程施焊2、密封焊接顺序不合理3、管屏未采取有效的刚性加固八、制定对策确定了各种要因后，小组成员又集中讨论制定了相应的对策措施并汇总如下:表5：要因对策表序号要因对策目标措施负责人完成时间地点1未按焊接工艺规程施焊加强焊接工艺规程宜贯，加强1、确保用于管屏拼缝焊接的焊条直径为2.5mm和3.2mm；1、对施焊人员进行培训，确保熟悉焊接工艺规程；*2022.08.10施工现场现场监督，规范焊条发放和使用；控制焊接参数，使用小电流焊接。2、控制手工电弧焊电流在要求范围内：2.5mm,5070A,3.2mm,80120A02、技术员对焊接管屏拼缝的焊工仅签发直3.2mm的焊条；3、加强过程控制，焊工不得随意挪用焊条；4、控制焊接电流，使用钳形电流表实测，确保焊接电流合适。2密封焊接顺序不当针对焊缝情况，按顺序施焊所有焊缝采用分段焊接1、对所有施焊人员进行焊接顺序培训：2、根据焊缝的不同情况制定合理的施焊顺序，并严格执行。*2022.08.20施工现场3管屏未采取有效的刚性加固根据管屏情况选择合理的加固措施对刚性小的管屏全部进行加固对刚性小的管屏采用上压刚性梁和下用千斤顶的方法进行加固*2022.08.10施工现场制表人：*审核人：*制表时间：2022年08月25日九、对策实施对策一：加强焊接工艺规程宣贯，加强现场监督，规范焊条发放和使用；控制焊接参数，使用小电流焊接。1、组织小组成员及施焊人员在会议室学习焊接工艺规程，对焊接过程中出现的问题进行讨论分析，确保焊工熟悉焊接工艺规程。2、规范签发和使用焊条：技术员对焊接管屏拼缝的焊工仅签发3.2mm的焊条，检查2022年7月15日至2022年7月20日期间焊条领用回收情况，用于锅炉管屏拼缝密封焊的焊条用量如下表：表6：焊条签发回收统计表规格7月15日7月16日7月17日7月18日7月19日7月20日签发/回收J5073.2un15/120/220/120/015/120/2签发/回收R3173.2mm10/05/05/05/010/210/3制表人：*审核人：*制表时间：2022年08月20日3、采用小电流焊接，尽量减小焊接线能量的输入。每天焊接班组长利用钳形电流表对焊接电流实测一次，并进行记录，控制手工电弧焊的焊接电流在80120A.实施效果：按对策表进行实施，达到对策目标，施焊人员已熟悉焊接工艺规程，严格按照要求进行作业；经检查焊条发放、回收记录和现场不定期检查，未发现使用超过63.2mm的焊条；班组长实际测量电流值，均控制在目标范围内。图12：使用钳形电流表实测焊接电流对策二：针对焊缝情况，按顺序施焊。1、两片管屏通长拼缝焊接：焊缝长度约IOm,极易在施工后管排发生弯曲变形，采用分段跳焊法进行焊接，每段焊接长度控制在20OnIn1,可以分散焊缝热量，减小变形。1.26r«»»»»I3q5图13：分段跳焊顺序示意图2、鳍片割缝及回填密封塞块的焊接：密封塞块回填点焊固定后，先进行鳍片割缝的焊接，焊工从管屏中间向两侧分散交叉跳焊，仰焊和平焊交叉进行，即每焊完一个鳍片后间隔一个鳍片再焊第二片密封，每一个鳍片从中间向两边焊。回填塞块先焊接纵向焊缝，后进行填块的横向焊缝焊接。焊接过程中时刻监控焊接变形，确保焊接质量。图14：鳍片割缝及回填密封塞块的焊接顺序示意图实施效果：现场巡查，管排拼缝焊接能够按照要求顺序进行，焊接质量良好。图15：鳍片割缝及回填密封塞块焊接完成图对策三：根据管屏情况选择合理的加固措施。受热面组件焊口完毕，在上下密封焊接前对组件焊接区域进行加固，防止焊接时组件上下变形，对刚性小的管屏采用上压刚性梁和下用千斤顶的方法进行加固。图16：管屏加固图实施效果：管屏采取有效的加固方式，焊接时有效的控制了管屏的焊接变形。十、效果检查截止2022年10月05日，2#、3#锅炉受热面管屏拼缝施工基本完成，小组对两台锅炉管屏拼缝的焊接变形进行了检查，检查统计表如下：表7：2#、3#锅炉受热面管屏拼缝焊接变形检查表序号调查内容检查数存在焊接变形数焊接变形出现率1水冷壁拼缝10044%2包墙过热器拼缝3013.3%3旋风分离器拼缝25004末级过热器拼缝6035%5合计21583.7%制表人：*审核人：*制表时间：2022年10月10日小组成员对发生的8处焊接变形进行了分析，见下表：表8：锅炉管屏拼缝密封焊接变形类型分析表序号缺陷类型频数（处）频率累计频率1弯曲变形（面外变形）225%25%2失稳波浪变形（面外变形）225%50%3收缩变形（面内变形）225%75%4角变形（面外变形）112.5%87.5%5其他变形112.5%100%6合计8100%一一制表人：*审核人：*制表时间：2022年10月10日10%9.10%9%8%7%6%5%4%3%2%1%0%活动前活动目标活动后图17：小组活动前后变形率对比柱状图制图人：*时间：2022年10月15日通过检查证明：弯曲变形和失稳波浪变形已得到有效控制，焊接变形出现率降至3.7%,达到预期目标，2#、3#锅炉管屏拼缝焊接防变形控制较好，受到业主好评。产生效益：1、技术效果通过本次QC小组活动，使小组成员拓宽了视野，提高了发现问题、分析问题、解决问题的能力，并培养和锻炼了一批技术和业务骨干人员。为公司类似工程积累了施工技术和管理经验，提高了企业的施工能力。2、社会效益通过此次活动，锅炉管屏焊接变形率得到了有效控制，提高了一次验收通过率，减少了返工时间，为后续工作赢得了时间，有效的缩短了工期，得到了业主的高度赞扬，扩大了公司的社会影响力和企业竞争力，同时为锅炉安全稳定运行奠定了坚实的基础。3、经济效益活动期间，2#、3#锅炉管屏施工约504吨，变形率由9.1%降至3.7%,理论上期间降低的变形率可减少的返工率为9.1%-3.7%=5.4%；实际活动过程是一个循序渐进的过程,现只取数值的80%,则减少的返工率为5.4%×80%=4.32%。施工期间可减少的返工重量约为21.8吨，现场合理配置工人返工综合效率为3吨/天，节约工期约7.2天。由于施工速度提前了7.2天，提高了施工效率，降低了施工成本。此次Qe小组活动经济效益如下：(1)人工费按350元/人日计算，一组3人负责返修，约节约人工成本350X3X7.2=7560元。(2)节约现场机械、材料综合费用：25T汽车吊配合返修，考虑其使用时间，计300元/天；工机具使用及材料消耗计100元/天；共节约成本2880元。综上，通过本次QC活动，节约施工成本10380元，创造了收益。图18：QC小组活动效益认证书十一、制定巩固措施为了巩固在“降低锅炉管屏拼缝密封焊接变形率“QC活动中取得的成果，我们将活动中有效对策进行整理、归档，编入焊接施工作业指导书中，同时将总结材料上传至公司技术创新管理平台供全体员工查阅，以利于给以后类似工程的施工提供借鉴和参考。十二、总结及下一步打算1、总结(1)管理技术方面在发现、解决问题的过程中，小组成员遵循PDCA程序开展活动，科学有效的解决现场实际问题，解决问题过程中思路清晰，环环相扣，具有严密的逻辑性，用数据分析和事实说话；整个过程下来，小组成员均对活动流程和相关事项掌握的更加娴熟，为日后的各项管理工作更顺利的开展奠定了扎实的基础。(2)专业技术方面本次活动有效的降低锅炉管屏拼缝焊接变形发生率，小组成员对问题深入剖析，对其本质上有了全面、深刻的了解，进一步提高了现场施工管理水平。(3)综合素质方面通过QC小组活动，我们小组成员增强了克服施工难关的自信心，同时提高了我们的团队协作精神和工作的积极性、主动性、综合素质得到很大的提高，综合素质评价表如下：表9：小组成员综合素质评价表项目对比自我评价得分活动前(分)活动后(分)团队精神34.5QC知识2.84解决问题的能力3.84.6创新意识44.7工作积极性3.94.5制表人:*制表日期：2022年10月22日活动前（分）I活动后（分）图18：自我评价雷达图制图人：*日期：2022年10月22日2、下一步打算：通过本次QC小组活动的开展，我们锻炼出一个团结协作、勇于创新、攻坚克难的QC队伍，为以后解决施工质量难题做足了准备，在今后的工作中，我们会继续围绕提高质量、创造效益为核心开展质量管理活动。我们QC小组下一个活动课题拟定为“提高钢结构屋面板施工效率”。