油氣管道防腐生產質量控制狀況分析

赫連建峰，閆軍，牛自得，胡延新

中國石油集團工程技術研究院，天津300451

油氣管道防腐生產質量控制狀況分析

赫連建峰，閆軍，牛自得，胡延新

中國石油集團工程技術研究院，天津300451

介紹了采用過程能力指數法，對國內為西氣東輸二線、西氣東輸三線、陜京三線、中緬線提供防腐管的6個油氣管道生產廠家進行管道防腐生產質量控制能力的評價，給出的數據及分析結論有一定的參考意義。

油氣管道；防腐；質量控制；過程能力指數

近年來，我國先后修建了西氣東輸二線、西氣東輸三線、陜京三線、中緬線等油氣輸送管道。中國石油集團工程技術研究院參與了這些工程使用的防腐管在工廠預制階段的質量監督工作，積累了較為豐富的防腐管生產過程質量參數。采用質量控制分析方法對防腐管生產過程中的質量參數進行統計分析，可在一定程度上了解各個防腐廠的防腐管生產質量控制水平，從而為針對性地提出生產質量控制措施提供依據。

1 質量控制分析方法的選用

1.1 評價質量控制的方法

評價質量控制的方法主要有六西格瑪管理方法、帕累托圖法、直方圖法、過程能力指數法等，每種方法都有其優缺點和適用范圍。本文采用過程能力指數法進行評價。

1.2 過程能力指數的定義

過程能力指數是指產品生產過程對產品質量標準要求的保證程度，表示工序在一定時間里，處于穩定生產控制狀態下的過程實際加工能力，是度量生產過程存在著分散的一個參數。過程能力指數的計算公式如下：

式中F——過程能力指數；

σ——某過程的總體標準差；

TU、TL——技術規范的上、下邊界。

1.3 過程能力指數的意義

過程能力指數越大，表明數據的離散程度越小，過程能力越高；過程能力指數越小，表明產品的離散程度越大，過程能力越低。

1.4 防腐管生產質量參數的選取

在防腐管生產中有很多的質量參數，本文選取的4個質量參數為：

（1）防腐廠每天每班用DSC（示差掃描量熱法）測定的防腐管粉末涂層固化度。

（2）防腐管分別生產至10、20、30 km長時的3PE層48 h、30 d的陰極剝離數據。

（3）防腐管聚乙烯層拉伸強度。

（4）防腐管聚乙烯層斷裂伸長率。

1.5 過程能力指數的計算程序（見圖1）

1.6 綜合過程能力指數的計算公式

式中F（u，σ）——綜合過程能力指數；

fcp（u，σ）——粉末涂層固化度的過程能力指數；

fcd（u，σ）——三層結構防腐層陰極剝離的過程能力指數；

ft（u，σ）——聚乙烯層拉伸強度的過程能力指數；

fb（u，σ）——聚乙烯層斷裂伸長率的過程能力指數；

a1，…，a4——權重比例，a1=35%；a2=35%；

該公式可綜合量化評價防腐管粉末固化度、陰極剝離、拉伸強度、斷裂伸長率等4個指標。

1.7 防腐過程能力的等級劃分（見表1）

表1 過程能力的等級劃分

2 分析數據的來源及數量

（1）采用了6個防腐廠（分別用A、B、C、D、E、F代表）為3條油氣管道提供防腐管的總共2 681個樣本，分別如下：西三線西段防腐管1 056個樣本，西三線東段防腐管490個樣本，中緬線防腐管1 135個樣本。

（2）防腐管生產時各個防腐廠所用的原材料組合情況見表2~4。

表2 西三線西段防腐管所用的原材料組合

表3 西三線東段防腐管所用的原材料組合

（3）計算所涉及的成品防腐管總質量約132萬t，見表5。

表4 中緬線防腐管所用的原材料組合

表5 計算涉及的防腐廠及其生產的防腐管質量/t

3 結果分析

根據6個防腐廠統計的防腐管生產參數樣本數（對應于3個工程所用主要防腐原材料組合），先計算出64組分過程能力指數，再計算出16組綜合過程能力指數。按工程的不同具體劃分如下：

（1）計算西三線西段防腐管20組分過程能力指數、5組綜合過程能力指數。

（2）計算西三線東段防腐管20組分過程能力指數、5組綜合過程能力指數。

（3）計算中緬線防腐管24組分過程能力指數、6組綜合過程能力指數。

最后將計算結果與等級劃分進行比較，給出各個防腐廠在每個工程的綜合過程能力等級。

3.1 各個防腐廠的綜合過程能力指數計算

各個防腐廠生產西三線西段西三線東段、中緬線防腐管的綜合過程能力指數及等級見表6~8。

表6 西三線西段防腐管生產綜合過程能力指數及等級

表7 西三線東段防腐管生產綜合過程能力指數及等級

表8 中緬線防腐管生產綜合過程能力指數及等級

3.2 各個防腐廠的分過程能力指數計算

各個防腐廠生產西三線西段、西三線東段、中緬線防腐管的分過程能力指數計算結果見表9~11。

表9 西三線西段防腐管生產分過程能力指數

表10 西三線東段防腐管生產分過程能力指數

表11 中緬線防腐管生產分過程能力指數

3.3 各個防腐廠的過程能力指數分析

（1）防腐管生產過程能力為特優的防腐廠有A（西三線西段）、D（中緬線）、E（中緬線）。

（2）防腐管生產過程能力為優的防腐廠有B（西三線西、東段）、D（西三線東段）、A（中緬線）。

（3）防腐生產過程能力為良的防腐廠有C（西三線西段）、E（西三線東段）、B（中緬線）和C（西三線東段、中緬線）。

（4）F在環氧粉末固化度、48 h陰極剝離，D在聚乙烯拉伸強度，A在聚乙烯斷裂伸長率指標上的分過程能力指數不足，需要改進提高。

4 存在的問題分析

（1）由于原材料性能的不穩定性，可能造成防腐管生產過程能力指數變化。

（2）同一管道工程，防腐廠采用了多種原材料組合，本次樣本的采集僅選用了用量最大的原材料組合，因此對工廠綜合過程能力的評估還有一定的局限性。

（3）不同管道防腐廠承擔的生產任務量差別較大，在生產中采集的樣本數量差異較大，因而統計的樣本數量不同，較小樣本數量分析出來的過程能力指數可能與實際情況相差較大，故本次評估未列出來。

（4）過程能力指數僅是單一指標，主要反映防腐管生產過程的穩定性，不能完全反映防腐管整體質量水平高低。

（5）不同防腐廠采用的原料廠家有所不同，其原材料性能不同，對過程能力的評估有一定影響，所以應開展原材料對過程能力的影響分析，在今后的評估中考慮原材料性能的影響因素。

（6）在下一步評估工作中應進一步完善相關數學模型，將其他可能影響過程能力指數的因素納入其中。

[1]GB/T23257-2009，埋地鋼質管道聚乙烯防腐層[S].

[2]CDP-S-CP-AC-018-2009/B，油氣管道工程鋼質管道三層結構聚乙烯防腐層技術規格書[S].

[3]中國監理協會.設備監理技術與方法[M].北京：中國人事出版社，2009.

[4]宋麗梅，李軍青，耿玉廣，等.華北油田埋地鋼質管道腐蝕監測評價系統的建立[J].石油工程建設，2012，38（3）：38-41.

Analysis on Production Quality Control Situation of Oil and Gas AnticorrosionPipelines

HelianJ ianfeng，YanJ un，NiuZide，HuYanxin
CNPC ResearchInstitute of Engineering Technology，Tianjin300451，China

This paper adopts the process capability index method to access the manufacture quality control capacities of six domestic pipeline manufacturers who provide the oil and gas pipelines forSecond West-East Gas Pipeline，Third West-East Gas Pipeline，Third Shaanxi-Beijing Gas Pipeline and China-Burma Pipeline.The results give reference to domestic pipeline industry.

oiland gas pipelines；anticorrosion；quality control；process capability index

10.3969/j.issn.1001-2206.2015.03.017

赫連建峰（1972-），男，河南虞城人，高級工程師，1994年畢業于北京科技大學，現從事防腐管道防腐保溫生產監造和防腐保溫原材料檢測工作。

2015-03-04