運用QC方法控制球罐上支柱的直線度

摘 要：簡要介紹球形儲罐上支柱焊接后變形問題，闡述了運用QC方法來保證上支柱板的預制質量。

關鍵詞：球罐;上支柱;直線度

一、活動目標

球罐上支柱的直線度允許偏差為總長的1/1000，軸線位置偏移不大于2mm。

二、第一次PDCA循環

1.現狀分析

研究課題確定以后，項目組對國家重點項目冀東油田的2000m3球罐3臺和1臺650m3球罐以及為亞洲最大輕烴總庫制造的3臺1500m3球罐共68個上支柱進行實際調查，對存在影響上支柱直線度的因素有焊接收縮變形、上支柱組對有隨意性、托板與支柱和球殼板組對間隙過大、上支柱切割后變形等四個項目進行了排列統計分析，據此我們編制了影響球罐上支柱安裝質量因素調查統計表，并根據調查統計表繪制了排列圖。

我們可以得出結論：焊接收縮變形和上支柱組對有隨意性是主要問題。

2.要因分析與確認

（1）焊接收縮變形要因確認

確認一：施工人員粗心大意，責任心不強，作業的鉚工在施工中為嚴格按程序操作。

結論：非要因。

確認二：工具磨損，僅限于個別測量用的盤尺等簡單工具，對上支柱組對不構成要因

結論：非要因。

確認四：高溫作業，有個別時候在高溫天氣施工，結論：非要因。

（2）上支柱組對有隨意性要因確認

確認一：人員輕視質量，責任心不強，施工人員未嚴格按工藝和程序操作，質量意識淡薄，急需加強。結論：非要因。

確認二：設備老化，設備主要是焊機，老式焊機年久失修，焊接參數調節不穩定，焊接電流時大時小。結論：非要因。

確認三：支柱管材厚度大，由于所用的是厚壁無縫鋼管，所以在焊接時需要的焊接量就增加了，增大了焊接變形程度。結論：非要因。

確認四：工藝制定不詳細，工藝交底內容不夠具體，針對性不強。結論：要因。

綜上所述，確認的要因如下：a. 組對上支柱方法不合理。b. 工藝制定不詳細。

3.制定對策

（1）組對方法不合理

對策是重新研討組對方法和機具，措施是制定一套合理而簡捷的方法，并研制出了組對胎具。

（2）工藝制定不詳細

對策是制定具體和詳細的施工工藝。措施是在組對和焊接前，要制定好預防焊接變形措施，以及焊接變形后要做好矯正變形的工作。

4.對策實施

根據如何提高上支柱組對精度和準確度的對策研究，項目組按照研制出來的組對胎具在實施過程中我們完全按照程序和標準進行運作。

（1）上支柱組對方法不合理實施對策：由于以往組對上支柱的方法比較粗糙和簡單，對以前組對上支柱中出現的問題進行總結。發現以前的組對方法比較煩瑣，但組對時還很粗糙，難于保證標準要求的上支柱直線度精度。基于以上以及我們的多年的經驗，我們研制出了一套上支柱組對安裝的胎具。

先用下邊在四個角的夾緊絲保證好赤道板弧度及尺寸，然后安裝已經切割好的上支柱，對準板的中心線和各個尺寸，計算出臺面距上支柱上表面的高度再加100mm做一高度在兩立柱拉線，用直尺測量上支柱各點距拉線的距離就可以調整上支柱是否與臺面水平。

測量支柱與赤道板之間對角線L1、L2，將L1與L2的差值控制在2mm之內。

經過用以上的方法和組對胎具，赤道板組對成帶后，支柱垂直度等各項指標均能符合規范要求。

（2）工藝制定不詳細實施對策：在組對完上支柱后，組對焊接托板前，制定好完備的工藝，能預見到焊接托板時會產生焊接收縮變形，會使支柱的接口一端向下變形， 影響上支柱的直線度。所以我們在組對支柱和托板時，組對接口一端提高5mm，以及把托板加大，做好反變形工作。在進行支柱與赤道板角焊縫的焊接， 由兩名焊工對稱同步施焊， 以減小焊接變形。

5.效果檢查

經過實施了以上的對策，我們重新統計了68個上支柱，其中有63個已符合我們設定的目標，而仍有5個上支柱直線度的偏差大于總長的1/1000，所以我們進行第二次PDCA循環。

三、第二次PDCA循環

1.現狀要因分析

我們經過了第一次的PDCA循環，已解決了絕大部分的上支柱直線度超標的問題。 我們QC小組全體成員深入現場，進行實際調查研究，對直線度偏差比較大的5個上支柱從人、機、料、法、環五個方面進行全面分析。

2.要因確認

確認一：施工人員粗心大意，責任心不強，施工人員雖有個別粗心馬虎現象發生，但絕大部分人員能嚴格按照小組研究的工藝方案操作。結論：非要因

確認二：技術參差不齊，參加施工的焊工有部分是年輕經驗不豐富的，但有老工人師傅傳幫帶彌補了其不足。結論：非要因

確認三：焊接設備老化，焊機雖然陳舊，但焊接工藝參數調節較穩定，并有專職維修人員進行維護。結論：非要因

確認四：赤道板厚度較薄，在焊接托板與支柱和赤道板時，由于焊接量很大，更由于鋼板較薄，產生比較大的焊接應力集中，使焊接部位凹陷。導致支柱直線度偏差。結論：要因

確認五：焊接質量達不到要求，有少量支柱與托板焊道未用適應生產現場的施焊方法。

結論：非要因

確認六：吊運變形，帶支柱赤道板在吊運過程中有對支柱有撞擊現象。結論：非要因

確認七：高溫環境作業，確實有少數施焊作業時，在高溫環境下進行，但制造廠已采取相應防暑降溫措施來保證施工按時保質保量的進行。結論：非要因

綜上，確認的要因就是赤道板厚度較薄。

3.制定對策

由于赤道板焊接變形產生的凹陷在標準范圍內，所以我們為保證上支柱的直線度，就選用火焰矯正的方法，對支柱上變形的部位加熱，從而使上支柱的直線度符合規定。

4.實施對策

具體措施：因為火焰矯正的原理就是加熱變形部位，產生冷收縮，達到矯正變形的目的。我們用火焰加熱托板與支柱的連接部位的上邊與赤道板的凹陷的部位下邊，在操作中掌握好加熱的面積和火候，待冷卻后就可以矯正好變形，經檢驗用此方法使用后上支柱的直線度已符合標準。

經過項目組的努力，我們采取了合理的工藝、合適的操作方法，運用兩次PDCA循環已圓滿地解決了上支柱直線度超標的問題。

7.效果總檢查

（1）經濟效益：

在實行了QC活動之后，我們在組對和焊接上支柱的環節中較快地提高了施工速度。節省了由于質量不達標而造成返工產生的焊材、人工費和各種輔助費用的支出。

（2）社會效益：

大大提高了工作效率，保證了球罐整體能按時、保證質量的運輸到施工現場，避免了造成由于拖延施工工期產生的違約和給單位造成的不良聲譽影響。

8.鞏固措施

在單位領導和各部門的大力支持下，我們QC項目組全體成員經過不懈努力，保證球罐上支柱直線度質量為目標得以實現，并取得了顯著的經濟和社會效益。為鞏固所取得的成果，制定了以下鞏固措施：

（1）對本次QC活動進行總結，找出成功和不足，為開展下一步的活動提供經驗;

（2）繼續努力，持續改進，保證球罐的制造質量進一步提高;

（3）繼續研究火焰矯正方法在其他壓力容器等鋼結構變形上的應用。

作者簡介：

王立平（1979- ），男，漢族，黑龍江望奎人，本科學歷，黑龍江省大慶職業學院機電工程系焊接技術及自動化專業教師，研究方向：焊接結構生產與質量檢測，壓力容器制造與檢驗。

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