提高复合管电熔焊接合格率

大庆油田昆仑集团有限公司管业分公司 复合管QC小组

（黑龙江 大庆 163311）

1 小组概况

小组概况见表1。

2 选题理由

钢骨架塑料复合管道的连接方式主要有电熔连接和法兰连接2种（图1），其中电熔连接是一种重要的连接方式，是将管材插入电熔套筒 （以下简称“电熔”）内通电焊接，焊接质量直接影响管道的施工质量。

表1 小组概况

根据管业公司文件庆油昆集管业发[2010]2号《关于印发大庆油田昆仑集团有限公司管业分公司1月份综合计划的通知》要求，复合管电熔焊接合格率达到99.9%，据统计2009年3～11月电熔焊接合格率为99.67%，统计结果如表2所示。

表2 2009年3～11月复合管电熔焊接合格率统计表

为了达到公司要求，小组经过研究决定选择《提高复合管电熔焊接合格率》作为本次小组活动课题。

3 设定目标

本次活动的目标：将复合管电熔焊接合格率提高到99.9%。

4 目标值的可行性分析

施工中电熔焊接不合格情况有外壁冒料、内壁冒料及外表面塌陷3种情况（图2），内壁冒料严重时会导致管材内径缩小，管道流动阻力增大，压力差提高，影响介质的输送能力。

对2009年3～11月复合管电熔焊接不合格情况进行调查并进行分项统计，统计结果见表3。

从表3中可以看出，内壁冒料数量占电熔焊接不合格总数的71.4%。因此，可以判定造成电熔焊接合格率不达标的症结问题是内壁冒料。根据公式测算，如果解决了内壁冒料这个症结问题，电熔焊接合格率能达到的99.91%，达到公司要求。

测算依据：99.67%+(1-99.67%)×71.4%=99.91%＞99.9%。

结论：通过目标值的可行性分析，复合管电熔焊接合格率达到99.9%这个目标是可行的。

5 原因分析

小组成员针对内壁冒料这个症结问题集思广益，利用因果图进行分析，找出造成内壁冒料的7条末端因素（图3）。

表3 2009年3～11月复合管电熔焊接不合格情况统计表

6 确定主要原因

为找出内壁冒料的主要原因，小组成员针对图3因果图中的7条末端因素逐一进行分析、确认，要因确认表见表4。

经小组全体成员确认，造成电熔焊接内壁冒料的主要因素是电熔绕线方式不合理。

7 制定对策

在要因确定的基础上，小组成员针对要因逐条进行分析，运用头脑风暴法制订了多条对策，经过对方案进行优选，以容易实施、进度最快、效果最明显、实施风险最小为原则，最后优选出的对策如表5所示。

表4 要因确认表

续表4

表5 对策表

8 对策实施

电熔生产工艺流程如图4所示。

2010年5月4日小组成员针对电熔绕线方式不合理这个要因，进行对策实施，主要对策是采用跳接绕线方式，但电熔线跳接后会发生挤线现象 （图5），原因是电熔芯套斜度较大，注入熔料时冲动电熔线，使得电熔线排列不均,造成挤压搭接现象。因此,研究了一种可行的跳线方案，既能保证产品质量，又能达到内壁无冒料，产品简称跳线电熔。小组成员针对跳线电熔进行方案实施。

8.1 对策实施1

8.1.1 电熔芯套改进，表面滚花、分布凸台

为避免跳线电熔产品成型时电熔线发生挤线现象，将电熔芯套表面进行滚花，且在跳线起始、终止位置径向各分布5个凸台（直径3.0mm、高0.6mm），跳线电熔芯套示意图如图6所示。

芯套表面滚花可提高其粗糙度，增大电熔线与芯套表面之间的摩擦力，防止挤线；芯套表面凸台意为阻挡电熔线，完成电熔线跳接，同时也防止了挤线现象发生。设计完成后，2010年5月23日完成了电熔芯套加工试制（图7）。

8.1.2 电熔线跳接

电熔芯套经过滚花、凸台处理后，2010年5月25日小组成员制定了绕线方案。

（1）将芯套组件安装在绕线机芯套架上，将接线柱插入芯套端部的接线柱孔内，按绕线机开机顺序开始绕线，绕线要紧密均匀，绕线至紧贴芯套上的小凸台一侧，准备跳线时停止绕线，进行焊线，防止电熔线串动，焊线后将档位挂到左档，导线柱移动，手动将电熔线跳至另一侧凸台外侧，电熔线布满芯套后停机，用螺旋千斤顶顶紧线端，防止松动，再用钳子将接线柱与电熔包塑线接紧，并插入芯套另一端部接线柱孔内。

（2）对跳线电熔进行焊线时，两侧小凸台处电熔线应加焊，加焊数量依照具体规格而定，表面焊线推荐如图8方式进行。

绕线机绕线及焊线过程如图9所示。

实施前后电熔线绕线方式对比如图10所示。

8.1.3 生产跳线电熔(图11)

对策实施前后电熔内壁绕线情况对比如图12所示。

对策实施后跳线电熔中心位置通过跳线出现一处无电熔线冷料区，电熔焊接时通过冷料区将实施前的连续熔池分隔成2个独立的熔池，避免了内壁冒料现象的发生。

8.2 对策实施2：实验室理化实验

（1）2010年6月2日对策实施后重新调整了跳线电熔焊接工艺，并生产了9种规格跳线电熔试验件，按照调整后焊接工艺分别用THE-12C、HTDC-8B、HTDC-8 3种型号焊机进行焊接试验。9种规格试验件焊接后达到内壁无冒料，焊接合格率为100%。

（2）焊接检测后又对每个焊接试验件进行耐压实验，目的是为了检测实施前后电熔在耐压试验方面是否有所不同。结果9个试验件厂内耐压试验合格率100%。焊接及耐压试验情况如图13所示。

（3）电熔绕线方式的改变，不会影响产品质量。2010年6月20日，将跳线电熔进行送检，产品检验合格。

8.3 对策实施3：施工现场焊接实验

因施工产品规格有限，2010年6月23～28日，小组成员针对6种规格跳线电熔产品分别到5个工地进行现场焊接试验，焊接试验结果达到了内壁冒无冒料。

对策实施前后电熔焊接质量对比如图14所示。

9 效果验证及效益分析

9.1 效果验证

对策实施后，2010年7月份进行了跳线电熔的批量生产，并应用到施工中，2010年11月底对跳线电熔焊接合格率进行统计，见表6。

表6 2010年（7～11月）跳线电熔焊接合格率统计表

从表6中可以看出，使用新工艺生产的跳线电熔焊接内壁冒料数量为0，同时复合管电熔焊接合格率达到99.97%，完成了目标值(图15)。

9.2 计算效益

（1）经济效益。2009年3～11月复合管电熔焊接内壁冒料抢修经济损失统计结果见表7。

通过项目实施，9种规格跳线电熔可以节约电熔线如表8所示。

表7 2009年3～11月复合管电熔焊接内壁冒料经济损失统计表

表8 跳线电熔节约电熔线明细

9种电熔模具滚花及凸台改造费用为200×9= 1 800元，直接创效合计：81 370.8+7 757.64-1 800= 87 328.44元。

（2）社会效益。通过课题的实施，达到了电熔焊接内壁无冒料；解决了内壁冒料引起的管道流动阻力增大、压力差提高、影响介质输送的问题；提高了焊接质量及管道施工质量；避免了因电熔焊接质量与甲方协调沟通的环节。

10 制定巩固措施

（1）完善并下发DQG/JS-14《钢骨架塑料复合管件生产工艺规程》，调整4.1.4、4.1.5电熔产品绕线、焊线部分；完善并下发DQG/JS-19《钢骨架塑料复合管焊接技术要求》，调整跳线电熔焊接工艺参数部分。

（2）将跳线电熔生产情况跟踪到2011年4月 30日，跳线电熔在 DN100、DN500、DN350、DN200 4种规格中应用，节约电熔线的同时，已施工的跳线电熔无一处焊接内壁冒料。

11 总结及下一步打算

（1）这次QC小组活动严格按照科学的PDCA程序进行，完成了本次QC活动目标，取得了一定的社会效益和经济效益。通过此次活动，施工人员的焊接质量意识得到明显提高。此次活动使小组成员积累了丰富的现场工作经验，各方面素质得到了有效提升。

（2）施工中发现管材手工封口存在一些不足之处，QC小组准备将 《提高手工封口一次合格率》作为下一次活动课题。