油气管道防腐生产质量控制状况分析

赫连建峰，闫军，牛自得，胡延新

中国石油集团工程技术研究院，天津300451

油气管道防腐生产质量控制状况分析

赫连建峰，闫军，牛自得，胡延新

中国石油集团工程技术研究院，天津300451

介绍了采用过程能力指数法，对国内为西气东输二线、西气东输三线、陕京三线、中缅线提供防腐管的6个油气管道生产厂家进行管道防腐生产质量控制能力的评价，给出的数据及分析结论有一定的参考意义。

油气管道；防腐；质量控制；过程能力指数

近年来，我国先后修建了西气东输二线、西气东输三线、陕京三线、中缅线等油气输送管道。中国石油集团工程技术研究院参与了这些工程使用的防腐管在工厂预制阶段的质量监督工作，积累了较为丰富的防腐管生产过程质量参数。采用质量控制分析方法对防腐管生产过程中的质量参数进行统计分析，可在一定程度上了解各个防腐厂的防腐管生产质量控制水平，从而为针对性地提出生产质量控制措施提供依据。

1 质量控制分析方法的选用

1.1 评价质量控制的方法

评价质量控制的方法主要有六西格玛管理方法、帕累托图法、直方图法、过程能力指数法等，每种方法都有其优缺点和适用范围。本文采用过程能力指数法进行评价。

1.2 过程能力指数的定义

过程能力指数是指产品生产过程对产品质量标准要求的保证程度，表示工序在一定时间里，处于稳定生产控制状态下的过程实际加工能力，是度量生产过程存在着分散的一个参数。过程能力指数的计算公式如下：

式中F——过程能力指数；

σ——某过程的总体标准差；

TU、TL——技术规范的上、下边界。

1.3 过程能力指数的意义

过程能力指数越大，表明数据的离散程度越小，过程能力越高；过程能力指数越小，表明产品的离散程度越大，过程能力越低。

1.4 防腐管生产质量参数的选取

在防腐管生产中有很多的质量参数，本文选取的4个质量参数为：

（1）防腐厂每天每班用DSC（示差扫描量热法）测定的防腐管粉末涂层固化度。

（2）防腐管分别生产至10、20、30 km长时的3PE层48 h、30 d的阴极剥离数据。

（3）防腐管聚乙烯层拉伸强度。

（4）防腐管聚乙烯层断裂伸长率。

1.5 过程能力指数的计算程序（见图1）

1.6 综合过程能力指数的计算公式

式中F（u，σ）——综合过程能力指数；

fcp（u，σ）——粉末涂层固化度的过程能力指数；

fcd（u，σ）——三层结构防腐层阴极剥离的过程能力指数；

ft（u，σ）——聚乙烯层拉伸强度的过程能力指数；

fb（u，σ）——聚乙烯层断裂伸长率的过程能力指数；

a1，…，a4——权重比例，a1=35%；a2=35%；

该公式可综合量化评价防腐管粉末固化度、阴极剥离、拉伸强度、断裂伸长率等4个指标。

1.7 防腐过程能力的等级划分（见表1）

表1 过程能力的等级划分

2 分析数据的来源及数量

（1）采用了6个防腐厂（分别用A、B、C、D、E、F代表）为3条油气管道提供防腐管的总共2 681个样本，分别如下：西三线西段防腐管1 056个样本，西三线东段防腐管490个样本，中缅线防腐管1 135个样本。

（2）防腐管生产时各个防腐厂所用的原材料组合情况见表2~4。

表2 西三线西段防腐管所用的原材料组合

表3 西三线东段防腐管所用的原材料组合

（3）计算所涉及的成品防腐管总质量约132万t，见表5。

表4 中缅线防腐管所用的原材料组合

表5 计算涉及的防腐厂及其生产的防腐管质量/t

3 结果分析

根据6个防腐厂统计的防腐管生产参数样本数（对应于3个工程所用主要防腐原材料组合），先计算出64组分过程能力指数，再计算出16组综合过程能力指数。按工程的不同具体划分如下：

（1）计算西三线西段防腐管20组分过程能力指数、5组综合过程能力指数。

（2）计算西三线东段防腐管20组分过程能力指数、5组综合过程能力指数。

（3）计算中缅线防腐管24组分过程能力指数、6组综合过程能力指数。

最后将计算结果与等级划分进行比较，给出各个防腐厂在每个工程的综合过程能力等级。

3.1 各个防腐厂的综合过程能力指数计算

各个防腐厂生产西三线西段西三线东段、中缅线防腐管的综合过程能力指数及等级见表6~8。

表6 西三线西段防腐管生产综合过程能力指数及等级

表7 西三线东段防腐管生产综合过程能力指数及等级

表8 中缅线防腐管生产综合过程能力指数及等级

3.2 各个防腐厂的分过程能力指数计算

各个防腐厂生产西三线西段、西三线东段、中缅线防腐管的分过程能力指数计算结果见表9~11。

表9 西三线西段防腐管生产分过程能力指数

表10 西三线东段防腐管生产分过程能力指数

表11 中缅线防腐管生产分过程能力指数

3.3 各个防腐厂的过程能力指数分析

（1）防腐管生产过程能力为特优的防腐厂有A（西三线西段）、D（中缅线）、E（中缅线）。

（2）防腐管生产过程能力为优的防腐厂有B（西三线西、东段）、D（西三线东段）、A（中缅线）。

（3）防腐生产过程能力为良的防腐厂有C（西三线西段）、E（西三线东段）、B（中缅线）和C（西三线东段、中缅线）。

（4）F在环氧粉末固化度、48 h阴极剥离，D在聚乙烯拉伸强度，A在聚乙烯断裂伸长率指标上的分过程能力指数不足，需要改进提高。

4 存在的问题分析

（1）由于原材料性能的不稳定性，可能造成防腐管生产过程能力指数变化。

（2）同一管道工程，防腐厂采用了多种原材料组合，本次样本的采集仅选用了用量最大的原材料组合，因此对工厂综合过程能力的评估还有一定的局限性。

（3）不同管道防腐厂承担的生产任务量差别较大，在生产中采集的样本数量差异较大，因而统计的样本数量不同，较小样本数量分析出来的过程能力指数可能与实际情况相差较大，故本次评估未列出来。

（4）过程能力指数仅是单一指标，主要反映防腐管生产过程的稳定性，不能完全反映防腐管整体质量水平高低。

（5）不同防腐厂采用的原料厂家有所不同，其原材料性能不同，对过程能力的评估有一定影响，所以应开展原材料对过程能力的影响分析，在今后的评估中考虑原材料性能的影响因素。

（6）在下一步评估工作中应进一步完善相关数学模型，将其他可能影响过程能力指数的因素纳入其中。

[1]GB/T23257-2009，埋地钢质管道聚乙烯防腐层[S].

[2]CDP-S-CP-AC-018-2009/B，油气管道工程钢质管道三层结构聚乙烯防腐层技术规格书[S].

[3]中国监理协会.设备监理技术与方法[M].北京：中国人事出版社，2009.

[4]宋丽梅，李军青，耿玉广，等.华北油田埋地钢质管道腐蚀监测评价系统的建立[J].石油工程建设，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

赫连建峰（1972-），男，河南虞城人，高级工程师，1994年毕业于北京科技大学，现从事防腐管道防腐保温生产监造和防腐保温原材料检测工作。

2015-03-04