淺議IE程序分析法在大型水電球閥裝焊周期縮短中的應用

沈永立

摘 要 國家大力提倡“創新、協調、綠色、開放、共享”五大發展理念，十三五以來，推動清潔能源發展和應用的能源結構調整步入了快速通道，國家持續加大對清潔能源水電項目的投入、扶持和培育，尤其在當前國家電力總需求總體處于飽和的情況下，作為在電網體系中能夠起到儲能和“調峰填谷”調節作用的抽水蓄能水電機組，市場需求量大幅度陡增。

關鍵詞 IE程序分析法;大型水電球閥;裝焊周期

球閥作為大型抽水蓄能機組的技術含量較高、制造難度較大、安裝需求最急的典型部套，長期以來，一直是水電裝備制造業的按時滿足電站前期埋入安裝交貨的難題，尤其是最常見的分瓣組焊式球閥的裝焊過程，是球閥制造周期最長的，球閥焊接成型周期是球閥制造周期中最長的，而其中等待時間浪費尤其嚴重。

1球閥裝焊過程程序分析

改善前流程：裝配工位閥體一瓣就位→活門吊裝就位→閥體第二瓣就位→檢查間隙→搭焊焊接→檢查→轉運到焊接工位→調整就位→檢查水平→焊接外對接焊縫→裝配轉動活門→焊接內對接焊縫→檢查→焊接支座退火→轉運到打磨工位→調整就位→打磨外對接焊縫→裝配轉動活門→打磨內對接焊縫→起吊到翻身平臺→翻身90度→打磨地腳面→探傷檢查→打磨清理缺陷→補焊→打磨→探傷至合格→轉出加工。

運用“5W1H”提問技術，分別從操作、檢查、等待、搬運和儲存五個方面逐項進行分析，發現現行的球閥焊接成型過程存在以下幾個問題：

（1）球閥裝配、焊接、打磨、探傷、調整存在大型部件多工序工位之間的搬運。原因是工序分屬多個部門，進行實物交接導致搬運浪費嚴重。

（2）球閥多次重復檢驗不必要。設置該工序的目的是防止因球閥搬運導致大型結構件變形，所以在開始下一道工序之前反復檢查確認。

（3）多部門之間溝通效率較為低下，尤其對于清理缺陷-探傷補焊-打磨-探傷的重復處置，一輪處置周期需要至少6個人的信息傳遞，3天才能完成一輪的處置，球閥面臨著多輪處理，周期浪費嚴重。

（4）球閥地腳支座打磨工作不必要。設置該工序的目的是為了球閥外觀的焊縫為了滿足探傷的需要進行的打磨，但對打磨粗糙度的技術要求過高，需要專門配合翻身才能滿足打磨要求，屬于過度加工，對于大型球閥來說，造成了搬運、等待以及人員、吊車、時間的極大浪費。

（5）球閥焊接主焊縫焊接剖口過大，造成焊接量多大，焊接周期過長，同樣造成打磨周期也增加，焊接面積增大，導致焊接缺陷機會增大，處理缺陷周期同步增加。剖口設計較大的目的一方面是為了強度的需要，另一方面更多是為了手工焊接操作的便利，剖口過小無法進行較深位置的熔焊。

（6）球閥裝配中間過程中的調整工序設置復雜，增加了多專業之間的協調和配合難度，造成大量的等待浪費。設置該工序的目的是為了保證球閥裝配和調整的專業性操作，但作為結構件成型過程中的裝配和調整，對精度尺寸的要求在毫米級，根本沒有必要進行專業裝配人員的調整，焊接鉚裝完全可以滿足裝配和調整的要求[1]。

2改善方案和實施

通過對球閥焊接成型工序的詳細分析，運用“ECRS”四大原則，對球閥焊接成型工序進行改進。改進時首先使用“取消”原則，取消是改善的最高境界，不能“取消”的，再考慮“合并”、“重排”或“簡化”。通過分析，得到如下改善方案。

（1）取消球閥地腳支座打磨工序。通過與設計和工藝部門聯系，說明地腳支座焊縫并非過流部位，同時焊縫外觀完全可以滿足產品要求，滿足剛強度要求，打磨反而可能降低地腳支座剛度，在充分溝通征得技術部門同意后，對產品工時工序進行了改版，取消了球閥地腳支座打磨工序，只滿足正常探傷要求即可。取消球閥地腳支座的打磨，同步即取消了球閥在打磨中的一次翻身以及相應的探傷、處理缺陷的工序，直接消除直線周期12天。

（2）取消由裝配進行的裝配和中間調整工序，合并入焊接工序，由焊接專業一并進行。為了驗證焊接是否可以滿足裝配和調整工序的要求，采用了逐步過渡的方式，通過三臺球閥讓焊接人員進行裝配，裝配人員進行指導和檢查，完全可以滿足裝配需求，最終協商工藝，取消過程中的兩次裝配調整，減少了專業和部門之間的交叉和協調，消除了過程中的等待的浪費。

（3）合并裝配-焊接-調整-打磨-探傷工作的三次工位調整為統一工位。轉序和工位的調整可能會帶來球閥的局部尺寸變形，需要增加調平就位、尺寸核查等工序保證，同時，作為大型球閥，起吊搬運一次浪費大量的人力、時間、起吊資源、吊車等重型資源，完全可以進行合并統一工位進行。通過合并工位，之間減少中間的兩次搬運100M的浪費。

（4）簡化焊磨探工序。針對處理缺陷過程中“焊接-打磨-探傷”反復處理的情況，在焊接培養表面缺陷處理的“焊接-打磨-PT探傷”的多能工，一次性進行三道反復工序的處置，并先進行自主PT表面滲透探傷，在探傷自檢合格的情況下，再聯系專業探傷檢驗，確保探傷一次性通過。在通過驗證之后，缺陷處理的周期大幅度縮短。

3改善效果評價

改善后流程：裝配工位閥體一瓣就位→活門吊裝就位→閥體第二瓣就位→搭焊焊接→檢查→機器人焊接外焊縫→轉動活門→焊接內對接焊縫→焊接支座退火→同步打磨外對接焊縫→打磨清理補焊→探傷至合格→轉出加工。

通過改善，球閥裝焊流程更加科學、合理，減少操作流程5項，減少檢驗3項，減少等待3項，減少搬運3項，增強了生產過程的連續性和節奏型，生產效率明顯提高;減少了操作工人累計49人次，取消了地腳打磨等工序;縮短了生產周期，改進后球閥焊接成型周期從2796H縮短到1548H;減少了搬運距離，改進后減少了裝焊工序搬運160M;減少了大量吊車、焊機、空氣壓縮機等大型動能設備能耗，改善效果較為顯著，圓滿實現了改善目標，本文的改善方法和成功經驗可在其他同類型的大型離散裝備制造業多工序、長周期產品中推廣應用。

參考文獻

[1] 張巍偉.水電球閥的結構設計[J].化學工程與裝備，2018（4）：221-222.