壓力管道焊縫一次驗收合格率提高措施

丁德勝

(甘肅省水利水電工程局有限責任公司，甘肅 蘭州 730046)

0 前 言

甘肅中部生態移民扶貧開發供水工程東干渠第十標段包括東干一分干渠、東干二分干渠，以及東干二分干二支渠、三支渠、四支渠。標段總長25 319.94 m，其中東干一分干長10 064.32 m，東干二分干長 10 793.87 m，東干二分干二支渠長1 738.37 m，東干二分干三支渠長1 922.87 m，東干二分干四支渠長800.49 m。本標段主要建筑物為泵站、壓力管道、自流管道、矩形暗渠、倒虹吸、渡槽、節制分水閘、退水閘、直斗分水閘、退水渠、排洪涵等。在壓力管道安裝中，提高焊縫驗收合格率，加強管理，提高安裝效率，在節約一定資源的同時，也能提高安裝的生產效益。因此，在壓力管道安裝過程中，應當注重焊縫的成品問題，提高管理效率，優化焊接技術[1-4]。

1 壓力管道安裝過程中生產現狀

1.1 存在問題

為了確保壓力管道焊接質量，提高壓力管道焊縫一次驗收合格率，結合本工程實際，對現場焊接的83道焊縫進行自檢驗收，其中合格70道，不合格13道，合格率為84.3%。經檢查分析，針對自檢出現的情況，進行整理，找出了影響管道焊縫不合格的4個主要因素：①焊縫有氣孔；②焊縫有夾渣；③焊縫有裂紋；④焊縫對接錯邊。

調查得知，焊縫存在氣孔發生頻率較高，合計占61.5%，所以歸總為焊縫氣孔是影響壓力管道焊接施工質量情況的主要問題。

1.2 可行性計算

由調查表可知，焊縫存在氣孔這項癥結占到了焊接一次合格率不達標的61.5%，如果解決掉80%，則總的焊接一次合格率將達到92.0%。

計算步驟如下：84.3%+(1-84.3%)×61.5%×80%=92.0%(注：現狀值+(1-現狀值)×氣孔所占不合格項目的百分比率×能夠解決的比率=活動后焊縫一次合格率)。

1.3 原因分析

針對壓力管道焊接一次合格率低的現狀，根據以往管道焊接經驗，利用“頭腦風暴法”[5]對焊接過程中產生氣孔的影響因素進行了分析、討論，將分析的原因按照人員、設備、材料、方法、環境五個方面進行歸納 并繪制出因果如圖1。

圖1 影響產生氣孔主要因素歸納圖

1.4 確定主要原因

要因確認一：技術交底不到位；確認方法：調查有無技術交底以及交底情況，責任到人。標準：有技術交底記錄并簽字確認，覆蓋率100%。確認過程：調查前期施工之前是否對壓力管道焊工[6]進行技術交底。通過確認可知，項目部已按項目部管理制度要求對施工人員進行了技術交底，覆蓋率達100%。結論：技術交底不到位不是要因。

要因確認二：缺乏班前培訓；確認方法：檢查工人接受班前培訓的情況。標準：受訓人員的效果評價達到合格，考核成績優良(大于等于80分)。確認過程：調查前期施工之前是否對壓力管道焊接工人進行班前培訓并檢查培訓結果。從以上確認結果可知，項目部已按項目部管理制度要求對施工人員進行了班前培訓，考核成績合格率達100%。結論：缺乏班前培訓不是要因。

要因確認三：焊把線接頭多；確認方法：檢查現場焊把線接頭情況。標準：焊縫完成后移動設備，禁止加長焊接線。確認過程：檢查現場焊機接線情況，現場嚴格執行“一縫一動”的焊接標準，未私自加長焊接線。經了解，焊把線接頭多會使施工電流不穩定，影響焊接質量，現場檢查，焊管作業嚴格執行焊接標準，未出現私自加長焊接線現象。結論：焊把線接頭多不是要因。

要因確認四：沒有定期檢查施工焊機；確認方法：檢查電焊機的維修保養記錄。標準：每班開始作業前先行檢查施工焊機(每天2次)，并做好相關記錄。確認過程：現場參與管道安裝班組班組儀器檢查過程，并隨機抽查檢查記錄。確認結果可知，現場已按項目部管理制度要求，做到施工前檢查施工設備，并做好相關記錄，確保壓力管道的焊接施工質量[7]。結論：沒有定期檢查施工焊機不是要因。

要因確認五：焊接速度不當；確認方法：調查、分析焊接速度對氣孔產生的影響。標準：需要掌握適宜的焊接速度。確認過程：經調查，從焊透及焊縫[8]良好成形來考慮，電弧中斷的時間越短越好，這就要求焊工以較快的速度來更換焊條。當焊縫溫度已冷卻再繼續時，應清熔渣后，用長弧焊烤1～2 s后再繼續焊接。在焊道的不同區段，須采用相匹配的焊接電壓與焊接速度值。抽檢當天不同焊工完成的十道焊口，檢測合格，說明作業焊工掌握適宜焊接速度。從以上確認結果可知，作業焊工掌握了適宜焊接速度，當天抽檢合格率達100%。結論：焊接速度不當不是要因。

要因確認六：管口對接不平；確認方法：現場實測管材對接后的對齊情況。標準：管材兩端的錯位量不能超過壁厚的10%。確認過程：實測不合格焊縫處管口對齊情況，確認結果可知，存在管口對接錯位量超過標準值。結論：管口對接不平是要因。

要因確認七：焊口不打磨；確認方法：現場實測管材組對后的打磨情況。標準：組對前必須打磨坡口及兩側20 mm范圍內油污、鐵銹等，直至露出金屬光澤。確認過程：檢查現場完成焊縫打磨情況，經查，管道吊裝時造成的坡口損傷均已做打磨處理，坡口形狀規則，露出金屬光澤。確認結果可知，管道坡口全部打磨處理，坡口形狀規則、無油污鐵銹現象。結論：焊口不打磨不是要因。

要因確認八：保溫箱保溫桶缺失；確認方法：現場調查記錄，統計配備情況。標準：保溫箱保溫桶需保證作業焊工人手一個。確認過程：經查，班組沒有配備保溫箱，焊工沒有保溫筒，焊條未經烘干，水分高溫分解產生氫氣是造成氣孔的原因之一。調查管道安裝作業人員保溫設備配備情況。調查結果可知，對作業人員丟失的保溫設備未能及時補充，同時部分焊接人員存在省事不攜帶的僥幸心理，保溫設備持有作業率未能達到100%。結論：保溫箱保溫桶缺失是要因。

要因確認九：工作坑不滿足施工要求；確認方法：現場調查工作坑留置現狀。標準：工作坑尺寸與位置需與焊縫對稱，排凈積水。確認過程：現場查看施工之前所挖工作坑是否滿足管道焊接標準要求。經查，工作坑留置的尺寸及位置與焊縫位置對稱，施焊前實測實量，工作坑及時抽水，未造成焊工無法施焊或中途斷焊現象。結論：工作坑不滿足施工要求不是要因。

要因確認十：風速大；確認方法：實驗測定風速對焊縫質量情況的影響。標準：風速達到6 m/s未采取防風措施禁止作業。確認過程：針對焊接缺陷中氣孔所占比例較大，根據焊接經驗，結合當地環境因素，在臨界風速下，對末端因素風速大進行試驗，根據數據顯示，當風速>11 m/s 時，氣孔數量增加較大；當風速>14 m/s 時，氣孔數量急劇攀升(如表1所示)。結論：風速大是要因。

表1 風速對焊縫產生氣孔影響實驗數據統計表

2 提高壓力管道焊縫一次驗收合格率對策及措施

針對以上影響焊縫成型質量3個主要原因，提出對策方案，并對各方案對策進行可行性分析評價，確定相應的對策，設置實施對策目標，最后制定了對策實施。

2.1 對策實施一

要因一：管口對接不平；實施對策：對管材錯邊管口重新對接。預期目標：管材兩端的錯位量不超過壁厚的10%。采取措施：①全面檢查已對管口錯邊情況，錯邊管口重新對接；②根據現場檢查的錯邊情況對作業人員進行技術交底；③安排專人跟蹤對管情況。實施過程：項目部對此由焊接輔助班組單獨組織3名工人從事錯邊管口重新對接，確保每個管口錯位量不超過壁厚的10%。同時跟進檢測后續對管情況，杜絕10%壁厚錯邊量再次發生。對策實施效果檢查：對策實施過程中，對后續對接的60道管口統計分析，全部符合對接標準。結論：對策實施后，徹底解決了對接管口錯位量超過10%壁厚現象。效果評價：對策達到預期效果。

2.2 對策實施二

要因二：保溫箱保溫桶缺失。實施對策：補夠配齊保溫桶保溫箱。預期目標：焊接實現保溫設備100%配備，100%攜帶作業。采取措施：①定期檢查保溫設備存量，若有缺失盡快補齊；②針對保溫設備重要性對作業人員進行交底；③安排專人檢查保溫設備攜帶情況。實施過程：項目部針對管道焊接班組當下存在的問題進行了技術交底，會上著重強調了使用受潮焊條作業的危害性以及攜帶保溫設備作業的重要性，對上次檢查中不帶保溫設備的焊工進行批評教育，會后盤點了現有庫存，對遺失損壞的保溫設備做了補充計劃。對策實施效果檢查：對策實施后，針對保溫設備攜帶情況進行抽查方式檢查，保溫設備滿足施工要求(保溫箱每組一個，保溫桶每人一個)。結論：保溫設備缺失對焊縫質量造成的影響基本解決，同時要求班組定期檢查保溫設備運行情況，對失效老化的設備及時維修更換。效果評價：對策達到預期效果。

2.3 對策實施三

要因三：風速大。實施對策：管道作業設置防風或停工措施。預期目標：減少因風速引起的氣孔。采取措施：①焊接作業現場設置防風棚；②根據風速對氣孔影響的實驗結果對作業人員進行技術交底；③安排專人檢測天氣，風速大于6 m/s設置防風措施或停工。實施過程：根據“風速對焊縫質量情況的影響”實驗的結果，結合項目部所處地區不時有大風、揚塵的天氣現狀，認為風速在6～10 m/s時可搭設防風棚進行作業，風速大于10 m/s時需嚴禁作業以實現減少因風速引起的氣孔這一目標。對策實施效果檢查：對策實施過程中，對風速大于6 m/s現場施工情況統計調查，施工現場當風速大于等于6 m/s時做了100%采取防風，當風速大于等于8 m/s時停工。結論：經查，風速大于6 m/s時做到了100%采取防風或停工措施，有效控制了風速對焊縫質量影響這一要因。效果評價：對策達到預期效果。

3 提高壓力管道焊縫一次驗收合格率效果檢查

3.1 實施效果

完成了課題確定的全部對策措施，每項措施均達到了對策制定時的預期效果后，對對策實施后焊接的87道管口進行驗收，其中合格焊縫84道，不合格焊縫3道，合格率達到96.6%，圓滿完成了活動初期設定的目標。經過檢查，活動后壓力管道焊縫一次驗收合格率滿足要求標準，缺陷要因得到了明顯的改善，完成了預期目標。

3.2 效益檢查

通過提高壓力管道一次驗收合格率，自2019年9月至2020年11月累計減少因可能由焊縫產生氣孔缺陷而發生的

返工36次，綜合計算二次檢測拍片費用，返修人工費用，設備及材料費總計約22萬元，扣除活動費用(約5 000元)后節約成本約21.5萬元。隨著日后施工的推進，經濟效益將越加顯著。

4 制定鞏固措施

1)對本次活動中實施的有效方法和措施，按規定審批編制了《壓力管道焊接作業指導書》，在以后的實際施工中對照實施。

2)繼續加強班組培訓力度，并且營造個人自學氣氛，努力提高個人的專業技術技能。

3)加強思想教育，培養職工主人翁的意識，發揚不怕苦，不怕累的精神。

4)安排人員跟進檢測后續驗收檢測情況，確保各項措施嚴格執行。

5 結束語

綜上所述，通過提高壓力管道焊縫一次驗收合格率，能夠達到良好的驗收效果，增強壓力管道安裝的生產能力。在節約資源的同時，也能減少整體成本的投入，增加合格率產量，推動焊接技術實現效益的最大化。

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