不锈钢贮罐焊接变形控制QC
减少SUS材质储罐焊接的变形量
小组名称：炼化小组
注册编号：JSJT–GC15
发布人：寇建峰
二00九年十月
目录
一、工程概况 (1)
二、QC小组简介 (1)
三、活动情况 (2)
四、选题理由 (3)
五、现状调查、目标确定及可行性分析 (4)
1、现状调查 (4)
2、目标确定 (5)
3、实现目标的可行性分析 (5)
六、质量分析、确定要因并制定措施 (6)
1、因果分析 (6)
2、确定要因 (7)
3、制定对策 (9)
4、对策实施 (11)
七、效果检查 (18)
八、经济效益 (19)
九、巩固措施 (20)
十、今后打算 (21)
一、工程概况
4000万吨稳产配套项目—聚合物扩能工程（一）是炼化公司2009年重点项目。其中由我工程处施工的丙烯酰胺装置安装工程I I标段是该工程的核心部分，工程工期为2009年5月1日至2009年9月30日。主要工程容是：新建1000ｍ３不锈钢储罐3座、100ｍ３不锈钢储罐2座、新建200ｍ３和300ｍ３不锈钢储罐各1座，罐板材质为0G ｒ18Nｉ9。工程采用手工电弧焊打底、填充、盖面，反面清根后采用钨极氩弧焊封底。由于不锈钢焊接变形大，难控制，特成立Q C小组开展一系列的P D C A活动。
二、Q C小组简介
我们Q C小组成立于2009年5月，小组成员由项目经理担任组长，并由相关工艺、质量、生产、焊接等各方面9人组成。小组围绕丙烯酰胺装置安装工程不锈钢储罐焊接变形，开展Q C攻关活动。在该项工程中，我们针对不锈钢储罐焊接变形进行了认真研究和分析，取得了一定的成绩，为该工程的按期交工及不锈钢储罐安装技术的掌握奠定了良好的基础。
Q C小组成员：见（表1）
表1炼化Q C小组成员
三、活动情况
1活动形式（见表2）
表2小组活动统计
2、T Q C教育（见表3）
表3T Q C教育统计
3、合理化建议（见表4）
表4合理化建议统计
四、选题理由
我单位承建的炼化公司聚合物扩能工程丙烯酰胺装置产品储罐采用S U S304材质不锈钢，储罐的罐顶、罐壁、罐底均采用对接焊接，此种排版方式的S U S304材质不锈钢储罐我单位之前从未施工过，如何控制储罐焊接变形不超差是需要我们研究和解决的重要问题，而且如果施工过程中产生太大的变形量，会造成丙烯酰胺积聚聚合，影响生产的正常运行。针对S U S304材质不锈钢本身线膨胀系数是碳钢的 1.5倍，具有焊接变形大的特点，为了有效控制焊接变形，我们成立专项Q C小组，通过Q C活动，摸索总结施工经验，达到减少焊接变形、提高S U S304材质不锈钢储罐工装质量及施工效率、提升企业信誉的目的和意义。
五、现状调查、目标确定及可行性分析
1、现状调查
根据工程实际情况，召集小组人员开展储罐焊接变形超差分析活动，经2009年4月15日至2009年4月25日，因缺乏不锈钢储罐施工的相关数据，我们按工序对公司以前施工过的碳钢罐及兄弟单位施工过的不锈钢储罐进行了调查走访，对焊接施工后变形超差的施工记录进行收集（实际施工过程中，储罐变形超差可通过铆工的后期纠正而符合设计规），并就影响因素进行统计，见下表。
经实际调查和分析得出储罐焊接变形超差的主要部位为：底板、壁板立缝、壁板环缝、顶板、工艺进出口、人孔及清扫口。变形超差部位主次关系见排列图（图1）
底板立缝环缝顶板工艺口清扫口
图1排列图
结论：由上分析可知,如果减少底板、壁板立缝及环缝焊接变形超差,将可以控制储罐焊接变形量,也是我们主要解决的问题，我们将把这三个因素作为Q C活动的主攻方向。
2、目标确定
我们此次施工的预期目标为：储罐整体验收时罐底的局部凹凸变形深度不大于变形长度的2%，且不应大于
30m m；储罐罐壁焊缝的角变形≤12m m，罐壁的局部凹凸变形≤15m m。施工过程中储罐焊接变形超差率＜15%.
3、实现目标的可行性分析
不利条件：
①不锈钢储罐焊接，初次接触，可借鉴的成熟经验少，且焊工队伍年轻，均未施焊过不锈钢储罐。
②工程施工量大、工期紧、质量控制点多，质量管理难度大。
有利条件：
①培训焊工人数较多，培训时间较长。
②普通碳钢储罐施工是我单位的施工强项，施工前聘请储罐安装专家进行授课，焊接人员集思广益提出问题，由储罐专家给予答疑，有利于事前控制。
③焊接过程中由焊接教师进行现场跟踪指导，可以发现问题现场解决和整改。
④有充分时间进行焊接试验，利于焊接参数的正确选择。
⑤该项工程是我处开辟炼化市场的第一步，得到了公司和工程处各级领导的重视，在人员、财力、物力等方面都给予了大力支持。
经过小组分析得出结论：完全能够保证我们目标的实现，我们的目标是可行的。
六、确定要因并制定措施
1、因果分析
从表5及排列图可以看出，焊接变形超差量较大的主要是底板及壁板纵环焊缝。我们从人员、设备、材料、工艺过程和环境等方面进行分析，见因果分析树图2。
图2因果分析树图
2、确定要因
结合因果分析树图2，我们对末端因素展开分析:
表6要因验证表
序号末端因
素
确定分析确认
方法
确认标准
责
任
人
日期
是
否
要
因
1员工技
能操作
不熟练
采用同材质罐
材料对选用的
焊工进行技能
考核，经挑选的
14名焊工有10
未通过
现场
考核
达到规质量要求
且操作时间与碳
钢罐基本相同，
可上岗
郇
述
良
2009
-04-
30
是
2质量意无论何时，施工
质量是企业生必保质量管理体系
王
德
2009
-04-
是
通过要因论证，我们确定影响储罐焊接变形的主要原因有六条：
1）、员工技能操作不熟练；
2）、组织管理不到位；
3）、工艺参数不当；
4）、焊接顺序选择不当；
5）、未用反变形或使用不当；
6）、工装卡具使用不当或未使用；
3、制定对策
经过现场调查各种因素的分析，最后确定影响储罐焊接变形的主要因素并制定对策，见下表。
表7制定对策
4、对策实施
实施一：解决员工技能操作不熟练问题
所有焊工操作人员均为工程公司抽调的具有相应资质的优秀员工，但因我公司从未施工过不锈钢储罐，焊工对不锈钢储罐焊接不熟练，通过考试不能满足施工要求，因此公司聘请2名高级焊接工程师对相关人员通过2个月的集中培训，考核后满足施工要求的才可上岗操作。
实施二：解决组织管理不到位问题
强化员工思想教育，完善各项管理制度，加大考核力
度，对施工质量好的员工给与物资奖励，对表现差的员工给与重罚。
实施三：解决工艺参数不当问题
在对员工进行培训的同时，也针对所施工的罐工艺参数进行大量焊接参数确定试验，运用统计方法将数据加以分析，得出科学的焊接参数。
参数选择原则：
1）、焊接工艺评定结果符合规要求；
2）、焊接施工速度适中；
3）、所产生的焊接变形量尽量小。
下表为已选出的1000立罐焊接工艺参数
表8罐底板焊接参数
表9罐壁板立缝焊接参数
表10罐壁板横缝焊接参数
实施三：解决焊接顺序选择不当问题
由朱德臣带领相关人员负责试验，找出能产生最小变形的焊接顺序，具体容见焊接工艺卡，以下为总体原则：罐底板焊接原则为先焊短焊缝后焊长焊缝。短焊缝无
垫板焊接时先焊外侧（焊后磨平），后焊与介质接触的侧，焊接侧前先进行清根，焊后再进行磨平处理。打底焊接时应从中心向两端延伸分段焊接，长焊缝焊接时从中间向两侧延伸，采用分段退焊，长焊缝焊接时一定要遵循正确的焊接顺序，这样才能够使得每一条焊缝焊接时均匀、自由
的收缩，使焊接变形降低到最小。底板整体焊接必须严格执行工艺卡顺序，上道工序焊缝未焊接完毕之前不得进行
下道焊缝的点焊固定。罐壁纵缝外侧焊接时，首先应从罐壁纵缝中心开始向
焊缝的上边缘的方向焊接，然后在由焊缝的底部开始，向
焊缝的中部方向焊接，根焊采用分段焊。
环缝的焊接必须在上下两节罐壁完全组对好以后进
行。焊接时由6名焊工沿罐壁一周均匀分布，同时同向进行分段退焊，每一层焊道焊接结束前，任何焊工不得单独开始进行上一层焊道的焊接，必须按照上一条的要求施
焊。
图31000立罐底板现场焊接顺序图
图41000立罐底板现场施工图
实施四：解决未使用反变形和工装卡具或使用不当问题经过全体人员的共同研究和多次试验，罐底板主要采用反变形措施，罐壁板主要采用工装卡具强制固定措施，我们针对每一台罐找出了具体的反变形量。
1）、1000立罐底板减少焊接变形措施：
短焊缝采取反变形措施，长焊缝采用反变形和强制固定两种方法进行。
图51000立罐底板措施图
图61000立罐底板措施图
2）、1000立罐壁板纵缝减少焊接变形措施：
纵缝焊接时，必须先在罐壁距纵缝上下边缘约300m m 的位置和中部各焊接一块与罐壁曲率相同的不锈钢防变形弧板（1000*400*8），弧板与焊缝接触处留10m m宽的窄
缝便于焊侧焊缝时焊条通过。
图71000立罐纵缝措施图
3）、1000立罐壁板横缝减少焊接变形措施：环向焊缝采用加减丝进行强制固定并可对罐壁垂直
度和椭圆度进行调节，加减丝一段固定在底板上，另一端用螺栓等连接件固定到涨圈上，当罐壁椭圆度、垂直度和上口水平度调节合格后，方可进行罐壁板立缝的焊接。
罐底板
图81000立罐横缝措施图
图91000立罐第一圈板强制固定措施图
4）、因不锈钢储罐的特殊要求，必须尽量减少卡具的
应用，以避免对母材的过多伤害，故施工前期未对纵缝可能产生的波浪变形采取固定措施，结果因母材变形量大，有2处纵缝焊接变形量超差，经过研究，我们增加了对纵缝的固定措施，有效的控制了纵缝焊接变形。
七、效果检查
1、储罐施工完后，经检测各项指标均符合目标值要求，确保了优质工程的质量要求。
2、施工过程中焊接变形超差统计表（7台罐按15点记取）：
图10活动效果柱状图
3、通过对比，可以看出本次小组活动完全达到了目标，储罐施工过程中焊接变形超差率由27.8%降到了11.1%，低于15%。
4、本次活动使小组成员得到了锻炼，提高了分析问题、解决问题的能力，用团队力量攻破技术难关，增强了大家的凝聚力。
5、本次活动使全体员工提高了对质量的认识，培养了大家的质量意识，使我们的服务宗旨得到了充分的贯彻实施。
八、经济效益