确保换热器紫铜管与16MnR管板焊接质量

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level,*,中冶京唐建设公司,*,确保换热器紫铜管与,16MnR,管板焊接质量,工程简介,今年7月份我单位承接到压力容器换热器制作工程,此换热器为环保产品,具有节能、环保等特点。换热器主要技术参数:设计压力壳程的为1.6MPa,管程的为1.00MPa;水压试验压力壳程的为2.0MPa。管程的为1.25MPa;主要材质及规格:管板为16MnR,厚度为40mm。换热管材料为TP2Y磷脱氧铜,规格为16mm*1.25mm。换热管材料其余部件均采用低碳钢及16MnR制造。设计技术要求规定铜管与管板之间采取焊接,焊后进行水压试验。换热器制作的重点是紫铜管与16MnR管板焊接。,现状分析,换热器在工业应用方面拥有广泛前景,换热器制造的关键点在于管-板的异种钢焊接,对于钢与紫铜组成的异种钢焊接接头,焊接时的主要问题是容易在焊缝及熔合区产生裂纹,经过查阅已有资料比较,我们选择钨极氩弧焊焊接,此种焊接方法热量集中,对熔池保护效果好。接头质量高,飞溅小,熔池体积容易控制。焊接时采用直流正接,以减少电极烧损,保证电弧稳定,产生足够的熔深。通过适当控制换热管的伸出长度和电弧的角度、位置,控制焊缝含铁量到达10%-43%,保证焊缝质量。但在实际操作中发现焊缝处出现裂纹的部位到达50%强,对于裂纹的返修浪费了大量的人力物力,这就要求组建QC小组进行PDCA循环找出焊接中出现的各种不合格的原因,加以更正,到达质量控制的目的。,QC,小组简介,序号,姓名,性别,文化程度,职务,组内职务,小组分工,1,厂长,组长,方案策划,2,技术负责人,副组长,实施,3,质检员,组员,检查,4,技术员,组员,实施,5,施工员,组员,实施,6,电焊工,组员,实施,7,电焊工,组员,实施,8,钳工,组员,实施,9,铆工,组员,实施,成立时间:,2007年7月,小组类型:现场攻关型,课题选择,此设备制造的关键点在于管板-管的异种钢接头焊接。,1:对于合金钢与紫铜组成的异种焊接接头,焊接时的主要问题是在焊缝及融合区产生裂纹。在焊缝区容易产生热烈纹,在低合金钢管板近焊缝区容易形成渗透裂纹,因此此道工序是整个换热器制作的重中之重。,2:换热器市场拥有广阔的前景,如果能够在此换热器制作上有所突破,那么成为公司一个新的加工制作领域。,活动过程第一次循环,目标:经过实际操作、反复讨论、认真总结,制定出了一套行之有效的焊接工艺,保证焊缝一次合格率到达98%。,第一次PDCA循环,时间:,对全体人员进行培训教育。组织所有工作人员进行技术培训和模拟训练,并对其进行TQC根本知识和QC方法教育。,根据已有资料制定焊接工艺及方案。对焊接参数、切割和组装偏差、环境影响、机具检验、气候等方面的数据提出控制要求。,在质检人员检查准备工作完全完成之后进行五台换热器的焊接。,随后质检人员进行了检查,检查焊缝共140道,检查结果如下,1、外观质量检测,共检测140道焊缝,合格120道,不合格20道,合格率为86%。,2、内在质量检测,在外观检测的根底上,我们对管板进行着色检查,共检查焊缝140道,合格90道,不合格50道,合格率为65%。,一次合格率到达65%。根据缺陷工程进行了缺陷频数统计,制作了缺陷频数排列图。,序号,缺陷项目,频数,累积数,累积频率,%,频数,1,焊缝区热裂纹,58,58,53%,频数,2,管板近,焊缝区渗透裂纹,40,98,87%,频数,3,紫铜管熔化,9,107,95%,频数,4,焊接未熔合,6,113,100%,合计,113,113,100%,频率统计表,焊缝区缺陷产生 因果图,人,测量与环境,材料,机械,操作人员理解工艺有误,QC小组创新意识不强,选用球磨机加工坡口,坡口大小不一,组对时铜管伸出长度长短不一,,铜管位置偏心,车间作业频繁,局部紫铜管管壁较薄,方法,工艺文件焊接方法选择不当,焊接区域清理不彻底,焊接缺陷产生,要因确认一,末端原因,确认方法,确认依据,负责人,结论,操作人员理解工艺有误,现场验证,焊接作业人员焊接时根据自己经验理解工艺文件,导致焊接时速度、电弧角度与工艺文件不相符,要因,QC,小组创新意识不强,调查讨论,在制定制作方案过程中依据已有的经验制定,导致工艺文件出现不合理的地方。,非要因,选用球磨机加工坡口,坡口大小不一,现场验证,坡口加工使用球磨机导致加工后的坡口大小不一,导致焊接时无法采取统一的焊接参数。,要因,组对时铜管伸出长度不一,现场验证,工艺文件要求组对时铜管较法兰盘面伸出,2mm-3mm,,实际组对时伸出长度多者,5mm,,少者,-1mm-2mm,要因,焊接区域清理不彻底,现场验证,工艺要求使用钢丝刷对管板正面进行清理,经过观察发现清理不够干净。,要因,工艺文件焊接方法选择不当,调查讨论,经过召开讨论会,认为之前指定的使用焊丝焊接的方式不当,当焊丝熔化时不能很好的控制熔池的体积,。,要因,部分紫铜管管壁薄,现场验证,观察管壁融化的紫铜管发现此管管壁达不到要求,要因,车间作业频繁,现场验证,焊接现场处于车间内施工,周围还有两个铆工作业区,一个焊接作业区,环境复杂。,非要因,活动过程第二次循环,第二次PDCA循环,时间:2007年7月18-7月23,分析第一次PDCA循环遗留的问题,通过第一次PDCA循环,使我们从中得到了一些成熟的经验,为二次循环的顺利进行奠定了良好根底,但同时也存在着不少问题。首先,此种焊接方法技术含量较高,对施工人员的素质、技能水平以及焊接环境、焊缝组装要求很高,准备工作好坏直接影响到焊缝的质量,加强对施工人员的思想教育,明确其责任就成了我们二次循环首要解决的问题。其次,适应新工艺、使用创新的工装胎具对焊接成功有着很大的影响。,针对第一PDCA循环出现的问题,我们经过认真的讨论和分析,及时提出了解决的对策,主要是加强对施工人员的思想教育和质量意识的教育,加强对各个工序监控,并指定专人负责,具体内容见对策表:,制定对策及实施,要 因,控制目标,对策,实施,负责人,实施,时间,实施,地点,检查人,操作人员理解工艺有误,所有成员必须都清楚了解工艺文件内容,明白每一个工序标准要求,召开交底会议,进行反复、彻底的交底,2007-07-18,加工厂会议室,选用球磨机加工坡口,坡口大小不一,保证每个坡口都统一按照工艺文件的要求开制,制作坡口检查胎具,严格检查,2007-07-18,外委加工,组对时铜管伸出长度不一,铜管组装时偏心,伸出铜管长度必须保持在,2mm-3mm,之内,制作测量胎具,保证铜管伸出长度一致,2007-07-18,加工厂车间内,焊接区域清理不彻底,焊接作业之前必须将此区域清理干净,达到可以焊接的标准,使用丙酮清洗此区域,2007-07-18,加工厂车间内,要 因,控制目标,对策,实施,负责人,实施,时间,实施,地点,检查人,工艺文件焊接方法选择不当,制定合适的工艺文件,查阅国内同类性质研究成果,逐渐改正自己工艺文件中不合理的地方,2007-07-18,办公室,部分紫铜管管壁薄,紫铜管厚度必须统一达标,更换紫铜管,2007-07-18,加工厂库房,制定对策后,我们用完善后的工艺进行焊接,一共二十台换热器,根据施工工艺及检查标准的要求,我们对其进行检查,检查结果如下,可以看出比第一批焊缝质量有很大提高,实现了第二次,PDCA,循环的活动目标。,效果检查,我们对实施对策重新焊接的二十台换热器管板接头进行了检验。检测结果如下:,1、外观质量检测,共检测560道焊缝,合格556道,不合格4道,合格率为99%。,2、内在质量检测,在外观检测的根底上,我们对管板进行着色检查,共检查焊缝560道,合格556道,不合格4道,合格率为99%。
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