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1、研究提升冬季焊接施工環(huán)境溫度的新方法 山東電建二公司鄂溫克項目部呼倫貝爾星火QC小組 前言 我公司承建的鄂溫克發(fā)電廠2600MW新建工程，本工程位于呼倫貝爾海拉爾地區(qū)，海拉爾地處我國東北邊陲，屬寒溫帶大陸性季風氣候，冬季嚴寒冷峻。年平均氣溫為-1℃至-2℃。鍋爐專業(yè)冬季焊接施工難度大，在冬季焊接施工過程中，我們要嚴格按照《DL/T869-2004火力發(fā)電廠焊接技術規(guī)程》中5.1.1規(guī)定，“允許進行焊接操作的最低環(huán)境溫度因鋼材不同，分別為：A-I類為-10℃；A-II、A-III、B-I類為0℃”的標準執(zhí)行，但是目前在火力發(fā)電廠冬季焊接施工中，正真能夠達到此標準要求的焊接環(huán)境溫度，保證

2、冬季施工的順利進行，減少環(huán)境因素對焊接工作造成影響，困難較大，如何用最好的方法提升冬季焊接施工環(huán)境溫度，成為刻不容緩需要解決的問題。 小組概況 表1：小組概況表 課題名稱 利用履帶式加熱器，提升冬季焊接施工環(huán)境溫度 項 目 部 鄂溫克 單 位 鍋爐工程處 小組名稱 呼倫貝爾星火QC小組 登 記 號 成立時間 2009年10月9日 登記時間 小 組 概 況 姓 名 性別 年 齡 文化程度 職 務 組內分工 谷水香 男 39 中專 主任 組長 馮克軍 男 33 大專 主任 組織協(xié)調 侯萬明

3、 男 39 中專 班長 策劃、實施 田兆巖 男 28 本科 技術員 策劃、實施 尹洪杰 男 40 高中 質檢員 施工指導 鄧超 女 24 本科 技術員 數(shù)據(jù)統(tǒng)計 邱德山 男 37 高中 電工 現(xiàn)場實施 吳守營 男 24 中專 熱處理工 現(xiàn)場實施 接受QC 教育情況 人均接受QC教育20-26小時 制表：田兆巖 時間：2009.10.04 一、 選擇課題 查閱有關目前冬季焊接施工時提升環(huán)境溫度的各類方式方法的資料及相關信息，雖然形式多樣，但歸結起來，中心目標一個：形成一個“暖封閉”的空間

4、，方法總共三點：煤或碳燃燒取暖，電取暖（熱風幕或電暖器），通暖氣管道取暖， 表2:現(xiàn)有冬季焊接施工中提升環(huán)境溫度的方式對比表 方法一：焦炭爐取暖 方法二：熱風幕取暖 方法三：暖氣管道 說明：在搭設的防風棚內，制作大型（大的油漆桶做成簡易的爐子）焦炭爐，填焦炭，生火取暖，基本能夠達到環(huán)境溫度要求，滿足冬季焊接施工 說明：在搭設的防風棚內，在兩端固定兩個熱風幕式的加熱器，集中向棚內輸送熱風，能夠達到環(huán)境溫度要求，滿足冬季焊接施工 說明：搭設的防風棚內或簡易的操作間，在其中安裝管徑較大的暖氣管道，能夠達到環(huán)境溫度要求，滿足冬季焊接施工 優(yōu)點：操作簡單 缺點：溫度可控性

5、差，嚴重浪費人工，焦炭燃燒產生的大量的煙塵對人體有害，火災風險性大 優(yōu)點：操作簡單 缺點：需要投入成本購置大量的熱風幕設備，升溫速度慢，設備已損壞，現(xiàn)場擺放困難。 優(yōu)點：無需人工操作 缺點：成本投入太大，無法重復使用 總體情況：目前形式多樣，但是各有缺點，均不適用于本工地 制表：田兆巖 時間：2009.10.05 通過以上調查，小組成員認真討論，提出根據(jù)本工程冬季嚴寒漫長的特點，制定出適合本工地實際情況的較為合理的方法，因此課題確立為：研究提升冬季焊接施工環(huán)境溫度的新方法 二、 確定目標 目標值確定： 滿足現(xiàn)場鍋爐冬季焊接施工的環(huán)境溫度必須達到的要求： A-I

6、類為-10℃；A-II、A-III、B-I類為0℃；B-I、B-III類為5℃。 三、 提出各種方案并確定最佳方案 （一）尋找設計思路 小組成員將從目前的現(xiàn)有方法進行優(yōu)缺點分析，取其精華，去其糟粕： 表3:冬季焊接施工中提升環(huán)境溫度的方式分析表 需要投入成本

7、 升溫速度慢 設備容易損壞 煙塵對人體有害 浪費人工 成本投入太大 溫度可控性差 熱風幕 暖氣管道 焦炭爐 操作 簡單 制表：田兆巖 時間：2009.10.06 從以上分析中可以看出，我們新方法需要保留的最重要的一點

8、，就是必須有操作簡單靈活的特點，然后要克服幾種方法的缺點，所以我們需要利用頭腦風暴法，尋求新的方法、方案，以便選擇出最好的一種。 （二）設計方案的提出與論證 1、 中心目標：暖封閉空間的制作 暖封閉空間 1、使用腳手架，外面敷設阻燃篷布 2、利用啟動鍋爐廢料管，制作架子，外面敷設加厚棉篷布 3、用主廠房封閉用的彩板搭設類似廠房的封閉空間 對于暖封閉空間，小組成員提出如下三種設計思路： 表4:暖封閉空間思路分析表： 制表：田兆巖 時間：2009.10.06 表5:暖封閉空間思路論證表： 對以上三設計思路，分別并進行了分析： 思路一 思路二

9、思路三 優(yōu)點：安全系數(shù)價高，腳手架容易搭設 缺點：保溫性能較差，對于環(huán)境溫度的提升速度和達到溫度后的維持效果不好；另外腳手架長期使用的租賃費較高 優(yōu)點：初投入少，棉篷布較阻燃篷布價格低廉，而且利用廢料，可以避免了架管租賃費；保溫性能較好 缺點：不能防火，有火災隱患 優(yōu)點：外觀美觀，封閉性較好，保溫性較好 缺點：成本投入太大，搭設難度較大，不利于重復利用 總結：分析后，采用第二種思路，可以在加熱方法上予以彌補，并在現(xiàn)場布置消防器材。 制表：田兆巖 時間：2009.10.07 經以上方案選擇分析論證： 1、使用工地廢料制作框架，外面敷設棉

10、篷布，可以有效的保證暖空間的保溫性，并且成本相對較低，可以重復利用，操作較為簡單。 2、其缺點就是防火性較差，我們將進一步處理此項缺點。 2、 加熱方法： 對于加熱方法，小組成員提出三種設計思路： 表6:加熱方法思路表： 加熱方法 1、焦炭爐輔以熱風幕 2、直接懸掛熱處理用履帶式加熱器 3、從啟動爐接暖氣管道 制表：田兆巖 時間：2009.10.07 對以上三種設計思路，分別進行分析： 表7：加熱方式思路對比、分析表 思路一 思路二 思路三 優(yōu)點：操作較為簡單，產熱量加大 缺點：溫度可控性差，每天

11、先生焦炭爐，必須專人監(jiān)護，升溫速度較慢，浪費人工，勞動效率較低，存在火災隱患，煙塵對人體有害 優(yōu)點：產熱量較大，升溫速度快，可操作性較強 缺點：目前是采用垂直懸掛或橫向懸掛，容易燙傷施工人員，而且熱量四周輻射，不能集中對環(huán)境溫度予以提升 優(yōu)點：產熱量大，恒溫持久，無污染 缺點：成本投入太大，需要購置適當規(guī)格的管道及閥門，成本高，投入人力物力成本太高 總結：分析后，采用第二種思路，加熱器布置方式上予以改進 制表：田兆巖 時間：2009.10.07 （三）確定最佳方案 通過分析論證，我們最終確定提升和維持冬季焊接施工環(huán)境溫度的最佳方案分為三步：

12、 表8：最佳方案表 履帶式加熱器法 提升焊接環(huán)境溫度 1、暖空間制作：利用啟動鍋爐廢料管，制作架子，外面敷設加厚棉篷布 3、現(xiàn)場實施并進行優(yōu)化 2、加熱裝置制作 制表：田兆巖 時間：2009.10.08 四、制定對策 1、方案的分解 為制定出切實可行的對策，小組成員首先對實現(xiàn)方案的各個環(huán)節(jié)進行了細化： 表9：方案分解表: 1、材料準備 2、加工制作 敷設棉篷布，暖空間組裝成型 3、組裝

13、 廢料管Φ32Х3，150米；Φ108Х5，60米，槽鋼、角鐵、16#鋼筋、16#鐵絲等邊角余料或廢料 硅酸鋁針刺毯（1000mm*350mm）、棉篷布（6m*8m） 履帶式加熱器，電腦溫控儀，電源線、溫度計 制作暖空間框架 制作加熱裝置框架 電加熱裝置組裝成型 調試好溫度曲線，通電試用，并測量施焊時的環(huán)境溫度 履帶式加熱器提升環(huán)境 溫度新方法 4、試用 制表：田兆巖 時間：2009.10.08

14、 制定對策表 表10：對策表 序號 對 策 目 標 措 施 完成時間 地 點 負責人 1 材料準備 硅酸鋁針刺毯 棉篷布 控制輻射方向，放置失火和人員燙傷 形成保溫性能較好的暖空間 1、裁剪制作符合要求的加熱裝置框架、控制輻射、促進安全的的材料。（1000mm*350mm） 2、提交購買計劃（6m*8m） 2009.10.15---2009.11.2 現(xiàn)場 馮克軍 尹洪杰 田兆巖 侯萬明 邱德山 廢料管Φ32Х3，150米；Φ108Х5，60米，槽鋼、角鐵、

15、等邊角余料或廢料 制作暖空間框架 從啟動鍋爐廢料或目前設備包裝的邊角余料挑選合適的材料。 履帶式加熱器，電腦溫控儀，電源線、溫度計、16#鋼筋、16#鐵絲 控制加熱裝置 根據(jù)北疆工地調來熱處理房子目前設備情況選取合適的設備 2 加工制作 制作暖空間框架 滿足四周封閉，密閉性良好的要求 1、依據(jù)受熱面設備尺寸進行下料制作。 2、焊接成形。 3、棉篷布敷設、試裝。 2009.10.13 現(xiàn)場 田兆巖 尹洪杰 3 制作加熱裝置框架 長度能滿足履帶式加熱器敷設600~1000mm調節(jié)自如 1、依據(jù)設計圖紙進行下料。 2、焊接成形。 3、檢驗其可調

16、性。 2009.11.16 現(xiàn)場 邱德山 侯萬明 吳守營 4 組裝、試用 高于環(huán)境溫度0℃的要求，達到5℃以上 1、檢查四周棉篷布密閉性良好 2、調整加溫的功率，控制在75—90% 2009.11.22 現(xiàn)場 侯萬明 尹洪杰 吳守營 制表：田兆巖 時間：2009.10.12 七、對策實施 對策實施一：材料準備 2009.10.15至2009.11.1日，小組成員提出材料設備相繼到位。 硅酸鋁針刺毯 履帶式加熱器 棉篷布 各種規(guī)格的廢料 鐵絲

17、 電腦溫控儀 對策實施二：制作暖封閉空間 小組成員根據(jù)受熱面設備（后煙道右包墻）組合鋪設情況，制作完成暖封閉空間框架，并敷設棉篷布 目標檢查：暖封閉框架尺寸合適，方便現(xiàn)場施工，封閉性良好，滿足目標要求，。 對策實施三：制作加熱裝置 1、 根據(jù)選用的履帶式加熱器，制作框架，950*340*80,分為上下兩層，上部用于覆蓋

18、 340mm 80mm 950mm 硅酸鋁針刺毯，下方敷設履帶式加熱器，在上部的四角位置纏繞四根鐵絲，懸掛于暖封閉框架上，或者下方墊上空心磚，放于焊接場所的地面上?？蚣苤谱魍瓿? 目標檢查：將履帶式加熱器放于其中，尺寸合適，如果加熱片較長，還可以在未封閉兩側延伸。滿足目標要求 對策實施四：裝置整體組裝、運用 1、2009.11.22，小組成員對整個裝置進行了整體組裝。 履帶式加熱器組裝、懸掛于暖封閉空間 熱加參數(shù)調整 2裝置組合好后，小組成員在通電半小時后進行

19、檢測，外部環(huán)境溫度為-22℃，暖封閉空間環(huán)境溫度為7℃，以及此時的電腦溫控儀的運行參數(shù)如下 試驗效果：操作方便，控制靈活，升溫及維持環(huán)境溫度效果較好，安全性高。 工作原理簡介： 根據(jù)現(xiàn)場受熱面組合時使用的暖封閉空間大小，選擇履帶式加熱器的片數(shù)，經估算，每一片履帶式加熱器，在設定加熱功率和相關參數(shù)后，可以使加熱器周圍40m3范圍內，室內為溫差保持在25—30， 如：本次搭設的暖封閉框架為15*4*4=240 m3， 放置六片加熱裝置，半小時后，環(huán)境溫度內

20、部：7℃，外部-22℃，相差29℃ 八、效果檢查 1、目標值檢查： 自2009.11.22日至2009-12-5日，共組合受熱面焊口393只，密封焊接800米，暖封閉空間內焊接環(huán)境溫度維持在5—15℃確認為：滿足施焊要求 表11：裝置應用焊接環(huán)境溫度統(tǒng)計 時間 外部環(huán)境溫度 內部環(huán)境溫度 09.11.23，9：00am -24℃ 5℃ 09.11.25，2：00am -17℃ 9℃ 09.12.1，8：00am -26℃ 4℃ 09.12.4，9：00am -22℃ 8℃ 結論：本次新方法的使用，實現(xiàn)了目前高寒地

21、區(qū)火力發(fā)電廠焊接施工，嚴格執(zhí)行《DL/T869-2004火力發(fā)電廠焊接技術規(guī)程》中5.1.1規(guī)定，“允許進行焊接操作的最低環(huán)境溫度因鋼材不同，分別為：A-I類為-10℃；A-II、A-III、B-I類為0℃”的標準的可能，克服冬季焊接施工環(huán)境溫度太低，無法施工或野蠻施工的弊病 綜上所述，履帶式加熱器提升焊接環(huán)境溫度新方法的研制成功。我們實現(xiàn)了既定目標。 2、經濟效益： 我們可以分別以新舊兩種方式進行經濟效益的分析： 1、相對于使用焦炭爐而言，不用投入人工進行焦炭爐的制作，月節(jié)省人工10*70=700元 2、節(jié)省每天生爐子時間，每天提高約1小時的施工效率，冬季施工約計5個月，150天

22、*1小時*100人工（受熱面組合用工）/每天8小時*70=131250元 3、對于相同用電量的情況下，和電熱風式的加熱器節(jié)省設備購買的費用：12臺*800=9600元 4、對于產生同樣熱量所需要的電\煤比例為1度電\0.5Kg煤，一度電單價0.8元，0.5Kg煤（焦炭）需要，1.8元/Kg*0.5Kg=0.9元，0.8≈0.9，所以在用電和用焦炭的成本上兩種方法持平。 九、鞏固措施 1、此新方法目前在鄂溫克工地鍋爐專業(yè)冬季焊接施工中廣泛推廣； 2、優(yōu)化加熱器框架的布置方式，避免與金屬結構直接接觸，造成因加熱器金屬絲與框架接觸后造成的電腦溫控儀跳閘現(xiàn)象或保險絲損壞 十、總結回顧及今后打算 通過這次活動，我們體會最深的是： 1、“創(chuàng)新型”的活動程序為我們完成本課題提供了嶄新的思路，使我們能夠靈活運用QC工具，跳出原有的條條框框，在老的方式方法上予以創(chuàng)新。 2、我們QC小組充分發(fā)揮集體智慧，利用頭腦風暴法，及時記錄每個人思維中的閃光瞬間，充分利用已有條件，創(chuàng)新成功，延長了冬季焊接施工工期，保證了焊接質量。 3、由于我們成功地在本工地鍋爐焊接施工中使用了此新方法，并通過了合理化建議初步審查，增強了全體小組的工作積極性，為下一步進行的《降低鍋爐受熱面焊口氣孔缺陷》的QC活動增加了信心。 15