不銹鋼盤管調(diào)直器研發(fā)

不銹鋼盤管調(diào)直器研發(fā)小組名稱：自控儀表QC小組發(fā)表人：單位名稱：建設(shè)工程有限責(zé)任公司2012年1月25日目錄TOC\o"1-1"\h\u21992一、課題背景 一、課題背景長期以來，在石油天然氣建設(shè)自控儀表施工中，井口安全系統(tǒng)大多采用不銹鋼盤管來進(jìn)行取源。因工程所用不銹鋼管主要為:3/8"×0.035"（150m盤）,材質(zhì)為316L，硬度較大、彈性好，到貨的不銹鋼管大多采用盤式包裝（如圖1所示），不利于校直安裝；根據(jù)GB50131-2007《自動化儀表工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》要求，在儀表管道安裝施工中，各種儀表管道均應(yīng)做到順直、沒有裂紋及凹陷。受施工現(xiàn)場諸多條件的限制，調(diào)直長期采用手工調(diào)直法為主。手工校直法時間長、效率低下、人工成本高，且調(diào)直精度差，調(diào)直后的鋼管易凹陷變形，影響施工質(zhì)量，給施工帶來了一定的難度。圖一安裝之前儀表管路圖圖二人工調(diào)直安裝的儀表管路圖二、選擇課題（一）問題提出小組根據(jù)施工現(xiàn)場平時遇到的問題進(jìn)行了歸納，主要體現(xiàn)在如下兩方面：（1）施工質(zhì)量不高。不銹鋼盤管材質(zhì)為316L，硬度較大，彎曲盤管校直施工難度大，現(xiàn)場安裝偏差已達(dá):5mm/m。（2）施工效率低。以前安裝盤管安裝過程中采用的是人工調(diào)直方法，調(diào)直一盤150米的盤管施工周期長（需要3天時間）。（二）確定課題不銹鋼盤管調(diào)直的施工工效和現(xiàn)場安裝偏差已經(jīng)嚴(yán)重影響到施工質(zhì)量和施工成本，為此自控儀表QC小組集中全體組員經(jīng)驗，廣集思路，希望設(shè)計制作有一種輕巧、簡易施工工具，能夠提高施工工效且縮小安裝偏差，小組最終選題確定為：不銹鋼盤管調(diào)直器研發(fā)。QC小組概況小組概況小組名稱自控儀表QC小組注冊編號YJDY-01課題名稱不銹鋼盤管調(diào)直器研發(fā)成立時間2011年3月課題類型創(chuàng)新型活動時間2011年3月-2011年11月小組人數(shù)（≤10人）7人當(dāng)年活動次數(shù)15次小組成員情況序號姓名年齡文化程度職務(wù)職稱組內(nèi)分工備注135大專副中隊長組長策劃人232本科工程師副組長策劃人324本科技術(shù)員組員資料收集438大專儀表安裝工組員執(zhí)行人537中專儀表安裝工組員執(zhí)行人638技校儀表安裝工組員執(zhí)行人735大專質(zhì)量部副部長組員資料整理QC活動指導(dǎo)：倪愛芳四、設(shè)定目標(biāo)1、不銹鋼盤管調(diào)直后，偏差不大于2mm/m。2、調(diào)直一盤150m不銹鋼盤管的調(diào)直時間降低到1天內(nèi)。五、提出方案，確定最佳方案1、提出方案：2011年3月5日，小組成員在重慶項目部召開了兩次會議，小組成員圍繞《如何提高不銹鋼盤管路安裝質(zhì)量和速度》進(jìn)行了大討論，提出了三種方案，并進(jìn)行了分析比較：方案1.借鑒建筑用鋼筋調(diào)直機(jī)研發(fā)盤管調(diào)直器R2R2R1d鋼筋調(diào)直機(jī)調(diào)直鋼筋時，利用三個圓盤分兩邊夾持直線通過的鋼筋，利用圓盤的上下移動給鋼筋上下兩方各一個壓力，從而達(dá)到調(diào)直的目的。上邊是一個圓盤，半徑為R1，另外一邊是兩個等徑的圓盤，半徑為R2。設(shè)需校直的鋼筋直徑為d，它們之間的中心距則調(diào)整為R1+R2+d。借鑒鋼筋調(diào)直機(jī)原理研發(fā)一臺不銹鋼盤管調(diào)直機(jī)，采用電動機(jī)動力帶動上下兩個圓盤加持不銹鋼盤管勻速前進(jìn)，利用另外三個圓盤分兩邊夾持直線通過的不銹鋼盤管，利用圓盤的上下移動給鋼筋上下兩方各一個壓力，從而達(dá)到調(diào)直的目的。方案2.自制不銹鋼盤管調(diào)直器利用卷板機(jī)的工作原理，研發(fā)一種輕便簡易的不銹鋼盤管調(diào)直器。將不銹鋼盤管加持于調(diào)直器中間，利用人工左右移動調(diào)直器，利用上下軸承的壓力來對盤管進(jìn)行調(diào)直。方案3.借鑒立式拉絲機(jī)調(diào)直盤管立式拉絲機(jī)可以拉直鋼、鋁、銅、電工用導(dǎo)線、鋼絲繩等金屬線材。最大拉直直徑：6.5-4.4mm，最小拉直直徑(mm)：2.6-1.6mm。借鑒立式拉絲機(jī)原理，更改拉絲機(jī)上的加持模具，用盤管來代替電工用導(dǎo)線、鋼絲繩的位置，采用拉直的方式來達(dá)到調(diào)直盤管的目的。針對每個方案，從有利因素和不利因素兩個方面分析：方案名稱方案實施優(yōu)點缺點方案1：借鑒鋼筋調(diào)直機(jī)制造盤管調(diào)直機(jī)方案2：自制調(diào)直器方案3：借鑒立式拉絲機(jī)調(diào)直盤管2、確定最佳方案：通過以上的對比后，QC小組成員一致認(rèn)為，自制盤管調(diào)直器能最大限度滿足要求，對盤管的保護(hù)及調(diào)直效果方面更具優(yōu)勢，為此我們認(rèn)為方案二為最佳方案。繪制親和圖，提出不銹管盤管調(diào)直器的研發(fā)方案不銹管盤管調(diào)直器的研發(fā)方案親和圖制圖人：劉勇剛制圖時間：2011年3月8日4、確定不銹鋼盤管調(diào)直器研發(fā)最佳方案1）不銹鋼盤管調(diào)直器底板材料的選擇方案選擇試驗分析結(jié)果結(jié)論普通鋼板沖擊試驗及重量分析采用硬質(zhì)塑料板沖擊試驗及重量分析不采用鋁合金材料沖擊試驗及重量分析不采用2）不銹鋼盤管調(diào)直器軸承選擇方案選擇試驗分析結(jié)果結(jié)論普通鋼制軸承與不銹鋼盤管的接觸面積試驗以及對不銹鋼管的腐蝕與不銹鋼盤管的接觸屬于點接觸，易損傷盤管；與不銹鋼屬于不同材質(zhì)的金屬，易使不銹鋼管發(fā)生表面腐蝕不采用帶凹槽鋼制軸承與不銹鋼盤管的接觸面積試驗以及對不銹鋼管的腐蝕與不銹鋼盤管的接觸屬于面接觸，不會損傷盤管；與不銹鋼屬于不同材質(zhì)的金屬，易使不銹鋼管發(fā)生表面腐蝕不采用帶凹槽不銹鋼軸承與不銹鋼盤管的接觸面積試驗以及對不銹鋼管的腐蝕與不銹鋼盤管的接觸屬于面接觸，不會損傷盤管；與不銹鋼屬于同材質(zhì)的金屬，不會使不銹鋼管發(fā)生表面腐蝕采用3）不銹鋼盤管調(diào)直器底板尺寸選擇方案選擇分析結(jié)果結(jié)論450*150*12尺寸適中，重量較輕，強(qiáng)度較好。便于操作。采用1000*150*12尺寸長，重量太重，強(qiáng)度一般。不便于操作。不采用450*150*20尺寸適中，重量太重，強(qiáng)度高。不便于操作。不采用4）不銹鋼盤管調(diào)直器軸承數(shù)量及排布選擇方案選擇過程分析結(jié)果結(jié)論采用上下兩排直線排列的共12個軸承上下擠壓通過其中的不銹鋼盤。因盤管的受力點基本處于一條直線，無法保證校直后的盤管發(fā)生回彈現(xiàn)象，校直效果不理想。不采用采用上下兩排直線排列的共8個軸承上下擠壓通過其中的不銹鋼盤管。以四個等腰三角型結(jié)構(gòu)原理，利用上下兩方軸承上的凹槽面，上下多點擠壓直線通過的不銹鋼盤管。因盤管的6個受力點不重合，稍微向下調(diào)節(jié)上方兩個軸承后，可保證校直后的盤管盡量減少回彈現(xiàn)象，校直效果較為理想。采用采用上下兩排直線排列的共5個軸承上下擠壓通過其中的不銹鋼盤管。因盤管的3個受力點不重合，稍微向下調(diào)節(jié)上方中間軸承后，可保證校直后的盤管盡量減少回彈現(xiàn)象。但因受力點較少，校直效果不是很理想。不采用根據(jù)以上一系列的分析、試驗、對比后，小組成員確定了最佳不銹鋼盤管調(diào)直器研發(fā)方案。如下樹圖：六、制定對策2011年3月，在重慶氣礦項目施工現(xiàn)場基地，小組進(jìn)行了方案設(shè)計，制定了對策表，如下：對策表制表人：王珂制表時間：2011.3.23七、實施實施一：不銹鋼盤管調(diào)直器設(shè)計固定板、擋板、調(diào)節(jié)板的材料均使用12mm厚普通鋼板制作。具有較好的抗沖擊能力，不易變形；且材料普通，易采購；易于切割、鉆孔等深加工。不銹鋼軸承材質(zhì)為316L，且?guī)в信c不銹鋼盤管同直徑的外凹槽，調(diào)直過程中避免管材被腐蝕，保護(hù)管材不易受損變形等優(yōu)點；采用8個軸承以四個等腰三角型結(jié)構(gòu)，固定在長方型的鋼板上，以下方固定板上的4個固定點、直線排列的軸承為支撐，用調(diào)節(jié)板向下調(diào)節(jié)上方的2個軸承，下壓在不銹鋼盤管上，利用上下兩方軸承上下多點擠壓，來調(diào)直線通過的不銹鋼盤管，采用人工方式左右移動調(diào)直器，來達(dá)到不銹鋼盤管調(diào)直的最終目的。將調(diào)直器擋板插入固定板與調(diào)節(jié)板之間，采用4顆M8的螺絲固定在底板上，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)板上的4個調(diào)節(jié)手柄，來調(diào)節(jié)上下兩排軸承之間的間距。圖三盤管調(diào)直器示意圖實施二：不銹鋼盤管調(diào)直器的制作嚴(yán)格控制固定底板、擋板、調(diào)節(jié)板的下料尺寸。使用氣割方式按圖尺寸切下固定板、擋板及調(diào)節(jié)板所需材料，后進(jìn)行打磨加工。加工后固定板、擋板、調(diào)節(jié)板尺寸誤差控制在1mm內(nèi)；精確控制開孔位置及孔徑。使用鉆床對固定板、擋板進(jìn)行開孔，嚴(yán)格選用合適的鉆頭，開孔的直徑及各孔間距誤差確保在0.2mm內(nèi)；詳細(xì)部件尺寸（如圖四所示）：軸承采用M12的螺絲固定牢固，緊固力矩值不小于51N.m，軸承安裝位置準(zhǔn)確。將調(diào)直器擋板插入固定板與調(diào)節(jié)板之間，并用4顆M8的螺絲將調(diào)節(jié)板與固定底板用1顆M12的螺絲相固定。（如圖五所示）實施三：不銹鋼盤管調(diào)直器的試用在多個單井站施工中，同時試用，檢驗所研發(fā)的不銹鋼盤管調(diào)直器是否能夠大大的提高施工效率、提高施工質(zhì)量。為保證制作質(zhì)量，小組成員在不銹鋼盤管調(diào)直器制作完成后，對其外形尺寸、軸承間距、抗沖擊性以及不銹鋼盤管調(diào)直質(zhì)量均進(jìn)行了檢驗，均符合要求。圖六所示：正在使用效果驗證圖圖七所示：不銹鋼盤管被調(diào)直后安裝圖八、效果檢查不銹鋼盤管調(diào)直器的誕生提高了工作效率，節(jié)省了工作時間，減少了管材的浪費，保證了施工質(zhì)量，而且美觀大方。實現(xiàn)了小組的總體目標(biāo)。1、目標(biāo)檢查①盤管調(diào)直后，實現(xiàn)了偏差不大于2mm/m的目標(biāo)。研發(fā)出的不銹鋼盤管調(diào)直器，已應(yīng)用于不銹鋼盤管的調(diào)直。原來現(xiàn)場安裝偏差為不大于5mm/m，安裝質(zhì)量僅達(dá)到了合格標(biāo)準(zhǔn)；經(jīng)過校直器處理后，現(xiàn)場安裝偏差不大于2mm/m，觀感質(zhì)量和施工質(zhì)量得到極大的提升。得到設(shè)計、甲方、監(jiān)理一致好評。不銹鋼盤管被調(diào)制后安裝效果圖（圖八）②150m盤管調(diào)直現(xiàn)在僅需要1天。由于他的設(shè)計特點，其重量僅8公斤，便于現(xiàn)場操作使用，大大提高了工效，原來調(diào)直150m盤管需要3天，現(xiàn)在僅需要1天，且只需1名儀表工和1名配合工就可以完成全部的操作。2、經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益和質(zhì)量效益如下：1、工時節(jié)約價值＝原來是4個人1個臺班要3天才能完成的工作量，現(xiàn)在僅需1名儀表工加以1名配合工，1天就能順利完成。提高工效3倍多。直接和間接費用節(jié)約成本費用10000元。

2、減少廢品節(jié)約價值＝成品或半成品單件價值×（改進(jìn)前6個月的平均廢品率2%，－改進(jìn)后6個月的平均廢品率1%）×計算期計劃產(chǎn)量－工藝改革費用。九、標(biāo)準(zhǔn)化1、收集整理各項資料，針對適用范圍及使用注意事項等編制了《不銹鋼盤管調(diào)制器使用說明》，并組織操作人員學(xué)習(xí)，現(xiàn)已將不銹鋼盤管調(diào)直器