摘要：简要介绍球形储罐上支柱焊接后变形问题，阐述了运用QC方法来保证上支柱板的预制质量。
关键词：球罐 上支柱 直线度
球罐是以储存易燃、易爆或有毒的介质为主要功能的压力容器，在制造质量和使用安全性被业界高度重视。而球罐支柱是承受球罐载荷的部件，它直接影响球罐的安全，因此不可忽视。
以前我们制作的球罐的上支柱形式为U形柱结构型式，由于此种型式的U形结构需制造单位自行压制，压制的工艺复杂和烦琐，从而影响了球罐工期也保证不了支柱的外观质量。为了避免这些问题，我们采用了直接连接加托板的结构型式。这种形式的上支柱因为是整根无缝钢管制作而成的，就减去了压制的环节，支柱外观质量也比较光洁，大大加快了制造速度。但同时也有了一个不足，就是此种型式的上支柱比U形长度加了很长，这样控制上支柱的直线度就成为施工单位的一个难题。因此我们成立了专门的QC项目组以《控制球罐上支柱直线度》为课题来解决所产生的上支柱直线度问题。
一、活动目标
球罐上支柱的直线度允许偏差为总长的1/1000，轴线位置偏移不大于2mm。
二、第一次PDCA循环
1.现状分析
研究课题确定以后，项目组对国家重点项目冀东油田的2000m3球罐3台和1台650m3球罐以及为亚洲最大轻烃总库制造的3台1500m3球罐共68个上支柱进行实际调查，对存在影响上支柱直线度的因素有焊接收缩变形、上支柱组对有随意性、托板与支柱和球壳板组对间隙过大、上支柱切割后变形等四个项目进行了排列统计分析，据此我们编制了影响球罐上支柱安装质量因素调查统计表，并根据调查统计表绘制了排列图。
我们可以得出结论：焊接收缩变形和上支柱组对有随意性是主要问题。
2.要因分析与确认
（1）焊接收缩变形要因确认
确认一：施工人员粗心大意，责任心不强
作业的铆工在施工中为严格按程序操作。
结论：非要因。
确认二：工具磨损
仅限于个别测量用的盘尺等简单工具，对上支柱组对不构成要因
结论：非要因。
确认四：高温作业
有个别时候在高温天气施工
结论：非要因。
（2）上支柱组对有随意性要因确认
确认一：人员轻视质量，责任心不强
施工人员未严格按工艺和程序操作，质量意识淡薄，急需加强。
结论：非要因。
确认二：设备老化
设备主要是焊机，老式焊机年久失修，焊接参数调节不稳定，焊接电流时大时小。
结论：非要因。
确认三：支柱管材厚度大
由于所用的是厚壁无缝钢管，所以在焊接时需要的焊接量就增加了，增大了焊接变形程度。
结论：非要因。
确认四：工艺制定不详细
工艺交底内容不够具体，针对性不强。
结论：要因。
综上所述，确认的要因如下：a. 组对上支柱方法不合理。b. 工艺制定不详细。
3.制定对策
（1）组对方法不合理
对策是重新研讨组对方法和机具，措施是制定一套合理而简捷的方法，并研制出了组对胎具。
（2）工艺制定不详细
对策是制定具体和详细的施工工艺。措施是在组对和焊接前，要制定好预防焊接变形措施，以及焊接变形后要做好矫正变形的工作。
4.对策实施
根据如何提高上支柱组对精度和准确度的对策研究，项目组按照研制出来的组对胎具在实施过程中我们完全按照程序和标准进行运作。
（1）上支柱组对方法不合理实施对策：由于以往组对上支柱的方法比较粗糙和简单，对以前组对上支柱中出现的问题进行总结。发现以前的组对方法比较烦琐，但组对时还很粗糙，难于保证标准要求的上支柱直线度精度。基于以上以及我们的多年的经验，我们研制出了一套上支柱组对安装的胎具。
先用下边在四个角的夹紧丝保证好赤道板弧度及尺寸，然后安装已经切割好的上支柱，对准板的中心线和各个尺寸，计算出台面距上支柱上表面的高度再加100mm做一高度在两立柱拉线，用直尺测量上支柱各点距拉线的距离就可以调整上支柱是否与台面水平。
测量支柱与赤道板之间对角线L1、L2，将L1与L2的差值控制在2mm之内。
经过用以上的方法和组对胎具，赤道板组对成带后，支柱垂直度等各项指标均能符合规范要求。
（2）工艺制定不详细实施对策：在组对完上支柱后，组对焊接托板前，制定好完备的工艺，能预见到焊接托板时会产生焊接收缩变形，会使支柱的接口一端向下变形， 影响上支柱的直线度。所以我们在组对支柱和托板时，组对接口一端提高5mm，以及把托板加大，做好反变形工作。在进行支柱与赤道板角焊缝的焊接， 由两名焊工对称同步施焊， 以减小焊接变形。
5.效果检查
经过实施了以上的对策，我们重新统计了68个上支柱，其中有63个已符合我们设定的目标，而仍有5个上支柱直线度的偏差大于总长的1/1000，所以我们进行第二次PDCA循环。
三、第二次PDCA循环
1.现状要因分析
我们经过了第一次的PDCA循环，已解决了绝大部分的上支柱直线度超标的问题。 我们QC小组全体成员深入现场，进行实际调查研究，对直线度偏差比较大的5个上支柱从人、机、料、法、环五个方面进行全面分析。
2.要因确认
确认一：施工人员粗心大意，责任心不强
施工人员虽有个别粗心马虎现象发生，但绝大部分人员能严格按照小组研究的工艺方案操作。
结论:非要因
确认二：技术参差不齐
参加施工的焊工有部分是年轻经验不丰富的，但有老工人师傅传帮带弥补了其不足。
结论:非要因
确认三：焊接设备老化
焊机虽然陈旧，但焊接工艺参数调节较稳定，并有专职维修人员进行维护。
结论:非要因
确认四：赤道板厚度较薄
在焊接托板与支柱和赤道板时，由于焊接量很大，更由于钢板较薄，产生比较大的焊接应力集中，使焊接部位凹陷。导致支柱直线度偏差。
结论:要因
确认五：焊接质量达不到要求
有少量支柱与托板焊道未用适应生产现场的施焊方法。
结论:非要因
确认六：吊运变形
带支柱赤道板在吊运过程中有对支柱有撞击现象。
结论:非要因
确认七：高温环境作业
确实有少数施焊作业时，在高温环境下进行，但制造厂已采取相应防暑降温措施来保证施工按时保质保量的进行。
结论:非要因
综上，确认的要因就是赤道板厚度较薄。
3.制定对策
由于赤道板焊接变形产生的凹陷在标准范围内，所以我们为保证上支柱的直线度，就选用火焰矫正的方法，对支柱上变形的部位加热，从而使上支柱的直线度符合规定。
4.实施对策
具体措施：因为火焰矫正的原理就是加热变形部位，产生冷收缩，达到矫正变形的目的。我们用火焰加热托板与支柱的连接部位的上边与赤道板的凹陷的部位下边，在操作中掌握好加热的面积和火候，待冷却后就可以矫正好变形，经检验用此方法使用后上支柱的直线度已符合标准。
经过项目组的努力，我们采取了合理的工艺、合适的操作方法，运用两次PDCA循环已圆满地解决了上支柱直线度超标的问题。
7.效果总检查
（1）经济效益：
在实行了QC活动之后，我们在组对和焊接上支柱的环节中较快地提高了施工速度。节省了由于质量不达标而造成返工产生的焊材、人工费和各种辅助费用的支出。
（2）社会效益：
大大提高了工作效率，保证了球罐整体能按时、保证质量的运输到施工现场，避免了造成由于拖延施工工期产生的违约和给单位造成的不良声誉影响。
8.巩固措施
在单位领导和各部门的大力支持下，我们QC项目组全体成员经过不懈努力，保证球罐上支柱直线度质量为目标得以实现，并取得了显著的经济和社会效益。为巩固所取得的成果，制定了以下巩固措施：
（1）对本次QC活动进行总结，找出成功和不足，为开展下一步的活动提供经验；
（2）继续努力，持续改进，保证球罐的制造质量进一步提高；
（3）继续研究火焰矫正方法在其他压力容器等钢结构变形上的应用。
作者简介：王立平(1979- )，男，汉族，黑龙江望奎人，本科学历，黑龙江省大庆职业学院机电工程系焊接技术及自动化专业教师，研究方向：焊接结构生产与质量检测，压力容器制造与检验。