浅议IE程序分析法在大型水电球阀装焊周期缩短中的应用

沈永立

摘 要 国家大力提倡“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，十三五以来，推动清洁能源发展和应用的能源结构调整步入了快速通道，国家持续加大对清洁能源水电项目的投入、扶持和培育，尤其在当前国家电力总需求总体处于饱和的情况下，作为在电网体系中能够起到储能和“调峰填谷”调节作用的抽水蓄能水电机组，市场需求量大幅度陡增。

关键词 IE程序分析法;大型水电球阀;装焊周期

球阀作为大型抽水蓄能机组的技术含量较高、制造难度较大、安装需求最急的典型部套，长期以来，一直是水电装备制造业的按时满足电站前期埋入安装交货的难题，尤其是最常见的分瓣组焊式球阀的装焊过程，是球阀制造周期最长的，球阀焊接成型周期是球阀制造周期中最长的，而其中等待时间浪费尤其严重。

1球阀装焊过程程序分析

改善前流程：装配工位阀体一瓣就位→活门吊装就位→阀体第二瓣就位→检查间隙→搭焊焊接→检查→转运到焊接工位→调整就位→检查水平→焊接外对接焊缝→装配转动活门→焊接内对接焊缝→检查→焊接支座退火→转运到打磨工位→调整就位→打磨外对接焊缝→装配转动活门→打磨内对接焊缝→起吊到翻身平台→翻身90度→打磨地脚面→探伤检查→打磨清理缺陷→补焊→打磨→探伤至合格→转出加工。

运用“5W1H”提问技术，分别从操作、检查、等待、搬运和储存五个方面逐项进行分析，发现现行的球阀焊接成型过程存在以下几个问题：

（1）球阀装配、焊接、打磨、探伤、调整存在大型部件多工序工位之间的搬运。原因是工序分属多个部门，进行实物交接导致搬运浪费严重。

（2）球阀多次重复检验不必要。设置该工序的目的是防止因球阀搬运导致大型结构件变形，所以在开始下一道工序之前反复检查确认。

（3）多部门之间沟通效率较为低下，尤其对于清理缺陷-探伤补焊-打磨-探伤的重复处置，一轮处置周期需要至少6个人的信息传递，3天才能完成一轮的处置，球阀面临着多轮处理，周期浪费严重。

（4）球阀地脚支座打磨工作不必要。设置该工序的目的是为了球阀外观的焊缝为了满足探伤的需要进行的打磨，但对打磨粗糙度的技术要求过高，需要专门配合翻身才能满足打磨要求，属于过度加工，对于大型球阀来说，造成了搬运、等待以及人员、吊车、时间的极大浪费。

（5）球阀焊接主焊缝焊接剖口过大，造成焊接量多大，焊接周期过长，同样造成打磨周期也增加，焊接面积增大，导致焊接缺陷机会增大，处理缺陷周期同步增加。剖口设计较大的目的一方面是为了强度的需要，另一方面更多是为了手工焊接操作的便利，剖口过小无法进行较深位置的熔焊。

（6）球阀装配中间过程中的调整工序设置复杂，增加了多专业之间的协调和配合难度，造成大量的等待浪费。设置该工序的目的是为了保证球阀装配和调整的专业性操作，但作为结构件成型过程中的装配和调整，对精度尺寸的要求在毫米级，根本没有必要进行专业装配人员的调整，焊接铆装完全可以满足装配和调整的要求[1]。

2改善方案和实施

通过对球阀焊接成型工序的详细分析，运用“ECRS”四大原则，对球阀焊接成型工序进行改进。改进时首先使用“取消”原则，取消是改善的最高境界，不能“取消”的，再考虑“合并”、“重排”或“简化”。通过分析，得到如下改善方案。

（1）取消球阀地脚支座打磨工序。通过与设计和工艺部门联系，说明地脚支座焊缝并非过流部位，同时焊缝外观完全可以满足产品要求，满足刚强度要求，打磨反而可能降低地脚支座刚度，在充分沟通征得技术部门同意后，对产品工时工序进行了改版，取消了球阀地脚支座打磨工序，只满足正常探伤要求即可。取消球閥地脚支座的打磨，同步即取消了球阀在打磨中的一次翻身以及相应的探伤、处理缺陷的工序，直接消除直线周期12天。

（2）取消由装配进行的装配和中间调整工序，合并入焊接工序，由焊接专业一并进行。为了验证焊接是否可以满足装配和调整工序的要求，采用了逐步过渡的方式，通过三台球阀让焊接人员进行装配，装配人员进行指导和检查，完全可以满足装配需求，最终协商工艺，取消过程中的两次装配调整，减少了专业和部门之间的交叉和协调，消除了过程中的等待的浪费。

（3）合并装配-焊接-调整-打磨-探伤工作的三次工位调整为统一工位。转序和工位的调整可能会带来球阀的局部尺寸变形，需要增加调平就位、尺寸核查等工序保证，同时，作为大型球阀，起吊搬运一次浪费大量的人力、时间、起吊资源、吊车等重型资源，完全可以进行合并统一工位进行。通过合并工位，之间减少中间的两次搬运100M的浪费。

（4）简化焊磨探工序。针对处理缺陷过程中“焊接-打磨-探伤”反复处理的情况，在焊接培养表面缺陷处理的“焊接-打磨-PT探伤”的多能工，一次性进行三道反复工序的处置，并先进行自主PT表面渗透探伤，在探伤自检合格的情况下，再联系专业探伤检验，确保探伤一次性通过。在通过验证之后，缺陷处理的周期大幅度缩短。

3改善效果评价

改善后流程：装配工位阀体一瓣就位→活门吊装就位→阀体第二瓣就位→搭焊焊接→检查→机器人焊接外焊缝→转动活门→焊接内对接焊缝→焊接支座退火→同步打磨外对接焊缝→打磨清理补焊→探伤至合格→转出加工。

通过改善，球阀装焊流程更加科学、合理，减少操作流程5项，减少检验3项，减少等待3项，减少搬运3项，增强了生产过程的连续性和节奏型，生产效率明显提高;减少了操作工人累计49人次，取消了地脚打磨等工序;缩短了生产周期，改进后球阀焊接成型周期从2796H缩短到1548H;减少了搬运距离，改进后减少了装焊工序搬运160M;减少了大量吊车、焊机、空气压缩机等大型动能设备能耗，改善效果较为显著，圆满实现了改善目标，本文的改善方法和成功经验可在其他同类型的大型离散装备制造业多工序、长周期产品中推广应用。

参考文献

[1] 张巍伟.水电球阀的结构设计[J].化学工程与装备，2018（4）：221-222.

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