油氣管道防腐生產(chǎn)質(zhì)量控制狀況分析

赫連建峰，閆軍，牛自得，胡延新

中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院，天津300451

油氣管道防腐生產(chǎn)質(zhì)量控制狀況分析

赫連建峰，閆軍，牛自得，胡延新

中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院，天津300451

介紹了采用過程能力指數(shù)法，對(duì)國內(nèi)為西氣東輸二線、西氣東輸三線、陜京三線、中緬線提供防腐管的6個(gè)油氣管道生產(chǎn)廠家進(jìn)行管道防腐生產(chǎn)質(zhì)量控制能力的評(píng)價(jià)，給出的數(shù)據(jù)及分析結(jié)論有一定的參考意義。

油氣管道；防腐；質(zhì)量控制；過程能力指數(shù)

近年來，我國先后修建了西氣東輸二線、西氣東輸三線、陜京三線、中緬線等油氣輸送管道。中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院參與了這些工程使用的防腐管在工廠預(yù)制階段的質(zhì)量監(jiān)督工作，積累了較為豐富的防腐管生產(chǎn)過程質(zhì)量參數(shù)。采用質(zhì)量控制分析方法對(duì)防腐管生產(chǎn)過程中的質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可在一定程度上了解各個(gè)防腐廠的防腐管生產(chǎn)質(zhì)量控制水平，從而為針對(duì)性地提出生產(chǎn)質(zhì)量控制措施提供依據(jù)。

1 質(zhì)量控制分析方法的選用

1.1 評(píng)價(jià)質(zhì)量控制的方法

評(píng)價(jià)質(zhì)量控制的方法主要有六西格瑪管理方法、帕累托圖法、直方圖法、過程能力指數(shù)法等，每種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。本文采用過程能力指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2 過程能力指數(shù)的定義

過程能力指數(shù)是指產(chǎn)品生產(chǎn)過程對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的保證程度，表示工序在一定時(shí)間里，處于穩(wěn)定生產(chǎn)控制狀態(tài)下的過程實(shí)際加工能力，是度量生產(chǎn)過程存在著分散的一個(gè)參數(shù)。過程能力指數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中F——過程能力指數(shù)；

σ——某過程的總體標(biāo)準(zhǔn)差；

TU、TL——技術(shù)規(guī)范的上、下邊界。

1.3 過程能力指數(shù)的意義

過程能力指數(shù)越大，表明數(shù)據(jù)的離散程度越小，過程能力越高；過程能力指數(shù)越小，表明產(chǎn)品的離散程度越大，過程能力越低。

1.4 防腐管生產(chǎn)質(zhì)量參數(shù)的選取

在防腐管生產(chǎn)中有很多的質(zhì)量參數(shù)，本文選取的4個(gè)質(zhì)量參數(shù)為：

（1）防腐廠每天每班用DSC（示差掃描量熱法）測定的防腐管粉末涂層固化度。

（2）防腐管分別生產(chǎn)至10、20、30 km長時(shí)的3PE層48 h、30 d的陰極剝離數(shù)據(jù)。

（3）防腐管聚乙烯層拉伸強(qiáng)度。

（4）防腐管聚乙烯層斷裂伸長率。

1.5 過程能力指數(shù)的計(jì)算程序（見圖1）

1.6 綜合過程能力指數(shù)的計(jì)算公式

式中F（u，σ）——綜合過程能力指數(shù)；

fcp（u，σ）——粉末涂層固化度的過程能力指數(shù)；

fcd（u，σ）——三層結(jié)構(gòu)防腐層陰極剝離的過程能力指數(shù)；

ft（u，σ）——聚乙烯層拉伸強(qiáng)度的過程能力指數(shù)；

fb（u，σ）——聚乙烯層斷裂伸長率的過程能力指數(shù)；

a1，…，a4——權(quán)重比例，a1=35%；a2=35%；

該公式可綜合量化評(píng)價(jià)防腐管粉末固化度、陰極剝離、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率等4個(gè)指標(biāo)。

1.7 防腐過程能力的等級(jí)劃分（見表1）

表1 過程能力的等級(jí)劃分

2 分析數(shù)據(jù)的來源及數(shù)量

（1）采用了6個(gè)防腐廠（分別用A、B、C、D、E、F代表）為3條油氣管道提供防腐管的總共2 681個(gè)樣本，分別如下：西三線西段防腐管1 056個(gè)樣本，西三線東段防腐管490個(gè)樣本，中緬線防腐管1 135個(gè)樣本。

（2）防腐管生產(chǎn)時(shí)各個(gè)防腐廠所用的原材料組合情況見表2~4。

表2 西三線西段防腐管所用的原材料組合

表3 西三線東段防腐管所用的原材料組合

（3）計(jì)算所涉及的成品防腐管總質(zhì)量約132萬t，見表5。

表4 中緬線防腐管所用的原材料組合

表5 計(jì)算涉及的防腐廠及其生產(chǎn)的防腐管質(zhì)量/t

3 結(jié)果分析

根據(jù)6個(gè)防腐廠統(tǒng)計(jì)的防腐管生產(chǎn)參數(shù)樣本數(shù)（對(duì)應(yīng)于3個(gè)工程所用主要防腐原材料組合），先計(jì)算出64組分過程能力指數(shù)，再計(jì)算出16組綜合過程能力指數(shù)。按工程的不同具體劃分如下：

（1）計(jì)算西三線西段防腐管20組分過程能力指數(shù)、5組綜合過程能力指數(shù)。

（2）計(jì)算西三線東段防腐管20組分過程能力指數(shù)、5組綜合過程能力指數(shù)。

（3）計(jì)算中緬線防腐管24組分過程能力指數(shù)、6組綜合過程能力指數(shù)。

最后將計(jì)算結(jié)果與等級(jí)劃分進(jìn)行比較，給出各個(gè)防腐廠在每個(gè)工程的綜合過程能力等級(jí)。

3.1 各個(gè)防腐廠的綜合過程能力指數(shù)計(jì)算

各個(gè)防腐廠生產(chǎn)西三線西段西三線東段、中緬線防腐管的綜合過程能力指數(shù)及等級(jí)見表6~8。

表6 西三線西段防腐管生產(chǎn)綜合過程能力指數(shù)及等級(jí)

表7 西三線東段防腐管生產(chǎn)綜合過程能力指數(shù)及等級(jí)

表8 中緬線防腐管生產(chǎn)綜合過程能力指數(shù)及等級(jí)

3.2 各個(gè)防腐廠的分過程能力指數(shù)計(jì)算

各個(gè)防腐廠生產(chǎn)西三線西段、西三線東段、中緬線防腐管的分過程能力指數(shù)計(jì)算結(jié)果見表9~11。

表9 西三線西段防腐管生產(chǎn)分過程能力指數(shù)

表10 西三線東段防腐管生產(chǎn)分過程能力指數(shù)

表11 中緬線防腐管生產(chǎn)分過程能力指數(shù)

3.3 各個(gè)防腐廠的過程能力指數(shù)分析

（1）防腐管生產(chǎn)過程能力為特優(yōu)的防腐廠有A（西三線西段）、D（中緬線）、E（中緬線）。

（2）防腐管生產(chǎn)過程能力為優(yōu)的防腐廠有B（西三線西、東段）、D（西三線東段）、A（中緬線）。

（3）防腐生產(chǎn)過程能力為良的防腐廠有C（西三線西段）、E（西三線東段）、B（中緬線）和C（西三線東段、中緬線）。

（4）F在環(huán)氧粉末固化度、48 h陰極剝離，D在聚乙烯拉伸強(qiáng)度，A在聚乙烯斷裂伸長率指標(biāo)上的分過程能力指數(shù)不足，需要改進(jìn)提高。

4 存在的問題分析

（1）由于原材料性能的不穩(wěn)定性，可能造成防腐管生產(chǎn)過程能力指數(shù)變化。

（2）同一管道工程，防腐廠采用了多種原材料組合，本次樣本的采集僅選用了用量最大的原材料組合，因此對(duì)工廠綜合過程能力的評(píng)估還有一定的局限性。

（3）不同管道防腐廠承擔(dān)的生產(chǎn)任務(wù)量差別較大，在生產(chǎn)中采集的樣本數(shù)量差異較大，因而統(tǒng)計(jì)的樣本數(shù)量不同，較小樣本數(shù)量分析出來的過程能力指數(shù)可能與實(shí)際情況相差較大，故本次評(píng)估未列出來。

（4）過程能力指數(shù)僅是單一指標(biāo)，主要反映防腐管生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，不能完全反映防腐管整體質(zhì)量水平高低。

（5）不同防腐廠采用的原料廠家有所不同，其原材料性能不同，對(duì)過程能力的評(píng)估有一定影響，所以應(yīng)開展原材料對(duì)過程能力的影響分析，在今后的評(píng)估中考慮原材料性能的影響因素。

（6）在下一步評(píng)估工作中應(yīng)進(jìn)一步完善相關(guān)數(shù)學(xué)模型，將其他可能影響過程能力指數(shù)的因素納入其中。

[1]GB/T23257-2009，埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層[S].

[2]CDP-S-CP-AC-018-2009/B，油氣管道工程鋼質(zhì)管道三層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐層技術(shù)規(guī)格書[S].

[3]中國監(jiān)理協(xié)會(huì).設(shè)備監(jiān)理技術(shù)與方法[M].北京：中國人事出版社，2009.

[4]宋麗梅，李軍青，耿玉廣，等.華北油田埋地鋼質(zhì)管道腐蝕監(jiān)測評(píng)價(jià)系統(tǒng)的建立[J].石油工程建設(shè)，2012，38（3）：38-41.

Analysis on Production Quality Control Situation of Oil and Gas AnticorrosionPipelines

HelianJ ianfeng，YanJ un，NiuZide，HuYanxin
CNPC ResearchInstitute of Engineering Technology，Tianjin300451，China

This paper adopts the process capability index method to access the manufacture quality control capacities of six domestic pipeline manufacturers who provide the oil and gas pipelines forSecond West-East Gas Pipeline，Third West-East Gas Pipeline，Third Shaanxi-Beijing Gas Pipeline and China-Burma Pipeline.The results give reference to domestic pipeline industry.

oiland gas pipelines；anticorrosion；quality control；process capability index

10.3969/j.issn.1001-2206.2015.03.017

赫連建峰（1972-），男，河南虞城人，高級(jí)工程師，1994年畢業(yè)于北京科技大學(xué)，現(xiàn)從事防腐管道防腐保溫生產(chǎn)監(jiān)造和防腐保溫原材料檢測工作。

2015-03-04