管片蒸汽养护工艺研究及其改进方法[推荐]

第一篇：管片蒸汽养护工艺研究及其改进方法[推荐]

地铁管片蒸汽养护工艺及其改进

摘 要: 根据目前地铁管片蒸养工艺, 分析了蒸养对地铁管片混凝土强度的影响。并就目前地铁管片蒸养普遍存在能耗大、时间长的现象, 提出了改进的途径。要害词: 地铁管片;蒸养;结构破坏;强度影响因素;能耗;水泥水化热 0 前言

管片是一种混凝土预制衬砌(通常由多片按一定方式拼成环状), 主要用于建造地铁或大型排污水管道等, 在隧道开挖过程中, 管片主要起到支撑和防水作用。

蒸养是利用外部热源加热混凝土, 加速水泥水化反应和内部结构形成的一种加速混凝土硬化的方法,目的是缩短模板周转期, 提高产量。地铁管片一般采用的养护方法为常压蒸养, 养护制度基本上分为预养(Y)、升温(S)、恒温(H)、降温(J)四个阶段, 其过程如图 1 所示。

目前地铁管片在蒸养工艺方面存在的主要问题有: 养护期间罩内的空气在加热时热交换强度不够, 对于一些大型管片, 轻易造成同一管片的不同部位加热不均匀现象;蒸汽能量利用率较低, 能耗较高;现在地铁管片蒸养常采用直线升温方式(即按一定的升温速度升到最高温度), 这种方式的缺点是养护时间长。

本文通过养护的四个阶段, 分析蒸养对管片混凝土强度的影响因素, 提出对养护制度改进的一些建议。地铁管片养护工艺及各阶段对地铁管片的影响 1.1 预养期

一般指地铁管片浇灌成型后到加热升温前这一段静停放置时间。预养阶段的作用在于提高水泥在热养护开始以前的水化程度, 使混凝土具有必要的初始结构强度, 以增强混凝土对升温期结构破坏的抵御力。混凝土制品预养时间越长, 混凝土的初始结构强度就越大, 混凝土蒸养后, 制品内部损伤就越小。但是预养期不能过长, 否则会影响生产周期, 这里就存在一个最佳预养期问题, 闻名混凝土专家吴中伟教授指出, 最佳预养期为混凝土强度达到 0.39～0.49MPa 时所需的时间[1]。1.2 升温期

养护设备中介质的温度由初始温度升到恒温温度的时间称之为升温期。混凝土的结构破坏主要发生在升温阶段, 该阶段主要表现为粗孔体积增大, 气、液相数量增多。升温速度越快, 对混凝土的破坏作用就越大。地铁管片养护升温速度不宜超过 25 ℃/h, 最高温度不超过 55 ℃。1.3 恒温期

恒温期是混凝土强度主要增长期。混凝土在恒温时硬化速度取决于水泥品种、水灰比和恒温温度等。影响恒温时间的因素有水泥品种、水泥强度等级、预养时间、升温速度及恒温温度等[1]。水灰比越小, 混凝土硬化得越快, 所需恒温时间越短。恒温时间过长不一定好,可能出现强度波动现象。1.4 降温期

介质温度由恒温温度降到答应制品起吊温度这一段时间称为降温期。降温期地铁管片内部水分蒸发,同时产生收缩和拉应力。若降温速度过快, 地铁管片会产生过大的收缩应力, 这将导致地铁管片表面出现龟裂及酥松等结构损伤现象, 甚至造成质量事故。降温期的结构损伤与降温速度、混凝土强度、制品的表面模数(表面积与体积比值)以及配筋情况有关[1]。强度低、表面模数小、配筋少的制品宜慢速降温。最大降温速度可参考表 1。影响蒸养地铁管片强度的因素 2.1 水泥矿物成分

水泥中 C3S 在水化初期水化速度较快, 含量在45%～60%之间有利于管片初期结构的形成, 并能缩短管片的预养时间。水泥中 C2S 在蒸养过程中强度增长迅速, 形成的结构孔隙也较低, 但其强度的绝对值不高, 所以含量不宜过高, 假如对管片耐久性要求较高,可选择高 C2S 含量的水泥。C3A 在水泥中含量一般为4%~5%, 过高会影响管片的后期强度。C4AF 含量宜控制在 10%～15%, 含量达 20%时将使强度显著降低。2.2 外加剂

蒸养混凝土与自然养护的混凝土对外加剂的要求有所不同。不宜在混凝土中加入引气剂, 否则会引起管片外表面的肿胀和酥松。选择蒸养混凝土外加剂的一般原则是: 具备促进水泥水化, 含气量低、减水率大的早强型外加剂。2.3 矿物掺料

矿渣和粉煤灰具有较好的蒸养适应性, 可以降低混凝土的水化热和绝对温度, 减少混凝土由于蒸养带来的裂纹数量[3]。地铁管片的混凝土强度一般为 C50,矿物掺料一般控制在 20%左右, 粉煤灰一般宜用低钙Ⅱ级灰。2.4 用水量

一定的用水量是确保水泥正常水化及混凝土混合料和易性的重要条件, 但水又将在湿热养护时给混凝土结构带来破坏。由于水分的热膨胀和热介质的迁移, 会使混凝土孔隙率增大。因此, 用水量对混凝土结构的形成、强度及其它性能有重大的影响。低水灰比不仅有助于强度的迅速增长, 还可使密实度提高, 形成优质混凝土。3 养护方法的改进

养护工艺的改进有多种方法, 可以采用合理预养,变速升温, 改善养护条件等措施。3.1 变速升温及分阶段升温养护法

直线升温是常压湿热养护常用的一种升温制度,这种制度的缺点就是蒸养时间过长, 是一种消极抑制升温速度的方法。笔者认为, 变速升温制度较为合理,可在较低的温度下, 使混凝土强度逐渐增长, 在它达到能承受湿热破坏作用后, 再快速升温到最高温度。这种方式在气温较低时, 效果会更明显。例如, 在手控供汽时, 可以 1～2h 升温 20～35℃, 保温 1～2h, 再快速升温至最高温度, 这种方法可使混凝土结构破坏大大减弱, 可减少预养时间, 从而减少蒸养时间。如图 2 所示。实线为变速升温线, 虚线为直线升温线。从图上可以看出变速升温(实线所示)预养时间为 2h, 然后 2h 升温到35℃, 恒温 1h, 再快速升温到 50℃, 再恒温 2h, 最后降温到 10℃。从图中看到, 变速升温比直线升温预养时间少了 1h, 总时间也减少了 1h。

3.2 热介质定向循环养护法

热介质定向循环湿热养护是供热方法的改进, 由于加速了升温期热交换而使升温速度加快, 运用时一定要控制好升温速度[2]。

这种办法实质就是使蒸养罩内的混合气体产生定向强制循环流动, 来改变罩内蒸汽的静止状态和热交换强度, 达到养护均匀、缩短周期、节约能源的目的。

该工艺一个特点是利用蒸汽通过拉阀尔喷嘴增速以获得强制流动的推动力, 即喷嘴既是蒸汽喷出的通道, 又是实现混合气体定向循环流动的要害设施。如图 3 所示。上集气管宜位于养护罩上部的 2/3 处, 其上的喷嘴向下;下集气管可在罩底以上 1/3 处, 喷嘴向上。拉阀尔管为一个渐缩渐扩型管, 可以根据锅炉每小时蒸发的水蒸气量和车间内蒸养罩数量等因素来确定数量。一般可以上下各设置一个拉阀尔喷嘴。拉阀尔喷嘴示意图如图 4 所示。

3.3 地铁管片自然养护法

在温度较高的季节, 我们可以利用水泥的水化放热反应, 不需要蒸养, 进行自然养护。为了充分利用水泥水化热, 地铁管片在收水结束后必须将蒸养罩罩在地铁管片上, 密封越好, 热量损失越小, 养护时间就越短。例如, 我们假定以下养护参数: 气温为 5℃, 升温时间为 3h, 恒温时间为 2h, 降温时间为 2h, 升温速度为每小时 15℃, 最高恒温温度为 50℃, 降到最低温度为25℃, 可按下式近似计算此时地铁管片温度和时间的乘积 ε(度时积): ε= 0.5(t1 t2)×τ1 t2×τ2 0.5(t2 t3)×τ3 = 0.5(5 50)×3 50×2 0.5(50 25)×2 = 257.5℃h 式中, t1、t2、t3 分别为升温开始、恒暖和降温结束时的温度;τ

1、τ

2、τ3 分别为升温、恒暖和降温时间。

同样, 假如要达到度时积为 257.5℃h, 我们假设天气平均气温为 25℃, 令 t1= t2= t3=30℃(水泥水化热可以使地铁管片平均温度高出平均气温, 假如高出5℃), 代入上式, 则可以求出 τ1 τ2 τ3≈8.6h, 这个例子说明, 在达到相同的混凝土强度条件下, 在冬季 5℃时开始用蒸汽养护需要 7h, 在 25℃平均气温下, 利用水泥自身水化热作用, 8.6h 左右可以达到同样的混凝土强度。4 结论

(1)要充分熟悉到地铁管片养护制度的每个阶段对蒸养管片的影响。最佳预养期往往轻易被大家忽视, 要对此阶段引起足够的重视。管片蒸养最主要影响阶段是升暖和降温阶段, 这是减少管片表面龟裂纹和保证管片内在质量的重要阶段。

(2)除了合理确定养护制度外, 还要注重混凝土中原材料成分、外加剂、外掺料及水灰比对蒸养混凝土强度及管片质量的影响, 原材料中每种成分要在合理的比例之内, 否则不利于混凝土强度的发展, 混凝土中掺加一定量矿渣粉或粉煤灰对蒸养管片的质量有好处,低水灰比的混凝土比较适宜管片的蒸养。

(3)在管片养护方式方面, 改进方法有多种, 可以根据自己的实际需要采取分阶段升温方式, 改进蒸养设备或根据气暖和生产任务的情况, 在气温较高的季节采取自然养护法等措施来达到减少蒸养时间, 降低能耗的目的。参考文献: [1] 庞强特主编.混凝土制品工艺.武汉工业大学出版社, 1988.[2] 林方辉, 曹建华译.热介质定向循环养护室.中国建筑工业出版社, 1982.[3] 覃维祖, 等译.在 21 世纪建造耐久的混凝土结构.清华大学土木工程建筑材料研究所, 2002.

第二篇：管片养护方案

深圳市城市轨道交通9号线BT项目9104-2标段 管片养护方案

深圳市城市轨道交通9号线BT项目9104-2标段

管片养护方案

编制： 审核： 批准：

中国建筑第五工程局有限公司 深圳地铁9号线BT工程9104-2标段项目经理部

2013年 12 月 26 日

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目 录

第1章 编制目的.......................................................1 第2章 编制依据.......................................................1 第3章 资源配置.......................................................1 第4章 养护工艺.......................................................1 第5章 养护方法和要求.................................................2 5.1 静停养护........................................................2 5.2 蒸汽养护........................................................2 5.3 水池养护........................................................4 5.4 喷淋养护........................................................4 5.5 自然养护........................................................4 第6章 质量保证措施...................................................4 第7章 安全、环保及职业健康措施.......................................5

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第1章 编制目的

为确保管片混凝土内部有足够的水分进行水化热反应，从而确保混凝土强度正常增长和避免出现裂缝，最终保证管片强度和耐久性，同时为促进管片生产周转率，提高管片脱模强度和早期强度，指导管片由浇筑后至出厂期间的养护的有序进行、有规可依，制定此方案。第2章 编制依据

（1）《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446-2008；（2）《盾构隧道管片质量检测技术标准》CJJ/T164-2011；

（3）《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999（2003年版）；（4）《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002；（5）类似工程管片养护经验。第3章 资源配置

（1）人员配置

锅炉工2名，帆布工2名、水池养护工2名、堆场养护工2名。（2）设备配置

帆布若干，帆布支架若干，红外线测温仪1只、PVC塑料薄膜若干、自动控温系统1套、喷淋装置若干。第4章 养护工艺

混凝土浇筑后完成光面工序以后，进入管片养护阶段，根据不同的生产计划安排，每天生产1个班次，不需要蒸汽养护，如计划日生产2～3个班次，则需要使用蒸汽养护的方式缩短养护时间。

管片养护工艺与时间流程图：

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图4-1 管片养护工艺与时间流程图

第5章 养护方法和要求 5.1 静停养护

管片混凝土入模浇筑完成，打开盖板，人工三次收面至表面平整光滑、无抹刀痕迹后，静停待砼表面初凝，手指按压无明显凹痕后，盖上塑料薄膜，保持水分不蒸发，进行静停湿润养护。薄膜与砼表面要紧贴，面积略大于砼面积，四角使用重物或夹子固定，防止被风吹开使水分挥发。静停养护得当，能避免或减少管片外弧面收缩裂缝的产生。5.2 蒸汽养护

根据生产方式的不同，蒸汽养护装置分为固定模具的帆布套法养护装置和生产线自动蒸养窑养护装置两种。5.2.1 帆布套法养护装置

（1）固定模具管片成型后，按要求进行光面，混凝土达到初凝后，用手指按压外弧面无压痕时，外弧面覆盖塑料薄膜，安装帆布支架，然后用帆布把管片连同模具整体覆盖，使之形成一个密闭空间；

（2）帆布支架支承帆布套，使帆布与管片间形成5～10cm的距离，让蒸汽在此空间流动；

（3）帆布套脚应紧贴地面，不让蒸汽跑出；（4）从模具内部空腔均匀通入蒸汽。（5）采用红外线测温仪，每小时测温一次。

图5-1 帆布养护装置示意图

5.2.2 自动化生产线蒸养窑

（1）管片成型后，按规程进行光面，混凝土达到初凝后，用手指按压外弧面无压中国建筑第五工程局有限公司 2 深圳市城市轨道交通9号线BT项目9104-2标段 管片养护方案

痕时，外弧面覆盖塑料薄膜，在模具收面区，布置的蒸汽管道会对管片进行预热预热时间，预热时间1.5小时以上。然后根据模具工序流程，模具依次自动运转入蒸养窑进行蒸汽养护；

（2）蒸养窑内设置3个温区：升温区、保温区、降温区。利用隔板及温度传感器、电磁阀控制蒸汽量将各温区的温度分别控制在40-45℃、50-55℃、40-45℃。管片顺序进入蒸养窑后，经过三个区域的总时间大于3小时。

（3）养护系统是由热源、温度传感器、温度控制器组成。每个区域都在温度控制器上设定好温度范围, 温度控制器会根据传感器反馈回来的温度自动控制各个区域的温度, 来保证管片的蒸养条件。5.2.3 蒸汽养护规程

（1）从成型到输入蒸汽此段时间为静停时间，静停时间不得少于1.5小时。（2）为防止因温度升高使混凝土各组分膨胀损害内部结构，在自然温度下，每小时升温10～15℃,禁止超过20℃。

（3）蒸养温度55～60℃，最高不得超过60℃。

（4）固定式模具蒸汽养护分两班进行蒸养，每班6小时，设一专人负责。每小时记录一次温度，并及时调整汽量，控制温度。

（5）流水线模具蒸汽养护控制电脑设置好程序后进行自动化控制，人工辅助测量出蒸养窑后的管片温度，控制与外界环境的温差。

（6）混凝土脱模强度大于15MPa（真空吸盘）或20MPa（夹具）。

（7）初期蒸养与混凝土试件同步进行，由试验室配合，以便调整蒸养曲线。（8）坚决执行降温制度，未达到规定的降温时间禁止脱模。降温方法是，到达规定的蒸养时间后关上供汽阀，让模具和混凝土自然冷却一小时后才允许脱模。在降温阶段会引起混凝土失水、表面干缩。为防止因内外温差过大使混凝土产生收缩，导致出现温差裂缝。

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5.2.4 蒸汽养护曲线图

图5-2 蒸汽养护曲线图

5.3 水池养护

管片达到脱模强度，拆模吊出后即吊入管片养护水池进行泡水养护。管片如水温度与水温相差不能超过20℃。水池养护的目的是确保管片在脱模后及时补充水分，保证水泥水化热反应有足够的水分，确保混凝土强度的增长，达到设计要求。水池养护的水质必须是清洁的自来水，养护池的水位应高出管片顶端5cm以上，并及时补充和更换，保持水质清洁。管片在池内养护7可出池。5.4 喷淋养护

管片在水池养护到期后，转至储运场，进行管片喷淋养护，堆场需要设置自动喷淋装置，并能覆盖到所有管片，养护期内保持管片表面湿润，按照由水池进入喷淋堆场的时间顺序，管片喷淋7天后即完成喷淋养护。5.5 自然养护

管片完成喷淋养护后，原地放置采用自然静停养护至混凝土28天龄期到期。管片在28天龄期达到设计强度时可出厂。第6章 质量保证措施

（1）做好各工序的过程记录。

（2）严格执行衔接工序安排，注意各环节温度差。

（3）管片未达到足够强度时，避免碰撞和进行下一道工序，以免碰损管片。

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第7章 安全、环保及职业健康措施

（1）施工人员必须佩戴劳保鞋、手套、口罩等劳动防护用品，加强劳动保护。（2）蒸汽阀门打开后，闲人必须远离，操作人员应随时注意蒸汽有没有泄露的情况，并及时采取措施解决。

（3）地面的积水、裸露的管道，均为高温，极易产生烫伤，作业人员应避免接触。（4）管片吊运过程中，严格执行各个设备设施的操作规程，不得违章作业。

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第三篇：工艺改进方案

某厂生产工艺的调整与改进

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改质沥青生产工艺的改进

随着炭化工业对煤沥青质量要求的提高，中温沥青已不能适应高强度和高密度的高档碳材料产品的生产，改质沥青以其高软化点（100～115℃)、甲苯不溶物含量高（28%～34%)、喹啉不溶物含量高（8%～14%）和结焦值高（< 54%）等优良性能替代了中温沥青，被广泛应用于炭素制品中作为粘结剂。

我厂2005年建成了1套15万t/a焦油加工装置及配套的5万t/a改质沥青生产装置。在设计和建设期间，考察了国内多家改质沥青生产装置的运行情况，通过对比，对传统改质沥青生产工艺进行了改进，经过3年多的生产运行，效果良好。传统工艺存在的问题

目前国内改质沥青大多采用2个或3个反应釜串联的常压连续热聚工艺。根据考察，该工艺在生产过程中存在以下缺点。

1)3号反应釜后沥青П形管的放散不畅通，易造成虹吸现象，导致釜内物料被抽空。

2)沥青П形管易堵，检修频繁。

3)改质后的高温沥青（约400℃）为泵后冷却，沥青液下泵在高温下运行，轴套易磨损变形，使用周期短。并且高温运行对泵的性能等级要求较高，大部分厂家采用价格昂贵的进口泵。改进措施

我厂改质沥青生产装置设计时采用高温热聚法，在保持工艺流程不变的前提下，对传统的3釜串联工艺进行了改进，见图1。

图1 改进后的改质沥青生产工艺流程

1)取消了3号反应釜后的П形管，将3号反应釜由侧线进料、底部出料改为底部进料、侧线出料，在3号釜内侧线出口处增设了200mm高的T型放散管，这样保证了3号釜内液面高于侧线出口，使改质沥青可从侧线连续满管流出。2)将高温改质沥青冷却由传统的泵后冷却改为泵前冷却，从3号反应釜出来的改质沥青先自流入沥青冷却器冷却后再进入沥青中间地罐，然后由液下泵送入沥青高位槽。

3)由于高温沥青自流入沥青冷却器，我们将沥青冷却器设计成5组蛇管并联，单独运行，根据生产量的大小调节蛇管的使用数量，避免了因沥青量小、流速慢而导致冷却器蛇管的结焦。改进后工艺特点

1)改进后的工艺，由于取消了3号反应釜后的П形管，改为2、3号反应釜之间底部连通，沥青从3号反应釜侧线溢流，避免了釜被抽空的虹吸现象，同时也避免了频繁的拆除清通П形管。

2)改质后的高温沥青由泵后冷却改为泵前冷却，既消除了沥青中间槽高温下操作的不安全隐患，又使得液下泵由400℃高温下运行改为250℃下运行，降低了泵的检修频率和延长了泵的使用寿命，且价格较低的国产泵即可满足要求。

3)改质沥青泵前冷却采用浸没式冷却器，根据投产以来的生产实践，在冬季可不加水直接空冷将沥青温度降到250℃左右，减少了水分蒸发，节约了水资源。问题与讨论

3年多的运行证明，改进后的改质沥青生产装置降低了劳动强度，减少了生产成本，产品质量符合改质沥青质量指标要求。但仍存在反应釜及沥青管线结焦的问题，生产1个月就需倒换反应釜进行检查。今后还需对改质沥青生产工艺进行完善。

第四篇：工艺改进报告

车间工艺问题改进

绕线车间

层式线圈绕制过程中的问题：

1、撑条较少每方距离大于60mm时应使用假撑条将导线撑起以免线圈塌方，影响线圈性能。另外建议将每方撑条间距扩大至100mm左右，以节约成本。

2、层式线圈起头应采用布带斜拉，压在后面至少三匝线匝中且要求上下翻压布带。在油变层式线圈中更为重要

3、层式线圈中软端圈的固定：应与临近线匝采用“8”绑扎固定，特别是撑条上的第一层，由于电磁线与绝缘材料的弹性不同造成在端部形成的弧度不同，端圈不能完全的压在电磁线上。较厚的软端圈如果只采用简单的预埋几方布带拉紧会降低端绝缘的机械强度，而且线圈末端采用上述办法拉紧并不可靠。

4、层间绝缘

4.1、层间绝缘的存放：没有防尘防潮处理，鉴于线圈烘烤时没有采用变压法真空干燥，有必要采取防护措施以防潮，建议的绝缘材料上遮盖聚酯薄膜，即可防潮也可防尘。

4.2、层间绝缘的使用：由于绝缘材料宽度不够而引起的绝缘材料搭接问题，不应采用横向搭接的方式，应采取纵向搭接，横向搭接会导致局部外径过大，纵向搭接应避开相见位置。另外建议一般客户层间绝缘采用0.18mmTFT复合纸以降低成本。

5、饼式线圈

加强饼包扎有漏包现象，如梳型撑条处，以及铜排引出位置，另有包扎不平整，空腔较多问题。漏包会导致绝缘薄弱环节发击穿爬电的质量隐患，建议将加强饼位置槽口放大2mm，绕制线圈时将内径放大1mm以保证线圈加强绝缘时可以顺利包扎。

6、线圈绕制前后无尺寸及外观的检验：

1、绕制前线规、绝缘筒尺寸以及材料清洁问题的自检、专检，2、绕制后对线圈外径尺寸、轴向尺寸、外观的自检、专检，3、以及绕制过程中的过程检验：如绝缘包扎、尖角打磨、焊渣清理等。对以上问题存在失控状态。

7、H级绝缘线圈使用B级绝绝缘材料问题。

8、铁芯车间

铁芯纵剪去边应视毛刺情况，不应每卷都去边以减少损耗。

破好的条料存放时没有涂刷防锈液，导致较多产品铁芯表面锈迹严重，如果使用钢刷清理比较费时费工，不清理直接涂漆会造成产品运行过程中，铁芯表面漆层凸包，脱落 横剪过程：

横剪设备：启源600型全自动横剪线，通力半自动横剪线、简易横剪线、V冲各一台。

现在以上设备在白天共同承担了横剪任务，夜间停开，建议停开半自动及简易横剪线，全自动横剪线全天运行，提高全自动设备的使用效率，以降低工时成本。全自动横剪线每卷留下尾料用胶带与上一卷末端连接可以减少尾料的剩余。带有穿心孔的铁芯码制时应使用定位棒，每码制15-20mm厚敲齐一次，可以很好的将上下铁轭定位，添加宽座角尺调整立柱平面垂直度可以提高码制速度。

第五篇：工艺改进流程

开始收集工艺改进信息（各部门提出的建议）对准备工艺改进的评审负责人：技术研发部经理 负责组织生产部、质量部、采购部对工艺改进的建议评审，评审改进的必要性可行性以及是否有潜在风险和控制措施，评审通过后报总经理批准。主要工作内容：

1、电气外观改进；

2、电路改进；

3、控制程序改进；

4、结构改进；

5、软件功能改进；

6、改进测试负责部门及职责：质量部根据技术研发部提供的技术资料进行验证负责部门及职责：根据验证的结果和技术的实施的质量记录对工艺改进是否应用的评审，技术研发部部门经理组织质量部、生产部对工艺改进评审，Y工艺改进实施即改进与测试N工艺改进验证NY工艺改进的评审即应用评审Y技术研发部下发书面文件通知生产部，生产部修改作业指导书、培训。投入使用结束