基于瑞士奶酪模型的燃?xì)庥镁垡蚁┕苤圃毂O(jiān)檢質(zhì)量控制

姜 璐

(安徽省特種設(shè)備檢測(cè)院，安徽 合肥 230051)

聚乙烯管材由于其良好的耐腐蝕性、抗震性、柔韌性及良好的加工性能等優(yōu)勢(shì)，進(jìn)幾十年來被國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用。燃?xì)庥镁垡蚁┕艹惺芤欢ǖ倪\(yùn)行壓力，介質(zhì)易燃易爆，且多數(shù)敷設(shè)于城鎮(zhèn)中，一旦發(fā)生泄漏事故，后果十分嚴(yán)重。管材的制造質(zhì)量是保證管道安全的根本，在管材的制造過程中要嚴(yán)格把關(guān)，才能在根源上消除燃?xì)夤艿赖娘L(fēng)險(xiǎn)[1-3]。

燃?xì)庥镁垡蚁┕懿牡闹圃爝^程需由經(jīng)國(guó)家質(zhì)檢總局核準(zhǔn)的監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)督檢驗(yàn)(以下簡(jiǎn)稱制造監(jiān)檢)。監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)需嚴(yán)格按照相關(guān)法律法規(guī)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)聚乙烯管材的制造過程層層把關(guān)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

本文將制造監(jiān)檢失敗看作危險(xiǎn)事件，利用瑞士奶酪模型的事故致因思想，對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析，得到制造監(jiān)檢質(zhì)量控制模型，以指導(dǎo)監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的工作。

1 燃?xì)庥镁垡蚁┕苤圃毂O(jiān)檢關(guān)鍵點(diǎn)分析

1.1 燃?xì)庥镁垡蚁┕苤圃毂O(jiān)檢主要內(nèi)容

根據(jù)《壓力管道元件制造監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則(埋弧焊鋼管與聚乙烯管)》(TSG D7001-2005)(以下簡(jiǎn)稱監(jiān)檢規(guī)則)的規(guī)定，監(jiān)檢機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)對(duì)聚乙烯管產(chǎn)品中有關(guān)安全性能的項(xiàng)目進(jìn)行制造監(jiān)檢，并且對(duì)制造單位聚乙烯管產(chǎn)品制造質(zhì)量管理體系運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督檢查。產(chǎn)品的質(zhì)量控制需嚴(yán)格按照《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁?PE)管道系統(tǒng) 第一部分：管材》(GB/T 15558.1-2015)(以下簡(jiǎn)稱制造標(biāo)準(zhǔn))執(zhí)行。

聚乙烯管制造過程的監(jiān)督檢驗(yàn)主要內(nèi)容為：生產(chǎn)執(zhí)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、原料選用、型式檢驗(yàn)、產(chǎn)品組批、制造工藝、出廠檢驗(yàn)及存檔資料。制造單位聚乙烯管產(chǎn)品制造質(zhì)量管理體系的監(jiān)督檢查主要內(nèi)容為：管理職責(zé)、質(zhì)量管理體系、文件和資料控制、采購(gòu)與材料控制、工藝控制、檢驗(yàn)控制、計(jì)量控制、不合格品控制、人員培訓(xùn)等。

制造監(jiān)檢的各項(xiàng)內(nèi)容應(yīng)環(huán)環(huán)相扣，并且應(yīng)在制造單位自檢合格的基礎(chǔ)上進(jìn)行。對(duì)質(zhì)量管理體系的監(jiān)督檢查應(yīng)穿插在制造過程監(jiān)督檢驗(yàn)中。

1.2 燃?xì)庥镁垡蚁┕苤圃毂O(jiān)檢關(guān)鍵點(diǎn)分析

燃?xì)庥镁垡蚁┕艿闹圃爝^程可用圖1表示?？筛鶕?jù)制造監(jiān)檢的工作內(nèi)容，將制造過程分為四個(gè)控制部分：混配料控制、生產(chǎn)過程控制、檢驗(yàn)控制、出廠控制。

1.2.1 混配料控制

聚乙烯管制造廠應(yīng)從正規(guī)途徑購(gòu)買混配料，入廠后需對(duì)混配料質(zhì)量證明書的項(xiàng)目進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，合格后方可進(jìn)入原料倉(cāng)庫(kù)。根據(jù)監(jiān)檢規(guī)則，混配料的選用為A類項(xiàng)目，即監(jiān)檢人員必須檢查文件、實(shí)物或現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，確認(rèn)結(jié)果合格后產(chǎn)品才能流轉(zhuǎn)至下一道工序。另外，混配料的選用直接決定管材性能的好壞，故監(jiān)檢人員必須嚴(yán)格控制。

首先，監(jiān)檢人員需核查混配料原廠提供的質(zhì)量證明書，對(duì)照制造標(biāo)準(zhǔn)，查看質(zhì)量證明書項(xiàng)目是否齊全，數(shù)據(jù)是否清晰，指標(biāo)是否符合制造標(biāo)準(zhǔn)的要求。其次，由于國(guó)內(nèi)用于聚乙烯管制造的混配料大多為進(jìn)口產(chǎn)品，質(zhì)量證明書上的項(xiàng)目名稱及標(biāo)準(zhǔn)為英文，監(jiān)檢人員需注意查詢。第三，若質(zhì)量證明書由國(guó)內(nèi)經(jīng)銷商提供，則必須有經(jīng)銷商的蓋章；若質(zhì)量證明書為原廠提供，監(jiān)檢人員需核對(duì)供貨地址、簽章等信息，必要時(shí)可查閱購(gòu)貨合同。

對(duì)于混配料的復(fù)驗(yàn)，監(jiān)檢人員需查看實(shí)驗(yàn)用儀器、實(shí)驗(yàn)方法是否符合制造標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。復(fù)驗(yàn)結(jié)果若不合格或與質(zhì)量證明書的指標(biāo)差距過大，應(yīng)要求管材制造廠與混配料廠家溝通核實(shí)。

生產(chǎn)部門應(yīng)嚴(yán)格按照生產(chǎn)計(jì)劃領(lǐng)取混配料，并做好記錄。監(jiān)檢人員應(yīng)注意核查領(lǐng)取混配料的級(jí)別、牌號(hào)、批號(hào)、數(shù)量是否與生產(chǎn)計(jì)劃一致，混配料領(lǐng)取、出庫(kù)手續(xù)是否齊全。

1.2.2 生產(chǎn)過程控制

聚乙烯管的制造使用自動(dòng)生產(chǎn)線，制造過程固定。監(jiān)檢人員應(yīng)注意查看操作人員是否嚴(yán)格按照生產(chǎn)線作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行操作。完整的生產(chǎn)記錄可以在后期發(fā)現(xiàn)管材問題時(shí)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行追溯，故監(jiān)檢人員應(yīng)檢查每個(gè)班次是否有完整的生產(chǎn)記錄，生產(chǎn)記錄應(yīng)包括生產(chǎn)批次、生產(chǎn)工藝參數(shù)、混配料批號(hào)、模頭清理記錄、管材線上問題等，且應(yīng)有生產(chǎn)責(zé)任人員的簽字。

1.2.3 檢驗(yàn)控制

聚乙烯管的制造過程至少需要三次檢驗(yàn)：線上自測(cè)、線下抽檢、出廠檢驗(yàn)。線上自測(cè)為管材在生產(chǎn)線上切割完畢后，對(duì)管材的外觀、噴碼和尺寸進(jìn)行的測(cè)量，目的是第一時(shí)間掌握生產(chǎn)情況，如發(fā)現(xiàn)不合格應(yīng)及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝。生產(chǎn)線上管材并未充分冷卻至室溫，聚乙烯管材的幾何尺寸往往偏大，故不能作為最終幾何尺寸的測(cè)量結(jié)果。故需要在管材生產(chǎn)結(jié)束24 h后，并將管材在溫度為(23±2)℃下狀態(tài)調(diào)節(jié)至少4 h后，進(jìn)行外觀和幾何尺寸的線下抽檢。管材的出廠檢驗(yàn)是對(duì)管材力學(xué)性能和物理性能的檢驗(yàn)，需要抽樣后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

在檢測(cè)控制環(huán)節(jié)，制造廠往往在線上自測(cè)后忽視線下抽檢，故監(jiān)檢人員應(yīng)核對(duì)三次檢驗(yàn)是否有完整記錄，并且檢驗(yàn)記錄上要有檢驗(yàn)人員及相關(guān)責(zé)任人員的簽字和日期，且線下抽檢的數(shù)量應(yīng)符合制造標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。在進(jìn)行幾何尺寸測(cè)量時(shí)，制造廠的量具和測(cè)量方法有時(shí)不符合制造標(biāo)準(zhǔn)的要求，監(jiān)檢人員應(yīng)根據(jù)制造標(biāo)準(zhǔn)仔細(xì)查看量具的類型、精度及校準(zhǔn)情況。出廠檢驗(yàn)涉及的試驗(yàn)項(xiàng)目較多，監(jiān)檢人員應(yīng)根據(jù)制造標(biāo)準(zhǔn)核查試驗(yàn)儀器、試驗(yàn)方法、試樣數(shù)量。為了保證試驗(yàn)的可追溯性，監(jiān)檢人員可要求試驗(yàn)人員保留試驗(yàn)原始記錄、試驗(yàn)曲線及試驗(yàn)樣條。

三次試驗(yàn)的不合格品，應(yīng)嚴(yán)格按照制造廠的不合格品控制程序進(jìn)行處理。

1.2.4 出廠控制

產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)合格后，管材可入庫(kù)，監(jiān)檢機(jī)構(gòu)出具制造監(jiān)檢證書后，方可作為燃?xì)庥镁垡蚁┕懿漠a(chǎn)品出廠。許多管材制造商在未監(jiān)檢機(jī)構(gòu)未出具制造監(jiān)檢證書的情況下就將管材出廠，有時(shí)出廠檢驗(yàn)未完成時(shí)管材就已出廠，難以保證管材的可追溯性。監(jiān)檢人員應(yīng)對(duì)管材制造商做出要求，并按規(guī)定及時(shí)出具制造監(jiān)督檢驗(yàn)證書。

圖1 燃?xì)庥镁垡蚁┕懿闹圃炝鞒虉D

2 燃?xì)庥镁垡蚁┕苤圃毂O(jiān)檢質(zhì)量控制模型

提出基于瑞士奶酪模型的制造監(jiān)檢質(zhì)量控制模型，更加直觀地體現(xiàn)制造監(jiān)檢的關(guān)鍵點(diǎn)，提高制造監(jiān)檢質(zhì)量。

2.1 瑞士奶酪模型簡(jiǎn)介

瑞士奶酪模型由英國(guó)學(xué)者Reason于1990年提出，此模型以瑞士奶酪的外形作為比喻，生動(dòng)形象地解釋了危險(xiǎn)事件發(fā)生的機(jī)理，廣泛應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)管理領(lǐng)域[4-5]。

此模型引入了安全柵的概念。安全柵即計(jì)劃用來防止、控制或者環(huán)節(jié)意外事件或者事故的物理和(或)非物理方法。瑞士奶酪模型將奶酪切片看作安全柵，奶酪上的孔洞為隱性失效或隱性條件。當(dāng)每一片奶酪上的孔洞連成一條線時(shí)，隱性失效即發(fā)展為顯性故障，最終導(dǎo)致事故發(fā)生[6-7]。Reason在1997年完善了此模型，認(rèn)為每片奶酪上孔洞的位置和大小是動(dòng)態(tài)變化的，需在每片奶酪上建立防御層來防止危險(xiǎn)事件發(fā)生(見圖2)[8]。瑞士奶酪模型在二十多年的發(fā)展過程中應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，根據(jù)Reason奶酪模型的事故致因思想，針對(duì)不同的研究對(duì)象，奶酪代表的含義被重新定義。對(duì)于聚乙烯管材制造，此事故致因思想可以用來進(jìn)行質(zhì)量控制。

圖2 瑞士奶酪模型

2.2 制造監(jiān)檢質(zhì)量控制模型建立

引入瑞士奶酪模型，建立制造監(jiān)檢質(zhì)量控制模型，見圖3。圖2模型中的“安全柵”為制造監(jiān)檢在各個(gè)階段的重要內(nèi)容，作用是保證聚乙烯管產(chǎn)品的制造質(zhì)量。圖2模型中的“事故”表示聚乙烯管存在制造缺陷。

圖3 制造監(jiān)檢重量控制模型

第一層安全柵為“產(chǎn)品質(zhì)量管理體系”。各管材制造廠應(yīng)有完善的產(chǎn)品質(zhì)量管理體系，內(nèi)容包括管理職責(zé)、文件資料控制、采購(gòu)與材料控制、工藝控制、設(shè)備控制、不合格品控制等。當(dāng)管材存在制造缺陷時(shí)，直接原因可能是人員操作失誤、生產(chǎn)設(shè)備存在故障、混配料質(zhì)量存在問題等，但繼續(xù)追溯原因，根本原因均為管理上的缺陷。“產(chǎn)品質(zhì)量管理體系”缺陷是所有制造過程中存在漏洞的根源，故管材制造商應(yīng)重視產(chǎn)品質(zhì)量管理體系的建立健全及實(shí)施，可從根源上避免管材存在制造缺陷。

第二層安全柵為“混配料質(zhì)量控制”。燃?xì)庥镁垡蚁┗炫淞蠟楣懿牡奈ㄒ辉希炫淞系奈锢硇阅芎土W(xué)性能直接決定管材的性能。此處的“混配料質(zhì)量控制”應(yīng)在生產(chǎn)線開啟之前完成，包括對(duì)混配料性能的復(fù)驗(yàn)、保證投料正確、不摻回用料、混配料烘干等。若在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)管材不合格的原因是混配料質(zhì)量存在問題，則應(yīng)立即停止生產(chǎn)，在保證混配料質(zhì)量后再恢復(fù)生產(chǎn)。

第三層安全柵為 “制造過程監(jiān)控”。監(jiān)控內(nèi)容包括是否按產(chǎn)品工藝文件進(jìn)行生產(chǎn)、是否對(duì)各工序環(huán)節(jié)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行控制、是否及時(shí)進(jìn)行線上檢驗(yàn)等。生產(chǎn)過程中應(yīng)對(duì)產(chǎn)品的外觀、幾何尺寸進(jìn)行監(jiān)控，若發(fā)現(xiàn)異常，則應(yīng)及時(shí)查明原因并進(jìn)行調(diào)整。若監(jiān)控不力或線上檢驗(yàn)不及時(shí)，一方面可能導(dǎo)致不合格品意外流出，另一方面導(dǎo)致大量不合格品產(chǎn)出造成浪費(fèi)。

第四層安全柵為“出廠檢驗(yàn)”。出廠檢驗(yàn)為管材制造階段控制產(chǎn)品質(zhì)量的最后一道工序，要對(duì)加工出的成品管材進(jìn)行物理性能和力學(xué)性能的檢驗(yàn)。出廠檢驗(yàn)采用隨機(jī)抽檢方式，包括外觀、尺寸的現(xiàn)場(chǎng)抽查，查驗(yàn)試驗(yàn)方法是否正確、試驗(yàn)結(jié)果是否合格、產(chǎn)品質(zhì)量證明書是否詳實(shí)。若發(fā)現(xiàn)不合格，則禁止本批產(chǎn)品流出，進(jìn)行整改后再根據(jù)出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行查驗(yàn)。

第五層安全柵為“資料及樣品留存”。每批產(chǎn)品從原料采購(gòu)到發(fā)貨出庫(kù)的每一環(huán)節(jié)均應(yīng)形成書面記錄，構(gòu)成整套產(chǎn)品資料，并且保證產(chǎn)品的制造過程、檢驗(yàn)過程、責(zé)任人員有可追溯性，必要時(shí)保留試驗(yàn)樣品。完整的產(chǎn)品資料可以保證不合格品意外流出后，可追溯到責(zé)任人員及制造過程存在的問題，防止更多不合格品流出，并對(duì)制造廠生產(chǎn)管理體系的健全起到積極作用。

以上任意一個(gè)安全柵中的任一缺陷可形成一個(gè)隱形失效，單看各個(gè)隱性失效可能不會(huì)立刻引起產(chǎn)品制造缺陷，但若各安全柵上的隱形失效形成一個(gè)通路，則隱形失效可導(dǎo)致顯性故障，引起產(chǎn)品制造缺陷。在制造過程中，應(yīng)避免各安全柵的隱形失效形成通路，并盡量避免各安全柵存在隱形失效。

在聚乙烯管產(chǎn)品的制造過程中，以上五個(gè)安全柵中任意一個(gè)起作用均可有效避免產(chǎn)品存在制造缺陷。但若前三層安全柵及時(shí)有效，可將制造過程中的不合格品的損失降到最低。故前三層安全柵為積極措施，后兩層安全柵為防控措施，制造過程中應(yīng)嚴(yán)控前三層安全柵。

3 總結(jié)

對(duì)燃?xì)庥镁垡蚁┕懿倪M(jìn)行制造監(jiān)檢的目的即有效避免制造缺陷。本文根據(jù)制造過程，對(duì)聚乙烯管材的制造監(jiān)檢關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了分析，總結(jié)為混配料控制、生產(chǎn)過程控制、檢驗(yàn)控制、出廠控制四個(gè)控制部分。為了說明以上四個(gè)控制部分在制造過程中的作用，本文引入了瑞士奶酪模型，提出了制造監(jiān)檢質(zhì)量控制模型。制造監(jiān)檢的四個(gè)控制部分可分別對(duì)應(yīng)后四層安全柵，第一層安全柵為管理層面的內(nèi)容，為各個(gè)控制部分的基礎(chǔ)。制造監(jiān)檢人員在監(jiān)檢過程中，應(yīng)嚴(yán)抓關(guān)鍵點(diǎn)，避免制造缺陷發(fā)生，同時(shí)也應(yīng)配合制造單位消除各個(gè)安全柵中的隱形失效，保證整個(gè)制造過程的完整性，從根本上保證產(chǎn)品質(zhì)量。