電壓力鍋泄壓電磁閥耐壓失效分析與改善

常州鐵道高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校軌道交通系 陳 吉

1 背景介紹

泄壓電磁閥是電壓力鍋中的關(guān)鍵元件，主要作用是當(dāng)飯煮好后釋放鍋內(nèi)的氣壓，目前某品牌的電壓力鍋?zhàn)酝葡蚴袌?年來泄壓失效故障率為1500ppm，距離行業(yè)一流水準(zhǔn)200ppm存在較大的差距，泄壓失效的主要原因是電磁閥耐壓失效，為了盡快解決此問題，該公司成立了專門的研究小組，圖1是該品牌電飯煲和電磁閥的示意圖。

圖1 電飯煲和電磁閥示意圖

2 原因分析

根據(jù)對(duì)失效件的拆解分析可知，電磁閥耐壓失效的主要表現(xiàn)為導(dǎo)線和連接器破損，其中導(dǎo)線破損占比85%。導(dǎo)線和連接器破損如圖2所示。

圖2 導(dǎo)線和連接器損傷圖

2.1 PFMEA（失效模式及后果）分析

研究小組在對(duì)公司內(nèi)部的電磁閥組裝測試過程進(jìn)行審核后，并未發(fā)現(xiàn)隱患點(diǎn)，于是研究小組在和供應(yīng)商溝通后決定將問題聚焦于導(dǎo)線組件生產(chǎn)過程，導(dǎo)線組件是由供應(yīng)商A提供的成品，經(jīng)過分析團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)包扎和成型過程是對(duì)電磁閥故障影響最大的兩道工序，對(duì)于包扎和成型造成的導(dǎo)線和連接器損傷研究小組用PFMEA表進(jìn)行了分析，根據(jù)PFMEA（如表1）分析，導(dǎo)線損傷主要潛在原因是導(dǎo)線強(qiáng)度不足和導(dǎo)線包扎后堆放方式不當(dāng)，而連接器損傷經(jīng)過現(xiàn)場審核發(fā)現(xiàn)主要在于供應(yīng)商A的子供應(yīng)商連接器模塊來料不良，由于連接器損傷占比不到10%，所以研究小組主要聚焦于導(dǎo)線損傷的改善。

表1 關(guān)鍵過程FPMEA表

2.2 根本原因確認(rèn)

（1）導(dǎo)線堆放方式確認(rèn)

當(dāng)前導(dǎo)線包扎完后是通過托盤運(yùn)輸?shù)?，在現(xiàn)場審核時(shí)，團(tuán)隊(duì)有人建議導(dǎo)線包扎后堆疊在一起容易造成損傷，而有些成員認(rèn)為不會(huì)，為此團(tuán)隊(duì)經(jīng)過討論決定用卡方檢驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)，原假設(shè)H0：導(dǎo)線破損和堆疊方式?jīng)]有關(guān)聯(lián)性，備擇假設(shè)Ha：導(dǎo)線破損和堆疊方式有關(guān)聯(lián)性，置信水平=95%，卡方檢驗(yàn)表如表2所示，根據(jù)卡方檢驗(yàn)的結(jié)果P值為0.508>0.05，可知導(dǎo)線破損和堆疊方式?jīng)]有關(guān)聯(lián)性。

表2 卡方檢驗(yàn)觀察表

（2）導(dǎo)線強(qiáng)度不足

研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)供應(yīng)商的整個(gè)生產(chǎn)過程以及電磁閥的生產(chǎn)過程的分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線從生產(chǎn)到進(jìn)入最后的組裝測試出現(xiàn)破損的比例非常低，但是實(shí)際電磁閥做耐壓測試時(shí)失效的比例在1500ppm，通過對(duì)破損導(dǎo)線的強(qiáng)度分析發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線的強(qiáng)度基本處于下限值，規(guī)范要求9-11kgf，實(shí)際測試了50件發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度最小8.7kgf，最大9.0kgf，而未破損的導(dǎo)線最小為9.1，最大9.5kgf，通過測試結(jié)果對(duì)比可知，導(dǎo)線強(qiáng)度是關(guān)鍵的失效原因。

研究小組和導(dǎo)線供應(yīng)商研究了導(dǎo)線生產(chǎn)工藝后，根據(jù)以往案例的經(jīng)驗(yàn)快速鎖定了導(dǎo)線擠出工藝中的預(yù)熱溫度是強(qiáng)度的關(guān)鍵因子，為了驗(yàn)證預(yù)熱溫度與導(dǎo)線強(qiáng)度的關(guān)系，采用了回歸分析法，回歸分析表見表3。

表3 預(yù)熱溫度與導(dǎo)線強(qiáng)度回歸分析表

根據(jù)回歸分析結(jié)果（如圖3）可知，預(yù)熱溫度與導(dǎo)線強(qiáng)度之間存在線性相關(guān)，回歸模型顯著，最佳預(yù)熱溫度設(shè)置為116℃。

圖3 預(yù)熱溫度和導(dǎo)線強(qiáng)度回歸分析結(jié)果圖

3 改善措施

根據(jù)確定的根本原因，和線圈供應(yīng)商確認(rèn)后，決定采取如下改進(jìn)措施：

（1）將導(dǎo)線擠出預(yù)熱溫度設(shè)定為116°C。

（2）在線圈成型前100%檢驗(yàn)導(dǎo)線表面是否有破損、飛邊、氧化等缺陷。

4 效果確認(rèn)

改善后，經(jīng)過3個(gè)月的效果跟蹤，電磁閥耐壓測試率大大提升，3個(gè)月內(nèi)共售出電壓力鍋118865件，共反饋12件泄壓問題，反饋率101ppm，已經(jīng)處于行業(yè)領(lǐng)先水平，通過質(zhì)量改善，3個(gè)月共產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益近10萬元。

結(jié)論：電磁閥耐壓測試失效的根本原因是導(dǎo)線的破損，而破損產(chǎn)生的根本原因是導(dǎo)線擠出工藝參數(shù)中的預(yù)熱溫度設(shè)置不合理，通過改善預(yù)熱溫度，大大降低了電磁閥的耐壓失效，同時(shí)使A公司的電壓力鍋無法泄壓的缺陷也得到了大幅度的改進(jìn)。