Bai_2_-_Cac_bien_phap_kiem_soat_nang_cao_chat_luong_san_pham_co_khi (1)

Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát nâng cao chất lượng sản phẩm khí ThS Đào Chí Tuệ CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT KIỂM SOÁT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM CƠ KHÍ Người trình bày: ThS Đào Chí Tuệ Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu (COMFA) Viện Khoa học vật liệu (IMS),Viện khoa học công nghệ Việt Nam(VAST) Chất lượng sản phẩm khí vấn đề liên quan Các sản phẩm ngành cơng nghiệp khí đa dạngvà đóng vai trò quan trọng đời sống sản xuất Chúng ta tiếp xúc sử dụng sản phẩm sản phẩm hàng ngày từ vật dụng sinh hoạt phương tiện lại tơ, xe máy, máy móc dụng cụ sản xuất…Hiện nay, ngành sản xuất chế tạo sản phẩm khí Việt Nam cịn tồn nhiều hạn chế phát triển chưa tương xứng với tiềm mà có Các sản phẩm chủ yếu sản phẩm đơn giản, giá trị không cao, sức cạnh tranh thấp Nguyên nhân chủ yếu dẫn tới tình trạng chất lượng sản phẩm cịn thấp Do nhiều khó khăn từ nguồn nhân lực, trang thiết bị, vốn đầu tư chế quản lý…nhiều doanh nghiệp không theo kịp với yêu cầu đổi nâng cao chất lượng sản phẩm Nền kinh tế hội nhập đòi hỏi doanh nghiệp sản xuất khí khơng ngừng cải tiến nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm chi phí sản xuất từ nâng cao tính cạnh tranh, nâng cao hiệu hoạt động sản xuất kinh doanh Chất lượng sản phẩm khí gì? Chất lượng sản phẩm khí khả đáp ứng yêu cầu kỹ thuật (chức chính) sản phẩm (kích thước, khả chịu lực, khả Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu (COMFA), Viện khoa học vật liệu (IMS) Các biện pháp kỹ thuật kiểm sốt nâng cao chất lượng sản phẩm khí ThS Đào Chí Tuệ chịu tác động yếu tố mơi trường ăn mòn, nhiệt độ….và yêu cầu khác tính tiện dụng, tínhthẩm mỹ… Ví dụ: Một bu lơng, cần phải có kích thước xác để lắp với đai ốc, phải có khả chịu lực siết theo thiết kế Ngoài ra, tùy điều kiện sử dụng mà bu lông cần phải đảm bảo: Khả chống ăn mòn làm việc mơi trường có yếu tố ăn mịn – cần hợp kim hóa chốn ăn mịn, sơn phủ bảo vệ Khả chống mỏi làm việc điều kiện chịu tải động - cần biên dạng không bị tập trung ứng suất, bề mặt trạng thái ứng suất dư nén, gia công phương pháp dập tăng khả chịu mỏi, … Có hệ số giãn nở nhiệt phù hợp làm việc mơi trường có thay đổi nhiệt độ Có tính thẩm mỹ: sơn, mạ, nhuộm màu…  Chất lượng sản phẩm đặt tổng thể hài hòa với điều kiện sử dụng Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm: Điều kiện sản xuất: vật tư ,trang thiết bị (sai số cao, hiệu chỉnh thông số không tốt…) Khả quản lý (kiểm soát chất lượng vật liệu đầu vào, chất lượng sản phẩm…) Tính kinh tế: chất lượng đơi với giá thành thị trường tiêu thụ Năng suất, tiến độ… Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu (COMFA), Viện khoa học vật liệu (IMS) Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát nâng cao chất lượng sản phẩm khí ThS Đào Chí Tuệ  Những phân tích yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm đưa đến giải pháp thỏa đáng phù hợp với tình hình doanh nghiệp nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm hiệu sản xuất  Các giải pháp mang tính kỹ thuật bao gồm: - Kiểm soát vật liệu đầu vào - Sử dụng phương pháp chế tạo hợp lý - Kiểm tra hiệu chuẩn đảm bảo máy móc thiết bị vận hành xác - Kiểm tra kiểm soát chất lượng sản phẩm - Đánh giá hư hỏng sản phẩm, thiết bị trình chế tạo sử dụng để tìm biện pháp cải tiến nâng cao chất lượng suất Các biện pháp kỹ thuật trình sản xuất Quy trình sản xuất thơng thường: Nhập vật liệu → kiểm tra vật liệu → xử lý vật liệu → gia công thô → xử lý nhiệt → gia công kết thúc → kiểm tra chất lượng sản phẩm, thử nghiệm sản phẩm → sản phẩm thành phẩm Các biện pháp q trình sản xuất: - Kiểm sốt vật liệu đầu vào - Kiểm soát thiết kế gia cơng - Kiểm sốt lưu trữ thơng số thiết bị sản xuất - Kiểm tra kiểm soát chất lượng sản phẩm 2.1 Kiểm soát vật liệu đầu vào Các thông số vật liệu đầu vào cần kiểm soát tùy thuộc vào yêu cầu chất lượng sản phẩm cần chế tạo tuân theo tiêu chuẩn chế tạo Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu (COMFA), Viện khoa học vật liệu (IMS) Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát nâng cao chất lượng sản phẩm khí ThS Đào Chí Tuệ Các thơng số vật liệu đầu vào cần quan tâm gồm: thành phần, cấu trúc, tính (độ cứng, độ bền, độ dãn dài…) Thơng thường nhà máy khí quan tâm đến thành phần hóa học vật liệu Tuy nhiên, đặc tính vật liệu khơng định thành phần hóa học mà cịn cấu trúc vật liệu Trong nhiều trường hợp, vật liệu sử dụng có thành phần hóa học chất lượng sản phẩm thấp: Ví dụ 1: ống thép hàn chất lượng cao cho công nghiệp sản xuất ô tô xe máy bị nứt q trình gia cơng vật liệu có cấu trúc khơng phù hợp Vị trí nứt Vị trí tương ứ ng vớ i vết nứ t phần nong rộ ng Đường Hàn Đường hàn Vùng bị thô hạt và nhiều các bít tiết Vùngtrênthô biên hạhạt t Coarse ning area Hình 1.Ống thép bị nứt dập nong đầu ống vật liệu sử dụng chế tạo ống có cấu trúc khơng hợp lý (bị thơ hạt bên đường hàn) Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu (COMFA), Viện khoa học vật liệu (IMS) Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát nâng cao chất lượng sản phẩm khí ThS Đào Chí Tuệ Ví dụ 2: Chày dập nguội hay bị nứt vỡ cấu trúc không đảm bảo (hạt bit thô) dù quy trình nhiệt luyện đảm bảo: Cấu trúc vật liệu làm chày Cấu trúc vật liệu theo tiêu chuẩn Hình Chày dập nguội bị nứt cấu trúc vật liệu đầu vào chứa Cacbit thô Các chi tiết khác có yêu cầu vật liệu đầu vào khác nhau.Các chi tiết đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao thường địi hỏi vật liệu đầu vào kiểm sốt khắt khe Ví dụ bánh tơ, tiêu chuẩn Đức yêu cầu: Thành phần hóa học vật liệu: (DIN 50049), thành phần Ni >1,5% khối lượng tính lơ, mẻ thép phải đồng đều, 100% thỏi thép phải kiểm tra Kiểm tra tính thấm tơi theo phương pháp Jominy theo DIN 50191 Áp dụng phương pháp tinh luyện chân không tinh luyện điện xỉ Cấp hạt Austenit (DIN 50601) : cấp tới (không khác nhiều so với cấp đến theo tiêu chuẩn ASTM) kiểm tra mẫu lấy từ mẻ nóng chảy từ cắt ngang phôi Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu (COMFA), Viện khoa học vật liệu (IMS) Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát nâng cao chất lượng sản phẩm khí Độ vật liệu (DIN 50602, DIN 17210) K3=0, K1=0 ThS Đào Chí Tuệ (Quy định hàm lượng kích thước dạng sunfua oxit) 100% vật liệu thỏi đúcđược yêu cầu kiểm tra NDT: không tồn khuyết tật (tới 0,5 mm hớn hơn) Với thỏi vật liệu có kích thước 220 mm, yêu cầu có cấu trúc Ferrit-Bainit (phải kiểm sốt q trình nguội từ cán), mức độ biến dạng cán đạt cấp ~5 Kiểm tra NDT 100% vật liệu sau gia cơng Đối với bánh có đường kính rèn yêu cầu 400 mm, mức độ rèn là: A1/A0 = đến 2.2 Kiểm soát thiết kế gia công Để đạt sản phẩm có chất lượng cao thỏa mãn đồng thời nhiều yêu cầu, chi tiết cần phải gia công chế tạo theo cơng nghệ quy trình hợp lý Nhiều phương pháp gia công tưởng cho kết chất lượng xét tiêu tính chất khác khác nhau: Ví dụ 1: phương pháp gia cơng biên dạng cắt dập: hình dạng tính sau nhiệt luyện (kiểm tra chất lượng phân biệt) bánh gia cơng theo phương pháp dập biên dạng có khả chịu bền mỏi cao nhiều Ví dụ 2: Phương pháp ram cho thép dụng cụ làm khuôn chày dập nóng đạt độ cứng có khả chịu va đập khác nhau, chịu nhiệt khác Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu (COMFA), Viện khoa học vật liệu (IMS) Các biện pháp kỹ thuật kiểm sốt nâng cao chất lượng sản phẩm khí ThS Đào Chí Tuệ Hình Thép dụng cụ H13 có độ cứng thứ hai ram, để đạt độ cứng làm việc theo yêu cầu từ 53-55HRC ram vùng khoảng 520oC cho tính cứng nóng tốt hơn, bền nóng cao hơn, chịu mài mịn tốt hơn…do có tiết pha bít hợp kim Ví dụ Thép dập nguội sau tơi khơng ram mà để nguội qua ngày hôm sau ram Sản phẩm bị nứt vỡ trình ram sử dụng  Lựa chọn quy trình chế tạo hợp lý  Đảm bảo gia công theo quy trình thiết kế 2.3 Kiểm sốt thơng số cơng nghệ Cần có hệ thống ghi chép lưu giữ thơng số cơng nghệ q trình sản xuất nhằm kiểm sốt quy trình tìm biện pháp xử lý chất lượng sản phẩm không đảm bảo Các thiết bị đo đạc kiểm tra cần phải hiệu chuẩn định kỳ tránh sai số dẫn đến sai lệch quy trình cơng nghệ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu (COMFA), Viện khoa học vật liệu (IMS) Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát nâng cao chất lượng sản phẩm khí ThS Đào Chí Tuệ Ví dụ cảm biến nhiệt độ sai  thông số nhiệt luyện sai  tính sản phẩm khơng đảm bảo Ví dụ thiết bị đo độ cứng sai tính sản phẩm không đảm bảo theo thiết kế  Phải xây dựng hệ thống kiểm tra lưu trữ số liệu điều kiện sản xuất thời gian dài  Phải định kỳ kiểm tra đánh giá sai số thiết bị hiệu chỉnh thông số thiết bị 2.4 Kiểm tra, thử nghiệm đánh giá chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn Mỗi doanh nghiệp có hệ thống quản lý chất lượng thực kiểm tra chất lượng sản phẩm theo quy định hệ thống (ISO 9000 hệ thống quản lý chất lượng, ISO 17025 đảm bảo kết thử nghiệm phịng thí nghiệm…) Một số sản phẩm sản xuất theo đơn đặt hàng (sản phẩm khí phục vụ cơng nghiệp tơ, xe máy, đóng tàu…) thường kèm với yêu cầu chất lượng Đảm bảo chất lượng sản phẩm chứng minh lực cơng ty mà cịn tránh thiệt hại vi phạm hợp đồng đảm bảo chất lượng: trả hàng, phạt tiền, hợp đồng…  Xây dựng hệ thống quản lý chất lượng đảm bảo kết kiểm tra  Xây dựng hệ thống đánh giá chất lượng nghiên cứu giải pháp cải tiến nâng cao chất lượng sản phẩm Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu (COMFA), Viện khoa học vật liệu (IMS) Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát nâng cao chất lượng sản phẩm khí ThS Đào Chí Tuệ Đánh giá hư hỏng giải - pháp tổng thể nâng cao chất lượng sản phẩm Hư hỏng chi tiết/thiết bị, cách tổng quát tượng chi tiết/thiết bị khơng có khả thực chức thiết kế cách đáng tin cậy, hiệu an toàn Hư hỏng chi tiết thiết bị liên quan đến nhiều yếu tố, nhiều cơng đoạn Hình 4.Các yếu tố liên quan đến hư hỏng chi tiết/thiết bị Hư hỏng chi tiết, thiết bị trách nhiệm chủ yếu thuộc nhà sản xuất: Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu (COMFA), Viện khoa học vật liệu (IMS) Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát nâng cao chất lượng sản phẩm khí ThS Đào Chí Tuệ Hình Hư hỏng chi tiết trách nhiệm bên liên quan Hư hỏng sảy nào? - Trong trình sản xuất - Trong trình sử dụng Mục đích đánh giá hư hỏng: tìm ngun nhân gây hư hỏng tìm giải pháp khắc phục nhằm tránh hư hỏng lặp lại, nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu sản xuất Phương pháp đánh giá hư hỏng: xem xét tác nhân dẫn đến hư hỏng (từ điều kiện môi trường vận hành, bảo dưỡng, gia công…đến trạng thái vật liệu đầu vào), thực thí nghiệm kiểm tra đánh giá để xác định nguyên nhân trực tiếp dẫn đến hư hỏng, nguyên nhân cội rễ dẫn đến hư hỏng lập phương án khắc phục Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu (COMFA), Viện khoa học vật liệu (IMS) Các biện pháp kỹ thuật kiểm sốt nâng cao chất lượng sản phẩm khí ThS Đào Chí Tuệ Quy trình thực đánh giá hư hỏng: - Liệt kê tất yếu tố ảnh hưởng đến hư hỏng chi tiết - Sử dụng phép phân tích, so sánh với tiêu chuẩn mẫu đối chứng để tìm nguyên nhân gây lỗi loại trừ yếu tố không ảnh hưởng Hình Sơ đồ dạng xương cá đơn giản xác định nguyên nhân gây hư hỏng Quy trình đánh giá hư hỏng bản: Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu (COMFA), Viện khoa học vật liệu (IMS) Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát nâng cao chất lượng sản phẩm khí ThS Đào Chí Tuệ Ví dụ 1: Xác định nguyên nhân dẫn đến tuổi thọ thấp chày dập nóng Chày dập nóng gia công chế tạo vật liệu nhập ngoại tuổi thọ không cao Các nghiên cứu cho thấy cấu trúc vật liệu đầu chày bị thay đổi tác dụng nhiệt độ trình làm việc.Phần đầu chày tiếp xúc với phơi dập có nhiệt độ cao không làm mát hợp lý nguyên nhân làm giảm tuổi thọ chày Hình Chày dập nóng bị thay đổi cấu trúc biến mềm vùng đầu chày không làm mát hợp lý trình sử dụng Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu (COMFA), Viện khoa học vật liệu (IMS) Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát nâng cao chất lượng sản phẩm khí ThS Đào Chí Tuệ Giải pháp khuyến cáo áp dụng: cải thiện hệ thống làm mát đầu chày cách phun dung dịch làm mát đem lại hiệu cao cho nhà máy Ví dụ 2: Chi tiết dạng ống xe máy bị nứt gần mối hàn q trình gia cơng chế tạo Các nghiên cứu cho thấy nguyên nhân gây nứt ống khơng phải lỗi q trình nong ống hay mối hàn chất lượng mà lỗi gây vật liệu sử dụng chế tạo ống không đảm bảo Một vùng vật liệu ống có cấu trúc khơng phù hợp với tính làm nứt ống.Tình trạng sảy ống chế tạo từ mép cuộn vật liệu nhập Giải pháp khuyến cáo: kiểm tra cấu trúc vật liệu đầu vào, cắt bỏ phần vật liệu phía rìa cuộn thép đảm bảo loại bỏ hoàn toàn phần vật liệu có cấu trúc khơng đảm bảo Hình Chi tiết xe máy bị nứt trình gia công Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu (COMFA), Viện khoa học vật liệu (IMS) Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát nâng cao chất lượng sản phẩm khí ThS Đào Chí Tuệ Hình Kết phân tích cấu trúc tế vi cho thấy vật liệu có cấu trúc không phù hợp bên đường hàn Hình 10 Vị trí vùng vật liệu bị thay đổi cấu trúc cuộn thép sử dụng chế tạo ống Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu (COMFA), Viện khoa học vật liệu (IMS)