解决温水交联电缆热收缩不合格问题

一、选题理由：

总经理要求解决温水交联绝缘线芯热收缩不合格问题。

二、人员组成：

序号	姓名	性别	组内分工
1	吴协民	男	模具配制安排，并要求操作人员按要求开机，并做好协调与监督
2	杨文清	男
3	杨泽云	男	按要求开机
4	杨年生	男	按工艺温水和送检
5	刘玉东	男
6	戴宇鹏	男	按送样要求及时做相关性能检测，并及时反馈检测结果
7	孙开恒	男	按要求抽样并送样
8	顾福琴	女	确定挤出要求和抽样方案

三、现状调查：

据检测中心反映，对所有温水交联电缆抽样测试热收缩的结查表明：70²及以上和6²及以下的温水交联绝缘线芯热收缩合格，10²-50²的温水交联绝缘线芯经常出现热收缩不合格现象；有时在同一盘线芯时相隔100米，会存在检测结论不一样现象，公司质量负责人感到头疼，总经理认为可能是我们的装备不能满足要求，年前安排设备部组织安装了带有热水冷却水槽的80型挤塑机。

3月11日，质保部在大平方配线组取带有热水冷却的80挤塑机挤出的已温水的交联绝缘线芯后，检测结果如下：

序号	挤出 日期	线芯 规格	取样 顔色	材料生产厂家	样品在贮线盘中的位置	热收缩测试情况
						检测结果	判定结论
1	2014-3-8	102	黄	宝源	收线盘的尾部	4	合格
2	2014-3-9	162	红	宝源		5	不合格
3	2014-3-10	102	兰	宝源		5.5	不合格

用带热水冷却的80挤出机用正常模具挤出的温水交联绝缘线芯，仍存在热收缩不合格现象。

四、目标确定：

2014年4月10日前内找出热收缩不合格的根本原因，采取措施，确保我厂生产的温水交联电缆热收缩****合格。

五、分析原因和确定主要原因

根据现有情况，运用头脑风暴法绘制出如下的因果图。

 

 

 

 

 

对找出末端因素一一确认是否为要因。

序号	热收缩不合格的未端因素	确认情况	是否要因
1	检测结果与未与工资挂钩	原来热收缩这个指标因挤出设备资源不能满足，未加考虑，检测结果没有与员工挂钩。	非要因
2	操作工未经培训	都是原来的老挤塑工，在90挤塑机上开过，但对80挤塑机的性能和要求不清楚。	要因
3	只有更多的人会操作，才能满足随时调用需求	有这种需求	非要因
4	一班人满足不了生产量要求	只配一班人，会造成电资源上的浪费，且不能满足产量需求。	非要因
5	检测结果没有反馈给各挤塑工	检测结果与挤出时间比滞后一点	非要因
6	操作工只关注外观	一般挤出时，只有当外观合格时就能挤出	非要因
7	测试时间与挤出不同步	热收缩性能要等温水合格后才能检测，而且检测周期长	非要因
8	操作工只强调产量，不关注内在质量	外表显示不出此性能的质量情况	要因
9	没有依据新设备制订定额	参照原来90挤塑机的生产定额计酬	非要因
10	产量与工资挂钩	目前实行定额计酬	非要因
11	料的开包时间长或料袋本身有破损	一般不超过24小时，时间过长，挤出时外观不好看，会出现预交联现象，但目前外观正常。	非要因
12	零头材料混用	有这种情况，不多，对热收缩性能影响不大	非要因
13	不同批次的材料同时挤出时可能出现料流不稳定	有这种可能	非要因
14	不同批次的材料加工工艺可能不同
15	不同班组的料性能可能存在差异	生产厂家的料经常有不同班组的混放在一起，挤出时可能存在差异。	非要因
16	色母粒与材料不融	目前挤出外观良好，顔色均匀，挤出外观正常。	非要因
17	色母粒受潮
18	检测周期长	此性能检测要等热延伸测试合格后才能检测，而且检测周期较长，另外其它的线芯也没有按规定的时间适应，检测结果还是合格的。	非要因
19	生产要货急
20	外观正常时，操作人员误以为是合格产品	事实	非要因
21	线速度波动范围偏大	看到线速度显示值波动快而且瞬间变化大	要因
22	与挤出时设定速度有关	事实	非要因
23	与设备本身性能有关		非要因
24	挤出厚度靠经验	开始时凭借经验，现在已安装了在线测径仪	非要因
25	用大模具挤出，增大材料的拉伸比	事实	非要因
26	用挤压式模具挤调偏难	事实	非要因
27	用挤压式模具挤，生产效率低	事实	非要因
28	模具单一，不便于调换	模具之间跨度大，想调小一个规格，没有资源	非要因
29	此机组只开35平方以下的线芯	因生产任务紧，之后会扩到120平方	非要因
30	没有制订适合本机组的工艺	现场无作业指导文件，目前参照90挤塑机工艺	要因
31	操作工凭借经验开机
32	温控范围有波动	现场验证属实	非要因
33	无法直接检测到料的温度	现场验证结果表明，机筒上测温点温度与仪表显示温度相近，在受控范围，只是有偏下的趋势	非要因
34	显示温度与实际值不一致
35	操作工习惯于低温操作	温度高了，易产生预交联现象，使挤塑无法进行	要因
36	现场没有规定温度设定控制范围	属实	要因
37	只考虑挤出速度	一般情况下，只要上班，就以*快速度开机，外观良即可	要因
38	减少换模具频率	有这种现象存在，采取大模芯代用	要因
39	温度不到提前开机	上班后的**根，模口温度仅靠自身加温，很难达到规定温度就先开机了	要因

再次进行要因确认：

6²及以下的温水交联线芯在70挤塑机上用万马料采用挤压式模具挤出，热收缩检测结果全部合格，而80挤塑机上用挤管式模具挤出，热收缩绝大部分不合格，结合以上分析结果，推测热收缩可能与挤出线速和挤出方式以及挤出温度有关，3月15日-4月15日，我们用温水交联聚乙烯绝缘料用挤管式模具挤出，依据推测结果分别采用增加挤出压力、改变线速度,更换材料和改变设定温度挤出，收集了如下59组数据：（表1）

选用材料	挤出日期	挤出顔色	挤出规格 mm2	挤出时选用模具形式	挤出设定线速m/min	热收缩测试结果	挤出温度 变化情况
宝源料	3月15日	兰	10	半挤压式	20	1	正常
宝源料	3月15日	兰	10	半挤压式	80	3	正常
宝源料	3月15日	红	10	半挤压式	20	0.8	正常
宝源料	3月15日	红	10	半挤压式	80	5.5	正常
宝源料	3月15日	绿	10	半挤压式	20	2	正常
宝源料	3月15日	绿	10	半挤压式	80	5	正常
宝源料	3月15日	兰	10	半挤压式	80	5.5	正常
宝源料	3月15日	兰	10	半挤压式	80	4	正常
宝源料	3月15日	红	10	半挤压式	80	4	正常
宝源料	3月15日	绿	10	半挤压式	100	3	正常
宝源料	3月15日	兰	10	半挤压式	100	3	正常
宝源料	3月15日	兰	10	半挤压式	80	3	正常
宝源料	3月15日	绿	10	半挤压式	80	3.5	正常
宝源料	3月17日	红	35	挤管式	18	1	正常
宝源料	3月17日	绿	35	挤管式	18	1	正常
宝源料	3月17日	黄	35	挤管式	18	1.5	正常
宝源料	3月17日	红	35	挤管式	18	3.5	正常
宝源料	3月17日	黄	35	挤管式	18	3.5	正常
宝源料	3月17日	绿	35	挤管式	18	3	正常
宝源料	3月25日	兰	16	半挤压式	120	5.5	正常
宝源料	3月25日	兰	16	半挤压式	120	5.75	正常
宝源料	3月25日	兰	16	半挤压式	20	3	正常
宝源料	3月25日	绿	10	半挤压式	80	5.75	正常
宝源料	3月25日	黄	16	半挤压式	110	4.5	正常
宝源料	3月25日	黑	16	半挤压式	110	7	正常
宝源料	3月27日	黄	10	挤管式	90	2.5	正常
宝源料	3月27日	黄	10	挤管式	30	0.5	正常
宝源料	3月27日	黄	10	挤管式	90	7	机头降20度
宝源料	3月27日	黄	10	挤管式	90	5	机头降20度
宝源料	3月27日	红	10	挤管式	90	8.5	机头降20度
宝源料	3月27日	红	10	挤管式	90	8	机头降20度
宝源料	3月27日	黄	10	挤管式	90	7.5	机头降20度
宝源料	3月27日	黄	10	挤管式	90	8.5	机头降20度
宝源料	3月27日	黄	10	挤管式	90	7	机头降20度
宝源料	3月27日	黄	10	挤管式	90	7	机头降20度
宝源料	3月27日	黄	10	挤管式	90	7	机头降20度
万马料	3月28日	兰	10	挤管式	110	4	正常
万马料	3月28日	兰	10	挤管式	120	1.5	正常
万马料	3月28日	兰	16	挤管式	100	2	正常
万马料	3月28日	红	16	挤管式	90	2	正常
万马料	3月28日	红	16	挤管式	30	1.75	正常
万马料	3月28日	红	16	挤管式	90	2	正常
万马料	3月28日	红	16	挤管式	90	2	正常
万马料	3月29日	黄	25	挤管式	100	2.5	机身加20度
万马料	3月29日	黄	25	挤管式	100	2	机身加20度
万马料	3月29日	黑	25	挤管式	100	1	机身加20度
万马料	3月29日	兰	25	挤管式	100	3	机身加20度
万马料	3月29日	黄	16	挤管式	100	2	机身加20度
万马料	3月29日	绿	16	挤管式	30	1.5	机身加20度
万马料	3月29日	绿	16	挤管式	100	3	机身加20度
万马料	3月29日	黄	10	挤管式	100	3	机身加20度
万马料	3月29日	红	16	挤管式	100	4	机身加20度
万马料	3月30日	黄	35	挤管式	100	2	机身加20度
万马料	3月30日	绿	35	挤管式	100	2	机身加20度
万马料	3月30日	绿	35	挤管式	100	2	机身加20度
万马料	4月14日	红	16	挤管式	120	2.5	各段加5度
万马料	4月14日	黑	16	挤管式	100	2.5	各段加5度
宝源料	4月15日	兰	50	挤管式	12	2	机身加15度
宝源料	4月15日	兰	50	挤管式	80	2	机身加15度

用单因子方差分析得出如下结果：

单因子方差分析: 热收缩测试结果 与 挤出线速m/min

来源           自由度      SS     MS     F      P

挤出线速m/min       8  131.62  16.45  6.13  0.000

误差               50  134.29   2.69

合计               58  265.91

S = 1.639   R-Sq = 49.50%   R-Sq（调整） = 41.42%

                         均值（基于合并标准差）的单组 95% 置信区间

水平   N   均值  标准差  -----+---------+---------+---------+----

 12    1  2.000       *  (------------*------------)

 18    6  2.250   1.214           (----*----)

 20    4  1.700   1.013       (------*-----)

 30    3  1.250   0.661    (-------*-------)

 80   10  4.125   1.276                   (----*---)

 90   13  5.692   2.626                          (---*--)

100   15  2.467   0.719             (---*--)

110    3  5.250   1.521                    (-------*-------)

120    4  3.813   2.135                (-----*------)

                         -----+---------+---------+---------+----

                            0.0       2.5       5.0       7.5

合并标准差 = 1.639

单因子方差分析: 热收缩测试结果 与 挤出温度变化情况

来源              自由度      SS     MS      F      P

挤出温度变化情况       4  155.52  38.88  19.02  0.000

误差                  54  110.38   2.04

合计                  58  265.91

S = 1.430   R-Sq = 58.49%   R-Sq（调整） = 55.41%

                               均值（基于合并标准差）的单组 95% 置信区间

水平         N   均值  标准差    +---------+---------+---------+---------

各段加5度    2  2.500   0.000      (-------*-------)

机身加15度   2  2.000   0.000    (-------*-------)

机身加20度  12  2.333   0.807          (--*---)

机头降20度   9  7.278   1.064                             (---*---)

正常        34  3.141   1.689               (-*-)

                                 +---------+---------+---------+---------

                               0.0       2.5       5.0       7.5

合并标准差 = 1.430

单因子方差分析: 热收缩测试结果 与 挤出时选用模具形式

来源                自由度      SS    MS     F      P

挤出时选用模具形式       1    4.25  4.25  0.93  0.340

误差                    57  261.66  4.59

合计                    58  265.91

S = 2.143   R-Sq = 1.60%   R-Sq（调整） = 0.00%

                             均值（基于合并标准差）的单组 95% 置信区间

水平       N   均值  标准差  -----+---------+---------+---------+----

半挤压式  19  3.937   1.692      (----------------*---------------)

挤管式    40  3.362   2.321  (----------*----------)

                             -----+---------+---------+---------+----

                                3.00      3.60      4.20      4.80

合并标准差 = 2.143

单因子方差分析: 热收缩测试结果 与 选用材料

来源      自由度      SS     MS      F      P

选用材料       1   49.97  49.97  13.19  0.001

误差          57  215.94   3.79

合计          58  265.91

S = 1.946   R-Sq = 18.79%   R-Sq（调整） = 17.37%

                           均值（基于合并标准差）的单组 95% 置信区间

水平     N   均值  标准差  -----+---------+---------+---------+----

宝源料  38  4.232   2.346                       (-----*------)

万马料  21  2.310   0.786  (-------*--------)

                           -----+---------+---------+---------+----

                              2.0       3.0       4.0       5.0

合并标准差 = 1.946

 单因子方差分析: 热收缩测试结果 与 挤出顔色

来源      自由度      SS    MS     F      P

挤出顔色       4   15.80  3.95  0.85  0.498

误差          54  250.11  4.63

合计          58  265.91

S = 2.152   R-Sq = 5.94%   R-Sq（调整） = 0.00%

                         均值（基于合并标准差）的单组 95% 置信区间

水平   N   均值  标准差  ---+---------+---------+---------+------

黑     3  3.500   3.122  (---------------*----------------)

红    13  3.504   2.485          (-------*-------)

黄    17  4.294   2.556                 (------*------)

兰    15  3.233   1.489         (-------*------)

绿    11  2.886   1.446      (-------*--------)

                         ---+---------+---------+---------+------

                          1.5       3.0       4.5       6.0

合并标准差 = 2.152

以上分析结果表明：热收缩测试结果与挤出温度、挤出速度和选用材料强相关，与挤出选用模具伸缩距离弱相关，与挤出厚度和颜色无关。再次验证了要因确认结果。

六、针对要因制订对策：

从表1看出，从3月28日向后挤出的线芯热收缩测试结果都小于4%已经合格（在分析过程中就在调整参数验证）。但是还发现，相同的线速，为什么有不同的热收缩测试结果，我再次观察和记录了正在挤出的线速和温度显示情况变化过程：

4月26日下午，用宝源料挤10平方兰线时，设定温度为160、170、180、190、190、195、195、200，线速设定100m/min的线速在4分钟内显示情况：

如图所示，很明显的看出，实际挤出时线速是在不断地变化的，从极差图中可以看出*大的极差达到5，这一大的波动是造成热收缩不合格的*主要原因。

上图看出，Cpk为0.59，过程能力严重不足，设务部门应在设备线速度的稳定性能上采取措施。

挤10平方红色温水交联绝缘时各区温度变化情况记录如下：

以上两图显示出各区域温度变化情况，明显看出有的变化幅度较大。挤出温度和线速度的变化就是导致热收缩波动的主因。如果控制好这两个因素，模具确定好了，热收缩不合格问题就能解决。