基于FMEA分析方法的聚烯烴類塑料管道質量控制

鄭玉平 (福建恒杰塑業新材料有限公司，福建 福清 350307 )

0 引言

聚烯烴類塑料以其耐腐蝕性強，低溫韌性高等特點成為市場中主流的管道制造材料。在聚烯烴類塑料管道生產過程中，為保證聚烯烴類塑料管道質量，有必要針對其質量加以控制。以往，針對聚烯烴類塑料管道質量控制方面的相關研究中，主要通過檢驗原材料、現場監造的方式實現聚烯烴類塑料管道質量控制。但傳統質量控制方法由于過多地依靠以往生產經驗進行，未結合先進的數據分析方法，導致其在實際應用中存在控制波特率低的問題。因此，有必要針對聚烯烴類塑料管道質量展開優化控制。FMEA分析方法作為一種分析方法，主要是通過識別的功能，實現對數據的有效分析[1]。因此，本文利用FMEA分析方法，控制聚烯烴類塑料管道質量，致力于提高聚烯烴類塑料管道質量控制波特率。

1 FMEA分析方法

FMEA分析方法主要通過六步實現，分別為：項目識別、結構分析、功能分析、失效分析、風險分析以及優化改進。項目識別的實現步驟為，制定項目計劃，分析邊界，總結以往經驗教訓，為結構分析奠定良好的基礎[2]。結構分析主要針對產品或過程的系統結構進行，通過分析范圍的可觀性，識別界面。功能分析與結構分析流程相似，其主要是針對產品或過程的系統功能進行。失效分析是針對產品建立失效鏈，通過分析其相關影響、故障模式以及原因，實現產品失效關系的可視化，創建失效結構，識別變化來源，并在FMEA表格匯總記錄失效的數據。在此基礎上，分析其風險水平分配失效原因，根據其嚴重度、頻度和探測度進行評級，通過客戶與供應商之間的相互協作，執行對產品的優化改進[3]。為此，本文有理由將基于FMEA分析方法應用在聚烯烴類塑料管道質量控制中，基于FMEA分析方法設計的聚烯烴類塑料管道質量控制方法具體內容，如下文所述。

2 基于FMEA分析方法的聚烯烴類塑料管道質量控制方法

文章基于FMEA分析方法，設計聚烯烴類塑料管道質量控制的具體流程，如圖1所示。

對圖中1的主要過程進行了詳細分析，具體的分析內容如下。

2.1 明確聚烯烴類塑料管道質量控制內容

在聚烯烴類塑料管道質量控制過程中，必須預先明確聚烯烴類塑料管道質量控制內容。本文選取較為重要的的管材熱膨脹系數及膨脹節設置兩個因素，作為質量控制內容。塑料管材的熱膨脹系數較大，管材的質量問題有80%以上均是由熱脹冷縮造成的。因此在生產管材的過程中應該明確管材的導熱系數、熱膨脹系數、工作壓力及應用范圍。當管道使用環境溫度變化較大時，管道應該嚴格按照《建筑產品推薦性應用標準》設置管道膨脹節[4]。

2.2 基于FMEA分析聚烯烴類塑料管道質量控制數據

本文基于FMEA分析方法，制定聚烯烴類塑料管道質量控制計劃，總結以往經驗教訓，分析聚烯烴類塑料管道結構，通過分析范圍的可觀性，識別界面。建立聚烯烴類塑料管道質量控制失效鏈，通過分析其相關影響、故障模式以及原因，實現產品失效關系的可視化，創建失效結構，識別變化來源，并在FMEA表格匯總記錄失效的數據。在此基礎上，分析其風險水平分配失效原因，根據其頻度進行評級。本文通過采集聚烯烴類塑料管道質量控制信號的方式，并將采集到的信號通過通訊網絡傳遞到控制主站，由控制主站將分析上報的控制信號，確定控制頻度以及控制區段。考慮到管道質量控制信號類型繁多，其中管道熱膨脹計算公式為：

圖1 基于FMEA分析聚烯烴類塑料管道質量控制流程

式中：ΔP為管道熱膨脹長度(m)；l為熱膨脹系數；Dmax為生產管道是的最高溫度；Dmin為管道生產時的最低溫度( ℃)；L為管道長度(m)。為了明確是否需要安裝管道膨脹節，需要根據公式(2)判斷：

式中：ΔQ為管道伸縮長度(mm)；ΔT為計算溫差( ℃)；Z為膨脹力(N)；ε為熱應力(N/mm2)，單位為；Y為管道截面積(mm2)。

基于上述計算，本文通過將管道質量控制輻射功率最小化，從而起到除雜、降噪的目的，進一步保障信號的精度。此過程可通過計算方程式加以表示，設其目標函數為R，可得公式 (3)。

式中：n為管道質量控制信號集；i為控制點位個數；P為信號的初級聲源聲壓；PH為信號的次級聲源聲壓。通過公式(3)，得出聚烯烴類塑料管道質量控制頻度，在保證管道質量控制平衡的前提下，可以將其作為同步信號，為下文實現聚烯烴類塑料管道質量控制提供依據。

2.3 實現聚烯烴類塑料管道質量控制

得到聚烯烴類塑料管道質量控制頻度后，通過計算機接口映射每一個控制點的兩個4位數的8進制數，以獲得控制數據，并形成區域映射。將獲得的數據轉化為具體參數，再利用系統檢測是否需要改變參數量。根據端口狀態及存儲的控制數據，通過區域映射的控制分析獲得準確的控制結果。至此，實現聚烯烴類塑料管道質量控制功能。

3 實驗

3.1 實驗準備

構建實驗分析，實驗對象選擇某聚烯烴類塑料管道，生產相關參數，如表1所示。

表1 聚烯烴類塑料管道生產參數設置

結合表1的參數設置，設本文方法為實驗組，設傳統塑料管道質量控制方法為對照組。分別利用兩種在MATLAB仿真實驗平臺中測試控制波特率。其中，控制波特率的數值越高，說明該方法的控制效率越高。

3.2 實驗與分析

依據上述設置的實驗環境與參數設置，通過10次控制波特率對比實驗，可知本文設計的控制方法控制波特率明顯高于對照組，在控制管道生產質量上具有一定的優勢。

4 結語

文章利用FMEA分析方法控制聚烯烴類塑料管道質量，在明確管道質量控制內容的基礎上，通過FMEA方法進行項目識別、結構分析以及失效分析。最終通過管道質量控制函數實現質量控制。仿真實驗結果證明，所設計的方法的控制波特率明顯高于對照組，說明該方法在塑料管道質量控制上具有優越性，為提高聚烯烴類塑料管道質量提供一定的科學依據。