PFMEA在PVC質(zhì)量控制中的應用

白文彥(陜西北元化工集團有限公司化工分公司，陜西 榆林 719319)

0 引言

1 PFMEA簡介

潛在失效模式及影響分析(potential failure mode and effects analysis，PFMEA)是跨功能小組主要采用的一種分析技術，用以最大限度地保證各種潛在的失效模式及其相關的起因/機理已得到充分的考慮和論述[2]。采用PFMEA對PVC生產(chǎn)流程中產(chǎn)生雜質(zhì)的因素進行分析(如表1所示)。

表1 過程潛在失效模式及后果分析(針對雜質(zhì)超標)

從上表可以發(fā)現(xiàn)風險優(yōu)先指數(shù)RPN≥75的輸入過程對雜質(zhì)的影響比較嚴重。下文將對風險優(yōu)先指數(shù)RPN≥75的過程做詳細的分析，并制定精細化控制措施。

2 影響樹脂雜質(zhì)超標的因素

2.1 助劑儲存、過濾器使用不當

我公司懸浮法聚氯乙烯生產(chǎn)使用的助劑有涂釜液、分散劑、引發(fā)劑、消光劑、阻聚劑、終止劑、消泡劑、中和劑等。在2020年2月份助劑排查過程中相繼發(fā)現(xiàn)，庫存消泡劑發(fā)生霉變，出現(xiàn)大量黑色霉變物質(zhì)；消泡劑儲罐罐壁殘存黑色霉變物質(zhì)；終止劑罐底積存變色變質(zhì)助劑；中和劑罐底積有Ca(OH)2塊狀物；涂釜真空泵過濾器腐蝕碳化；分散劑過濾器腐蝕等。

2.2 機械雜質(zhì)

我公司A線篩后料內(nèi)間斷性出現(xiàn)黑點，大部分黑點為機械雜質(zhì)。多次排查發(fā)現(xiàn)機械雜質(zhì)從回收單體中帶入。系統(tǒng)中如果VCM含水高，氧與VCM生成的低分子過氧化物水解產(chǎn)生氧化氫、甲酸等酸性物質(zhì)，腐蝕設備生成鐵銹。我公司在多次檢修檢查過程中發(fā)現(xiàn)回收單體冷凝器、回收單體傾析器、回收單體中間槽、回收單體儲槽內(nèi)積存有大量黑色、褐色鐵屑，這種鐵類物質(zhì)嚴重影響樹脂外觀及介電性能。

2.3 汽提工序產(chǎn)生雜質(zhì)原因

我公司采用日本智索溢流堰汽提塔全套工藝，溢流篩板塔為帶溢流堰降液管的小孔徑篩板塔，每層塔盤折流板7塊，進料層折流板高度400 mm，溢流堰高度340 mm，其他塔盤折流板高度520 mm，溢流堰高度460 mm，漿料每層塔盤停留2～2.5 min，塔頂及每層塔盤的底部設有噴淋設施。

2.3.1 汽提塔塔盤積料

在汽提塔停車檢修過程中，發(fā)現(xiàn)汽提塔塔盤有紅色的變色樹脂。經(jīng)分析，當噴淋閥打開時，汽提熱水泵壓力不足，噴淋面積沒有覆蓋整個塔盤，導致停留在塔盤表面的漿料逐漸積累，長時間加熱變色(塔內(nèi)溫度100 ℃)，累積到一定程度脫落。

2.3.2 螺旋板式換熱器積料

“之后，我只聽到小表姐大發(fā)雷霆，罵了好多難聽的話，我只記得小表姐最后一句話是：‘蕩婦，不要臉的女人，跟我去見我媽，讓我媽看看你到底是個什么東西！’

螺旋板式換熱器由兩張不銹鋼板卷制而成，形成了兩個均勻的螺旋通道，兩種傳熱介質(zhì)可進行全逆流流動，兩塊板之間焊有一定數(shù)量的定距撐。聚合釜自聚產(chǎn)生的小塊塑化物停留在定距撐周圍會造成樹脂沉積在換熱器通道內(nèi)，長時間高溫造成樹脂變色。

2.3.3 汽提熱水罐積料

2014年我公司通過技改收集蒸汽冷凝水、漿料泵機封水，回用冷凝水用作汽提塔噴淋。漿料泵機封泄漏，樹脂進入機封罐，再通過機封罐進入熱水槽，熱水槽控制溫度達96 ℃，很容易使樹脂變色。熱水罐冷凝水很大一部分來自干燥床列管蒸汽冷凝水，干燥床列管發(fā)生泄漏，樹脂順著冷凝水通過干燥熱水罐進入汽提熱水罐。

2.4 干燥工序產(chǎn)生雜質(zhì)原因

2.4.1 干燥床列管積料

干燥床列管破損泄漏，蒸汽冷凝水進入干燥器，導致物料濕度增大，部分樹脂過度受熱變色。在2019年12月檢修過程中發(fā)現(xiàn)A、B、C、D線均出現(xiàn)列管泄漏現(xiàn)象，列管管間積存大量紅料。干燥床床壓控制過高或過低也是導致列管積料的另一個原因。床壓過高容易導致堆床，干燥床局部不沸騰；床壓過低列管裸露，濕樹脂不能被含水率高的樹脂托住直接落在列管表面。

2.4.2 風送系統(tǒng)帶入雜質(zhì)

一次輸送BL1201風機過濾器濾棉脫落粘至換熱器，換熱器表面溫度高達120 ℃，很容易將過濾器介質(zhì)聚酯纖維碳化，碳化的聚酯纖維由風送系統(tǒng)進入干燥床造成雜質(zhì)超標。一次輸送、二次輸送濾筒集塵嚴重，灰塵脫落進入系統(tǒng)。

3 減少雜質(zhì)產(chǎn)生的控制措施

3.1 聚合系統(tǒng)精細化控制

(1)助劑的使用按照“先進先用，按廠家、按批次集中使用”的原則進行。每三個月清理助劑過濾器、助劑儲罐。每月清理涂釜真空泵過濾器，使用純水置換涂釜真空泵分離器。助劑過濾器統(tǒng)一由碳鋼更換為不銹鋼。

(2)每周清理傾析器管線過濾器，保持排水管線暢通。增加回收單體儲槽排水頻次，每小時對回收單體儲槽放水。在回收單體進聚合釜管線設置雙級過濾器，第一級過濾器為籃式過濾器每月清理一次。進聚合釜的過濾器采用高精度的過濾器濾芯，每三個月檢查更換一次。干燥二次輸送下料器管線增加除鐵器(如圖1所示)。

圖1 二次輸送下料器除鐵器

3.2 汽提裝置精細化控制

(1)嚴格控制汽提塔運行指標，杜絕塔溫出現(xiàn)波浪線狀波動。控制出料槽液位，盡早及時調(diào)整汽提塔負荷，避免大幅度調(diào)整汽提塔的進料量。帶料切換進塔過濾器，穩(wěn)定汽提塔的運行，降低汽提塔積料的概率。

(2)更換內(nèi)漏噴淋閥，汽提塔噴淋閥填料由軟密封統(tǒng)一更換為硬密封，增加密封面的耐磨性。調(diào)整熱水泵出口壓力大于0.6 MPa，調(diào)整噴淋閥手閥開度，確保噴淋管壓力大于0.04 MPa。限制汽提塔最低生產(chǎn)負荷，控制螺旋板式換熱器進料流量大于70 m/h，小于110 m/h。

(3)干燥熱水罐至汽提熱水罐送水管線增加過濾器(如圖2所示)。

圖2 干燥熱水罐至汽提熱水罐送水管線增加過濾器

3.3 干燥系統(tǒng)精細化控制

停車檢修時由相關人員進干燥床檢查列管是否泄漏，及時更換泄漏蒸汽列管。優(yōu)化干燥床床壓控制指標，運行指標范圍縮小至4.8～5.8 kPa，降低干燥床堆床概率。每月吹掃一次輸送過濾器，停車更換軟連接、吹掃二次輸送過濾器、更換振動篩篩網(wǎng)。每三個月更換風機過濾器濾棉，更換時濾棉安裝方向正確，卡條牢固，緊固件完好無缺失，防止濾棉脫落進入干燥床。

4 應用效果

我公司通過PFMEA對影響PVC樹脂雜質(zhì)的原因進行分析，提出改進措施，經(jīng)過一年的努力，PVC樹脂優(yōu)等品率有了明顯的提高，2020年5月取得了優(yōu)等品與專用料100%達標的優(yōu)異成績，2020年全年PVC優(yōu)等品率提高至98.94%，較2019年增長1.33%。

5 結語

PFEAM是質(zhì)量管理的升級，要求相關人員和企業(yè)轉變思路，規(guī)避質(zhì)量風險，當有新的變化時需要及時更新PFEAM，PFEAM的分析與運用在企業(yè)產(chǎn)品不斷改進及制造過程中不斷完善。我們始終秉承精細化過程控制，科學利用現(xiàn)代質(zhì)量管理工具，在每一個流程筑好防護墻，堅持不懈持續(xù)改進，力爭生產(chǎn)讓客戶滿意的優(yōu)質(zhì)PVC。