Об управлении качеством порошкового покрытия

Польский производитель промышленных вентиляторов TYWENT Fan Factory столкнулся с жалобами клиента на коррозию установленных на крыше здания вентиляторов (см.фото). Для решения этой проблемы руководство завода решило обратиться в научные учреждения. В результате была создана научная комиссия в составе:

• Dominika Siwiec, Rzeszow University of Technology, Poland,
• Martin Straka, Technical University of Košice, Slovakia,
• Andrzej Pacana, Rzeszow University of Technology, Poland.

Этот коллектив произвёл инспекцию окрасочного участка на заводе Tywent и выдал отчёт о работе с рекомендациями. В дальнейшем указанные выше авторы совместно опубликовали свой отчёт в виде статьи в научном издании MODERN MANAGEMENT REVIEW. Надеемся, что её изучение окажется познавательным и интересным.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫБРАННЫХ ИНСТРУМЕНТОВ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ. ИНСТРУМЕНТЫ АНАЛИЗА КАЧЕСТВЕННЫХ ПРОБЛЕМ ПРОДУКЦИИ

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДЫ

Рассматриваемая проблема связана с коррозией, возникшей в вентиляторах, обнаруженной через несколько месяцев эксплуатации внешним заказчиком (рис.1).

Вентиляционные отверстия, в которых была обнаружена коррозия, были установлены на крыше здания (на открытом пространстве). Это были кровельные вентиляторы PFD-200, предназначенные для общего использования. Температуры рабочих сред, при которых предполагается эксплуатация этого вентилятора: от -25°C до 60°C для перемещаемого воздуха и до 40°C для окружающей среды. Крышки вентиляторов были изготовлены из листовой стали (TH 1300, 2000) и окрашены порошковой краской.

Процесс порошковой окраски начинался с подготовки крышки вентилятора путём механической очистки для удаления загрязнений. Механическая очистка включала в себя процесс предварительной промывки и нанесения фосфатов железа на крышку для защиты от коррозии.

После этого крышка вентилятора была покрыта порошковой полиэфирной краской толщиной слоя 95 мкм, а порошок был затем полимеризован в печи. Спекание проводилось в конвекционной печи при температуре около 200 °C в течение примерно 10 минут.

Тепло в печи распределялось по циркуляционной системе. После того, как порошок был равномерно распределён по окрашиваемой поверхности, в дальнейшем покрытие отверждалось в печи в течение примерно 20 минут. Упрощенная схема процесса порошкового покрытия показана на рисунке 3.

Ввиду большого количества потенциальных причин коррозии вентилятора была составлена ​​диаграмма Исикавы (так называемая «рыбья кость») (Билсел, Лин, 2012; Бралья, Фросолини, Галло, 2017; Чоккалингам и др., 2017). В «рыбьей голове» была представлена ​​проблема, т.е. коррозия вентилятора.

Далее были выбраны пять категорий для анализа этой проблемы: Человеческий Фактор, Технология, Оборудование, Расходные материалы и Окружающая среда. Эти категории позволили нам выявить потенциальные причины коррозии и, следовательно, тщательно проанализировать отдельные косвенные причины (Лира и др., 2017). Впоследствии руководитель компании и отдел качества выбрали основные причины коррозии (Сальвадор, Голдфарб, 2004; Шин, Ли, Сон, 2015). Для выявления первопричины проблемы был использован метод «5 почему». Анализ начался с определения проблемы (коррозия вентилятора) с указанием её основных причин, которые были выбраны на предыдущем этапе. Анализ основывался на задании для каждой причины вопроса «почему», пока не была выявлена ​​первопричина (Бенджамин, 2015; Уэйд, 2002). Это позволило предложить меры по улучшению, благодаря которым можно минимизировать риск коррозии вентиляторов в дальнейшем.

РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА

На первом этапе анализа была построена диаграмма Исикавы для выявления потенциальных причин проблемы коррозии, возникшей на вентиляторах (рис.4).

Основными причинами проблемы коррозии были плохо подготовленная крышка вентилятора и отсутствие периодического обучения персонала. Эти факторы привели к тому, что процесс подготовки вентиляторов и процесс их окраски были выполнены неправильно. Плохая адгезия лакокрасочного покрытия и последующая коррозия вентиляторов были признаны непосредственно связанными с плохой подготовкой его поверхности перед окраской. Возможные загрязнения поверхности, которые привели к тому, что краска плохо прилипала к поверхности вентилятора, вызывая последующую коррозию и повреждение покрытия крышки вентилятора в результате воздействия внешних факторов (включая атмосферные). В итоге загрязнение поверхностей вентиляторов перед окраской привело к ухудшению защитных свойств покрытия и коррозии. Загрязнения также были связаны с техническим обслуживанием оборудования, используемого при чистке и окраске вентиляторов, а также помещений, в которых проводились эти процессы. Сотрудники не проходили периодическое обучение, поэтому их знания о правильном выполнении производственных процессов были недостаточными, что приводило к ошибкам. Для выявления первопричины проблемы был проведен анализ с использованием метода «5 почему» (рис. 5).

После анализа основных причин коррозии вентиляторов с помощью метода «5 почему» был сделан вывод, что первопричиной является недостаточная осведомлённость о принципах порошковой окраски и недостаточная осведомлённость руководства о преимуществах применения принципов Бережливого Производства.

ОБСУЖДЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Достижение высокого качества продукции и одновременное удовлетворение ожиданий клиентов по-прежнему остаётся сложной задачей (Осташ, Сивец, Пакана, 2022; Пакана, Сивец, 2022; Сивец, Гребски, 2022; Сивец, Пакана, 2021). Поэтому необходимо использовать различные методы, которые будут способствовать достижению стабильного производственного процесса продукции (Сивец, Пакана, 2022; Сивец, Пакана, 2021). В данном случае был сделан вывод о необходимости улучшения производственного процесса и внедрения инструментов Бережливого Производства. Меры по улучшению производственного процесса, которые минимизируют коррозию вентиляторов, включают в себя следующие действия:

• замену механической мойки химической очисткой, тем самым внедряя:
  • обезжиривание поверхности;
  • нанесение цинковых покрытий, которые будут служить грунтовкой для порошковых покрытий и тем самым повысят защиту от коррозии,нанесение лакокрасочных покрытий с повышенной стойкостью;
  • нанесение лакокрасочных покрытий с повышенной стойкостью
• введение визуального контроля продукции перед порошковой покраской, при этом количество проверяемых изделий будет соответствовать принятой технологии.

Пример упрощённой схемы реализации процесса порошковой покраски с мерами по улучшению представлен на рис.6.

Кроме того, улучшение процесса порошковой окраски и функционирования всей компании может быть достигнуто за счёт внедрения инструментов Бережливого Производства, таких как: 5S, TMP и стандартизированная работа. Стальные поверхности вентиляторов требуют тщательной обработки, особенно в случае вентиляторов, предназначенных для наружного использования. Замена механической очистки химической промывкой, вместе с процессом обезжиривания, а также использование цинковых покрытий в сочетании с фосфатными покрытиями повышают коррозионную стойкость. Внедрение выбранных инструментов бережливого производства (5S, TPM и стандартизированная работа) позволит, например:

• поддерживать чистоту на рабочих местах;
• поддерживать исправное состояние машин и устройств, используемых в процессе производства вентиляторов;
• анализировать отдельные процессы и проводить измерения;
• выявлять проблемы на постоянной основе;
• устранять или минимизировать проблемы.

Использование последовательности методов 5W2H, диаграмму Исикавы и метод 5Why, дало возможность::

• прозрачно охарактеризовать проблему, включая наиболее важную информацию о проблеме;
• определить причины потенциальной проблемы и выбрать основные причины;
• определить причину исходной проблемы;
• разработать меры по улучшению, соответствующие выявленной причине исходной проблемы.

Инструменты управления качеством, используемые для решения проблемы коррозии вентиляторов, и предложенные меры по улучшению могут быть применены в случае других проблем в области металлургии.

♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦ конец статьи ♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦♦

Оставляем на усмотрение читателей возможность судить о практической пользе общих рассуждений польских консультантов на тему организации производства, как и степени их связи с итоговыми рекомендациями по разрешению проблем польского производителя вентиляторов. Со своей стороны отметим, что настоящей причиной коррозии на фото, скорее всего, являлась разница температур воздуха, поступавшего из здания, и уличного. Это не могло не вызвать постоянное выпадение конденсата на холодных элементах конструкции вентилятора PFD-200. Что само по себе является достаточно жёстким условием эксплуатации лакокрасочного покрытия. Обычного железного фосфатирования, используемого польскими малярами для защиты вентилятора от коррозии, конечно, в такой ситуации не хватило надолго. Удивительно, что ни заводское КБ, ни технологи цеха окраски, ни, судя по всему, вообще никто на заводе Tywent не подумал об этом заранее. В результате при составлении техзадания на окраску злополучного вентилятора не была предусмотрена необходимость повышенной защиты от коррозии его внешних элементов, контактирующих с воздухом, поступающим из здания. И даже после жалоб клиента никто из персонала Tywent Fan Factory не вспомнил начальный курс физики в школе. Понадобилась помощь учёных, которые, впрочем, тоже не обратили внимание на неизбежность конденсата.

Судя по прочим участкам поверхности вентилятора, никакой коррозии там пока не наблюдается. Поэтому нам заочно судить о плохой квалификации рабочего персонала Tywent, не справляющегося с очисткой поверхности, не приходится, коль основная причина проблемы – в неправильной постановке задач, выставленных сотрудникам участка порошкового окрашивания. Решить данную проблему возможно было, конечно, без создания межинститутских научных комиссий по более детальным фотографиям и устному описанию проблемы. Но мы хотели показать, как с подобными проблемами справляются поляки.

Технологи Tywent Fan Factory для решения своих проблем должны были заказать у польского дилера IBA Kimya цинксодержащий грунт EE20AC7777198GLX или, возможно, покрытие серии IBA CorrShield (серия PE56/FF36), вместо обычной полиэфирной краски. И в дальнейшем предпочтительно общаться с его специалистами, поскольку это привело бы к более ускоренному и дешёвому нахождению выхода из неприятной ситуации с рекламациями заказчиков.

С другой стороны, ни у кого не вызывает сомнений необходимость заботы руководства промышленных предприятий об уровне технической подготовки персонала цехов порошковой окраски, включая их обеспечение учебными материалами и возможностями обмена опытом.

По материалам зарубежной печати

Выпуск подготовил
Болдырев Андрей Анатольевич