姜 璐

(安徽省特種設備檢測院，安徽 合肥 230051)

聚乙烯管材由于其良好的耐腐蝕性、抗震性、柔韌性及良好的加工性能等優(yōu)勢，進幾十年來被國內(nèi)外廣泛應用。燃氣用聚乙烯管承受一定的運行壓力，介質(zhì)易燃易爆，且多數(shù)敷設于城鎮(zhèn)中，一旦發(fā)生泄漏事故，后果十分嚴重。管材的制造質(zhì)量是保證管道安全的根本，在管材的制造過程中要嚴格把關(guān)，才能在根源上消除燃氣管道的風險[1-3]。

燃氣用聚乙烯管材的制造過程需由經(jīng)國家質(zhì)檢總局核準的監(jiān)督檢驗機構(gòu)進行監(jiān)督檢驗(以下簡稱制造監(jiān)檢)。監(jiān)督檢驗機構(gòu)需嚴格按照相關(guān)法律法規(guī)及國家標準對聚乙烯管材的制造過程層層把關(guān)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

本文將制造監(jiān)檢失敗看作危險事件，利用瑞士奶酪模型的事故致因思想，對關(guān)鍵點進行分析，得到制造監(jiān)檢質(zhì)量控制模型，以指導監(jiān)督檢驗機構(gòu)的工作。

1 燃氣用聚乙烯管制造監(jiān)檢關(guān)鍵點分析

1.1 燃氣用聚乙烯管制造監(jiān)檢主要內(nèi)容

根據(jù)《壓力管道元件制造監(jiān)督檢驗規(guī)則(埋弧焊鋼管與聚乙烯管)》(TSG D7001-2005)(以下簡稱監(jiān)檢規(guī)則)的規(guī)定，監(jiān)檢機構(gòu)應當對聚乙烯管產(chǎn)品中有關(guān)安全性能的項目進行制造監(jiān)檢，并且對制造單位聚乙烯管產(chǎn)品制造質(zhì)量管理體系運行情況進行監(jiān)督檢查。產(chǎn)品的質(zhì)量控制需嚴格按照《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統(tǒng) 第一部分：管材》(GB/T 15558.1-2015)(以下簡稱制造標準)執(zhí)行。

聚乙烯管制造過程的監(jiān)督檢驗主要內(nèi)容為：生產(chǎn)執(zhí)行的規(guī)范標準、原料選用、型式檢驗、產(chǎn)品組批、制造工藝、出廠檢驗及存檔資料。制造單位聚乙烯管產(chǎn)品制造質(zhì)量管理體系的監(jiān)督檢查主要內(nèi)容為：管理職責、質(zhì)量管理體系、文件和資料控制、采購與材料控制、工藝控制、檢驗控制、計量控制、不合格品控制、人員培訓等。

制造監(jiān)檢的各項內(nèi)容應環(huán)環(huán)相扣，并且應在制造單位自檢合格的基礎上進行。對質(zhì)量管理體系的監(jiān)督檢查應穿插在制造過程監(jiān)督檢驗中。

1.2 燃氣用聚乙烯管制造監(jiān)檢關(guān)鍵點分析

燃氣用聚乙烯管的制造過程可用圖1表示?？筛鶕?jù)制造監(jiān)檢的工作內(nèi)容，將制造過程分為四個控制部分：混配料控制、生產(chǎn)過程控制、檢驗控制、出廠控制。

1.2.1 混配料控制

聚乙烯管制造廠應從正規(guī)途徑購買混配料，入廠后需對混配料質(zhì)量證明書的項目進行復驗，合格后方可進入原料倉庫。根據(jù)監(jiān)檢規(guī)則，混配料的選用為A類項目，即監(jiān)檢人員必須檢查文件、實物或現(xiàn)場監(jiān)督，確認結(jié)果合格后產(chǎn)品才能流轉(zhuǎn)至下一道工序。另外，混配料的選用直接決定管材性能的好壞，故監(jiān)檢人員必須嚴格控制。

首先，監(jiān)檢人員需核查混配料原廠提供的質(zhì)量證明書，對照制造標準，查看質(zhì)量證明書項目是否齊全，數(shù)據(jù)是否清晰，指標是否符合制造標準的要求。其次，由于國內(nèi)用于聚乙烯管制造的混配料大多為進口產(chǎn)品，質(zhì)量證明書上的項目名稱及標準為英文，監(jiān)檢人員需注意查詢。第三，若質(zhì)量證明書由國內(nèi)經(jīng)銷商提供，則必須有經(jīng)銷商的蓋章；若質(zhì)量證明書為原廠提供，監(jiān)檢人員需核對供貨地址、簽章等信息，必要時可查閱購貨合同。

對于混配料的復驗，監(jiān)檢人員需查看實驗用儀器、實驗方法是否符合制造標準的規(guī)定。復驗結(jié)果若不合格或與質(zhì)量證明書的指標差距過大，應要求管材制造廠與混配料廠家溝通核實。

生產(chǎn)部門應嚴格按照生產(chǎn)計劃領取混配料，并做好記錄。監(jiān)檢人員應注意核查領取混配料的級別、牌號、批號、數(shù)量是否與生產(chǎn)計劃一致，混配料領取、出庫手續(xù)是否齊全。

1.2.2 生產(chǎn)過程控制

聚乙烯管的制造使用自動生產(chǎn)線，制造過程固定。監(jiān)檢人員應注意查看操作人員是否嚴格按照生產(chǎn)線作業(yè)指導書進行操作。完整的生產(chǎn)記錄可以在后期發(fā)現(xiàn)管材問題時對生產(chǎn)過程進行追溯，故監(jiān)檢人員應檢查每個班次是否有完整的生產(chǎn)記錄，生產(chǎn)記錄應包括生產(chǎn)批次、生產(chǎn)工藝參數(shù)、混配料批號、模頭清理記錄、管材線上問題等，且應有生產(chǎn)責任人員的簽字。

1.2.3 檢驗控制

聚乙烯管的制造過程至少需要三次檢驗：線上自測、線下抽檢、出廠檢驗。線上自測為管材在生產(chǎn)線上切割完畢后，對管材的外觀、噴碼和尺寸進行的測量，目的是第一時間掌握生產(chǎn)情況，如發(fā)現(xiàn)不合格應及時調(diào)整生產(chǎn)工藝。生產(chǎn)線上管材并未充分冷卻至室溫，聚乙烯管材的幾何尺寸往往偏大，故不能作為最終幾何尺寸的測量結(jié)果。故需要在管材生產(chǎn)結(jié)束24 h后，并將管材在溫度為(23±2)℃下狀態(tài)調(diào)節(jié)至少4 h后，進行外觀和幾何尺寸的線下抽檢。管材的出廠檢驗是對管材力學性能和物理性能的檢驗，需要抽樣后在實驗室進行。

在檢測控制環(huán)節(jié)，制造廠往往在線上自測后忽視線下抽檢，故監(jiān)檢人員應核對三次檢驗是否有完整記錄，并且檢驗記錄上要有檢驗人員及相關(guān)責任人員的簽字和日期，且線下抽檢的數(shù)量應符合制造標準的規(guī)定。在進行幾何尺寸測量時，制造廠的量具和測量方法有時不符合制造標準的要求，監(jiān)檢人員應根據(jù)制造標準仔細查看量具的類型、精度及校準情況。出廠檢驗涉及的試驗項目較多，監(jiān)檢人員應根據(jù)制造標準核查試驗儀器、試驗方法、試樣數(shù)量。為了保證試驗的可追溯性，監(jiān)檢人員可要求試驗人員保留試驗原始記錄、試驗曲線及試驗樣條。

三次試驗的不合格品，應嚴格按照制造廠的不合格品控制程序進行處理。

1.2.4 出廠控制

產(chǎn)品出廠檢驗合格后，管材可入庫，監(jiān)檢機構(gòu)出具制造監(jiān)檢證書后，方可作為燃氣用聚乙烯管材產(chǎn)品出廠。許多管材制造商在未監(jiān)檢機構(gòu)未出具制造監(jiān)檢證書的情況下就將管材出廠，有時出廠檢驗未完成時管材就已出廠，難以保證管材的可追溯性。監(jiān)檢人員應對管材制造商做出要求，并按規(guī)定及時出具制造監(jiān)督檢驗證書。

圖1 燃氣用聚乙烯管材制造流程圖

2 燃氣用聚乙烯管制造監(jiān)檢質(zhì)量控制模型

提出基于瑞士奶酪模型的制造監(jiān)檢質(zhì)量控制模型，更加直觀地體現(xiàn)制造監(jiān)檢的關(guān)鍵點，提高制造監(jiān)檢質(zhì)量。

2.1 瑞士奶酪模型簡介

瑞士奶酪模型由英國學者Reason于1990年提出，此模型以瑞士奶酪的外形作為比喻，生動形象地解釋了危險事件發(fā)生的機理，廣泛應用于風險管理領域[4-5]。

此模型引入了安全柵的概念。安全柵即計劃用來防止、控制或者環(huán)節(jié)意外事件或者事故的物理和(或)非物理方法。瑞士奶酪模型將奶酪切片看作安全柵，奶酪上的孔洞為隱性失效或隱性條件。當每一片奶酪上的孔洞連成一條線時，隱性失效即發(fā)展為顯性故障，最終導致事故發(fā)生[6-7]。Reason在1997年完善了此模型，認為每片奶酪上孔洞的位置和大小是動態(tài)變化的，需在每片奶酪上建立防御層來防止危險事件發(fā)生(見圖2)[8]。瑞士奶酪模型在二十多年的發(fā)展過程中應用于各個領域，根據(jù)Reason奶酪模型的事故致因思想，針對不同的研究對象，奶酪代表的含義被重新定義。對于聚乙烯管材制造，此事故致因思想可以用來進行質(zhì)量控制。

圖2 瑞士奶酪模型

2.2 制造監(jiān)檢質(zhì)量控制模型建立

引入瑞士奶酪模型，建立制造監(jiān)檢質(zhì)量控制模型，見圖3。圖2模型中的“安全柵”為制造監(jiān)檢在各個階段的重要內(nèi)容，作用是保證聚乙烯管產(chǎn)品的制造質(zhì)量。圖2模型中的“事故”表示聚乙烯管存在制造缺陷。

圖3 制造監(jiān)檢重量控制模型

第一層安全柵為“產(chǎn)品質(zhì)量管理體系”。各管材制造廠應有完善的產(chǎn)品質(zhì)量管理體系，內(nèi)容包括管理職責、文件資料控制、采購與材料控制、工藝控制、設備控制、不合格品控制等。當管材存在制造缺陷時，直接原因可能是人員操作失誤、生產(chǎn)設備存在故障、混配料質(zhì)量存在問題等，但繼續(xù)追溯原因，根本原因均為管理上的缺陷?！爱a(chǎn)品質(zhì)量管理體系”缺陷是所有制造過程中存在漏洞的根源，故管材制造商應重視產(chǎn)品質(zhì)量管理體系的建立健全及實施，可從根源上避免管材存在制造缺陷。

第二層安全柵為“混配料質(zhì)量控制”。燃氣用聚乙烯混配料為管材的唯一原料，混配料的物理性能和力學性能直接決定管材的性能。此處的“混配料質(zhì)量控制”應在生產(chǎn)線開啟之前完成，包括對混配料性能的復驗、保證投料正確、不摻回用料、混配料烘干等。若在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)管材不合格的原因是混配料質(zhì)量存在問題，則應立即停止生產(chǎn)，在保證混配料質(zhì)量后再恢復生產(chǎn)。

第三層安全柵為 “制造過程監(jiān)控”。監(jiān)控內(nèi)容包括是否按產(chǎn)品工藝文件進行生產(chǎn)、是否對各工序環(huán)節(jié)關(guān)鍵點進行控制、是否及時進行線上檢驗等。生產(chǎn)過程中應對產(chǎn)品的外觀、幾何尺寸進行監(jiān)控，若發(fā)現(xiàn)異常，則應及時查明原因并進行調(diào)整。若監(jiān)控不力或線上檢驗不及時，一方面可能導致不合格品意外流出，另一方面導致大量不合格品產(chǎn)出造成浪費。

第四層安全柵為“出廠檢驗”。出廠檢驗為管材制造階段控制產(chǎn)品質(zhì)量的最后一道工序，要對加工出的成品管材進行物理性能和力學性能的檢驗。出廠檢驗采用隨機抽檢方式，包括外觀、尺寸的現(xiàn)場抽查，查驗試驗方法是否正確、試驗結(jié)果是否合格、產(chǎn)品質(zhì)量證明書是否詳實。若發(fā)現(xiàn)不合格，則禁止本批產(chǎn)品流出，進行整改后再根據(jù)出廠檢驗項目進行查驗。

第五層安全柵為“資料及樣品留存”。每批產(chǎn)品從原料采購到發(fā)貨出庫的每一環(huán)節(jié)均應形成書面記錄，構(gòu)成整套產(chǎn)品資料，并且保證產(chǎn)品的制造過程、檢驗過程、責任人員有可追溯性，必要時保留試驗樣品。完整的產(chǎn)品資料可以保證不合格品意外流出后，可追溯到責任人員及制造過程存在的問題，防止更多不合格品流出，并對制造廠生產(chǎn)管理體系的健全起到積極作用。

以上任意一個安全柵中的任一缺陷可形成一個隱形失效，單看各個隱性失效可能不會立刻引起產(chǎn)品制造缺陷，但若各安全柵上的隱形失效形成一個通路，則隱形失效可導致顯性故障，引起產(chǎn)品制造缺陷。在制造過程中，應避免各安全柵的隱形失效形成通路，并盡量避免各安全柵存在隱形失效。

在聚乙烯管產(chǎn)品的制造過程中，以上五個安全柵中任意一個起作用均可有效避免產(chǎn)品存在制造缺陷。但若前三層安全柵及時有效，可將制造過程中的不合格品的損失降到最低。故前三層安全柵為積極措施，后兩層安全柵為防控措施，制造過程中應嚴控前三層安全柵。

3 總結(jié)

對燃氣用聚乙烯管材進行制造監(jiān)檢的目的即有效避免制造缺陷。本文根據(jù)制造過程，對聚乙烯管材的制造監(jiān)檢關(guān)鍵點進行了分析，總結(jié)為混配料控制、生產(chǎn)過程控制、檢驗控制、出廠控制四個控制部分。為了說明以上四個控制部分在制造過程中的作用，本文引入了瑞士奶酪模型，提出了制造監(jiān)檢質(zhì)量控制模型。制造監(jiān)檢的四個控制部分可分別對應后四層安全柵，第一層安全柵為管理層面的內(nèi)容，為各個控制部分的基礎。制造監(jiān)檢人員在監(jiān)檢過程中，應嚴抓關(guān)鍵點，避免制造缺陷發(fā)生，同時也應配合制造單位消除各個安全柵中的隱形失效，保證整個制造過程的完整性，從根本上保證產(chǎn)品質(zhì)量。