在线粘度仪故障条件下产品工艺质量控制

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摘要：粘度属于聚酯产品的关键指标，连续化聚酯装置主要依靠在线粘度仪进行精确控制。文章通过研究实现控制精确度的提升，通过成立工艺管理技术要求，进行现状调研、原因分析、攻关试验进行全面要求，取得的一定的成果，现整理成论文，以便相关企业和及研究人员借鉴与参考。

关键词：在线粘度仪故障；产品质量控制；粘度控制；PTA原料

中图分类号：TP278 文1 存在的问题

针对在线粘度仪故障条件下的产品质量控制进行全面的分析，小组成员主要负责现状调研、针对性原因分析、攻关试验等流程。经过现场观察、产品试验，了解到当在线粘度计出现故障后，根据生产经验终缩聚反应釜的前后端搅拌电流是主要的参考点，通过对电流的稳定控制可以实现对粘度的控制，但由于受干扰条件影响，往往有不确定因素，对前一段时间粘度数据进行统计并绘制折线图进行分析。

图1 粘度控制分析图

对数据段进行分析发现，在粘度稳定性较高的区间段前后端搅拌器电流处于相对稳定状态，而电流稳定性较差的区域粘度波动幅度明显大点。另外，同样处于电流相对稳定期内，1区域与3区域的粘度控制稳定性也存在差异，1区域电流波动非常小处于理想状态，3区域电流波动幅度不大处于相对稳定状态，但有个地方存在操作不当现象。针对以上发现，进行深入调查，其结果如表1所示：

表1 影响粘度因素表

序号 影响粘度控制精确度 频次 频率（%） 累计频率（%）

1 前端电流波动频繁 8 42 42

2 判断失误 7 37 79

3 化验结果偏差 2 11 90

4 纺丝停位影响 1 5 95

5 不明原因干扰 1 5 100

合计 19 100 100

从统计表和排列图（如下图2）可以看出，前端电流波动频繁、判断失误是影响粘度控制稳定性的主要因素，而化验结果偏差、纺丝停位、不明原因干扰等方面的原因是次要因素。

图2 影响粘度因素图

2 明确目标，分析原因，确定对策

通过分析，设定目标，即寻找新的控制方法、优化操作，提高控制精确度。并进行了明确的成员分工，着手对原因进行分析，同时寻找相应对策。对前端电流波动、判断失误主要因素，结合生产的实际情况进行了详细分析，如图3所示：

图3 原因分析及对策

进行对出现的原因进行确认，将所有的原因分为要因和非要因，具体要因如表2。

通过以上要因的分析，得出对影响粘度控制精确度的主要原因为：（1）培训不到位；（2）缺少辅助参考点；（3）PTA原料变更。同时，制定了具体攻关对策，明确了各个原因的处理方法、责任人、攻关时间等，具体如表3。

表2 影响粘度控制的要因与非要因表

序号 主要原因 确认内容 确认方法 确认结果

1 培训不到位 在线粘度仪出现故障后，需要加强相关方面的技能培训以适应新的控制要求 调查分析 要因

2 班组质量意识不强 加强质量意识教育可达到要求 调查分析 非要因

3 仪电、设备引起干扰 固有的干扰因素

较难清除 现场验证 非要因

4 缺少辅助参考点 缺少必要的辅助参考点，对分析判断极为不利，增大控制难度 调查分析 要因

5 PTA原料变更频繁 原料的频繁更换导致生产工况稳定性变差，增加电流波动 现场验证 要因

6 疲劳作业 近期员工代班较多，造成疲劳作业，加强管理即可解决 现场验证 非要因

7 电网波动 厂区使用设备多，对电网电压稳定性造成影响，短时间无法处理 调查分析 非要因

8 责任心

不强 加强责任心教育和考核可达到要求 调查分析 非要因

表3 影响粘度控制的对策表

序号 要因 对策措施 负责人 执行时间

1 培训

不到位 由专人负责对相关技能进行培训 郑翼安 2013年3月

2 缺少辅助参考点 寻找新的辅助参考点 倪立峰 2012年12月～2013年3月

3 PTA原料变更频繁 编写报告书交由部门经理与采购部门协调 华伟芬 2013年3月

3 落实对策，评估效果

3.1 加强培训，组织考核，提高员工技能水平

2013年3月上旬小组安排副组长对电流控制、常见问题的判断分析及调整幅度掌握进行详细讲解，传授控制经验及判断求证方法，提高中控人员的判断水平和控制水平。

2013年3月下旬小组成员对中控人员培训前后的控制技能、判断方法掌握情况进行综合评估，控制稳定性有提升，实现预期目的。

3.2 收集资料，拓宽思路，寻找辅助参考点

为了找到辅助参考点进行了专业理论学习，并检索了大量的专业文献资料，从中了解到有人根据毛细管流动下的哈根-泊肃叶（Hagen-Poisuille）公式：

用纺丝组件压力进行粘度控制，但经分析纺丝组件受到干扰条件多且受自身使用周期的影响呈周期性波动，另外还存在着45分钟的时间差，实际应用中价值不大，但其提供了一种较好的参考思路，受到该思路启发，小组从熔体管道压力组成公式P=Pr+Pg+Pf中发现，Pr为熔体流经输送管道时由于克服流体内部剪切应力而产生的压力降（Pr），而内部剪切力与熔体有着密切的内在关联，所以需要进一步验证。

2013年2月中旬，小组成员通过现场技术交流跟进发现，在粘度计正常时，纺丝箱体前的管道压力与熔体粘度有一定的关系，当其测压点显示压力高时粘度高，反之粘度则低。具体如图4：

图4 粘度影响图

泵后压力从纺丝工艺上要求是固定的，在工艺条件不变情况下，则管道压力的变化只与熔体粘度的变化有关，这就很好地体现出了对应关系。这点符合了上述的理论经验。为此，小组建立了一个简化公式模型：压力降（Pr）=k*IV，式中k为粘度与压力的对应关系经验值，IV为粘度值。经过一些列的数据分析对比，发现管道压力每变化0.1MPa，粘度测量值变化0.001，则k经验值为100，上述公式则可写成压力降（Pr）=100*IV。

在做进一步现场跟进交流后，发现类似点每条生产线都有1个，共8个，对8个点进一步分析后发现F2线上的PI2408点较灵敏，当粘度为0.680时，其值为7.6MPa。最终选定该点为首要辅助参考点。

2013年3月开始正式采纳该参考点，通过一周的试用观察及对控制人员的调研发现，虽然该点的测量值与粘度值对应性非常好，中控人员可以根据该参考点及时修正控制中心值，但存在着40分钟的时间滞后，对于临时波动过程的判断参考价值仍然不大。

针对以上问题，小组召开了紧急会议，对该问题进行了讨论分析，最后发现可以通过更新控制方法进行解决。利用40分钟时间差，可以通过纺丝箱体前管道测压点对聚酯控制条件进行验证，通过控制条件的变化结合前面常规的控制方法进行判断能有效地解决这个问题，具体控制程序如下图5所示：

图5 新控制方法图

经过一周观察，该控制程序很好地解决了时间滞后性问题，该辅助参考点在控制中发挥了关键作用。解决了粘度控制过程中的参考点问题。

3.3 编制报告，减少PTA原料变更频繁

小组成员起草了PTA原料变更对粘度影响的报告书，该报告书获得了部门经理的认可，经部门经理与PTA原料采购部门进行了沟通协调，PTA原料采购比例由原来8个品种降低到了3个品种，更换频率由原来1.5次/天，降低到了1次/4天。前段电流稳定性有了明显提高，具体如图6：

图6 PTA原料变更前后粘度对比控制图

以上为实施前后的粘度控制图，实施前CPK=1.03，实施后CPK=1.36，表明实施后的控制效果已由原来的一般状态进入到良好状态。

4 结语

通过题研究，发现在线粘度仪故障条件下只要员工操作正确，确定关键辅助参考点，并减少PTA更换频次，就能够有效地控制产品质量，确保产品质量稳定。

参考文献

[1] 刘发杰.浅谈聚酯切片特性粘度波动对纺丝生产的影响及对策[J].新疆纺织，1998，（1）.

[2] 王冬梅.全面质量管理基础知识[M].合肥：安徽科技出版社，2004.

[3] 刘文斌，直纺在线组件控制聚酯熔体粘度[J].聚酯工业，1992，（6）.

[4] 宋凯卓，直纺熔体输送管道的设计[J].聚酯工业，2006，（5）.

作者简介：华伟芬（1981-），女，浙江杭州人，浙江红剑集团有限公司助理工程师，研究方向：纺织质量管理。献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）28-0086-03