衛生潔具漿料質量評價方法的研究

翟新崗　袁鵬　李秀軍　高博

摘 要：本文在參考相關文獻、結合工廠自身實際并借鑒其他公司先進做法的基礎上，研究建立了一套系統的衛生潔具漿料質量評價方法，該評價方法涵蓋了與漿料質量有關的大部分重要指標，并視其重要程度賦予不同的得分權重，最后以打分的方式評估出漿料質量的得分。經過長時間試運行，采用該評價方法得出的結果真實可靠，可科學客觀的評價漿料質量的優劣，既可以用于企業自身縱向對比，也可用于不同企業間參照對比互找不足，為生產上改進漿料提供方向。

關鍵詞：衛生潔具；漿料質量；評價方法

1 前言

在衛生潔具生產中，目前對于漿料質量的評價是個困難的問題。由于缺乏必要的、統一的評價方法和評價標準，泥漿質量出現問題后，原料車間和成型車間經常會相互推卸責任。從生產實際需要及穩定泥漿質量角度出發，迫切需要制訂出一套完整的漿料質量評價方法，以便評價漿料質量的優劣，同時為改進泥漿質量提供開發方向。

從衛生潔具行業來看，本文所述內容目前在國內未見公開報道，屬行業內首次公開發表。由于筆者水平和知識有限，本評價方法肯定存在一些不足和缺陷，一些評價指標的設置也未必合理，敬請業內專家學者批評指正。

2 評價方法的方案設計

2.1 評價方法的構成

2.1.1強制性指標

本系列指標全部為衛生陶瓷國家標準中的制約性指標，泥漿必須達標，因為這些指標對產品質量有重大影響，包括抗凍性、抗裂性、耐荷重性等。任意一項指標不達標，泥漿總體質量評價為不合格，得分為50，不再進行其他指標的評價。

2.1.2泥漿質量指標

本系列指標均可以量化打分，并根據重要程度不同給予不同的分值。本系列指標是反映泥漿質量的主要指標，是本評價方法的重點考察內容。

為方便操作，便于比較，簡化評分流程，評分采用百分制，滿分為100分。根據評分細則對各具體指標分別進行打分，合計后得出總評價分。

2.2 評價頻次及測評要求

泥漿質量評價周期初步設定為每月評價一次，以便及時發現問題并進行改善。為保證評價結果的連續性、可對比性及穩定性，最好安排專門的或指定的技術員負責全部的檢測、調查和數據統計。

2.3 泥漿質量評價等級分類

根據評價總得分情況，按以下等級對泥漿質量進行劃分：

（1） 優秀級：得分≥90；

（2） 良好級：80≤得分<90；

（3） 中等級：70≤得分<80；

（4） 一般級：60≤得分<70；

（5） 較差級：50≤得分<60。

3 強制性指標評價內容和評價標準

3.1 抗凍性

在北方寒冷地區，筆者認為衛生陶瓷制品還需滿足抗凍性要求，因此本評價方法把此指標也列入強制性指標。參照《GB/T3532-2009 日用瓷器》中6.8節：“從冰箱到烤箱適應性測定”，衛生陶瓷也很有必要增加類似檢測此項目，以考察產品在極端使用環境中是否會開裂。結合本公司實際檢測情況，參考國標《GB/T3810.12-2006 抗凍性的測定》，本方案采用的泥漿抗凍性檢測方法為：使用150mm×95mm×10mm長方形標準板，不施釉入窯燒成，試樣不少于3塊。燒后用紅墨水擦拭試片，檢查試片表面是否有裂紋，確認試片是否完好。先用煮沸法讓試片吸飽和水，測出吸水率；然后將試片放入冰箱冷凍室中（約-18 ℃）冷凍16 h以上，冷凍結束后將試片快速丟入足量的熱水（90±2 ℃，自來水加熱制成）中。浸泡15 min以上，取出試片用紅墨水擦拭試片，查看表面是否有裂紋并記錄。

合格標準：一次冷熱交換，全部試樣無坯裂。

3.2 抗裂試驗

根據《GB6952-2005衛生陶瓷》測試方法，選擇單面有釉的未裂試片，浸入氯化鈣質量分數為50%的溶液中，在110±5 ℃煮沸90 min，然后迅速投入2～3 ℃的冰水中急冷5 min ，再把試樣泡入2倍體積水的墨水溶液中浸泡2 min，查看是否有裂。

合格標準：抗裂試驗后無坯裂、無釉裂。

3.3 耐荷重性

按照國標《GB6952-2005衛生陶瓷》所提方法進行檢測，使用荷重測試儀進行檢測，國標要求2.2 kN壓力下陶瓷無裂紋。

根據筆者長期實際檢測數據，本評價方案確定的連體坐便器耐荷重性合格標準為：在500 kg壓力下保持10 min，衛生陶瓷無裂紋、無變形。

4 泥漿質量評價內容

本系列各項指標均可以量化打分，客觀性相對較強，更因為其是泥漿質量的重要衡量指標，所以選擇這些指標作為主要評分項。

主要考察指標包括：瓷坯熱穩定性、泥漿收縮率、產品吸水率、成型收坯率、干坯抗折強度、瓷坯抗折強度、開裂試驗時間、吸漿速度情況、裂紋情況、變形度等。

4.1 抗熱震性（熱穩定性）

4.1.1評價標準

該指標為重要指標，直接反映產品在使用過程中的穩定性能以及使用壽命，特別是對北方寒冷地區尤為重要。關于熱穩定性，衛生陶瓷國家標準未作明確要求。參考《GB/T3532-2009 日用瓷器》，特大型陶瓷產品，熱穩定性應達到160→20 ℃熱交換一次不裂。但在實際生產中，很多公司的泥漿均難以保證140 ℃溫差熱穩定性長期達標?？紤]到衛生陶瓷畢竟不是日用容器，熱穩定性標準沒必要像日用陶瓷那么高，但至少應滿足110 ℃溫差熱交換一次不裂。

綜合本公司實際情況并參考唐山一些潔具廠的數據，本評價方案確定的泥漿熱穩定性標準為：使用未上釉的標準瓷坯試片，140→20 ℃（120 ℃溫差）熱交換一次不裂。

4.1.2測試方法

泥漿瓷坯熱穩定性測試，受樣板形狀、尺寸尤其是坯體厚度影響較大，因此有必要統一測試樣板的尺寸，以方便測試和比較。本文推薦的標準測試試樣尺寸為：150 mm×100 mm×10（±1 mm）長方形板。

檢測方法為：參考《GB/T3298—2008日用陶瓷器抗熱震性測定方法》，本著方便、快速高效、可日常監測的目的，本文設定的檢測方法為：將檢測無裂紋的標準試樣在140 ℃烘箱中恒溫加熱30 min，保溫結束后，在15 s內快速把試樣垂直投入（20±2） ℃足量的水中，浸泡10 min（保證溫差120 ℃以上），水面要高出試片至少20 mm，水溫上升不應超過4 ℃。取出試樣擦干水，用紅墨水擦拭試樣表面，查看表面是否有裂紋或破損。

4.1.3抗熱震性評分細則

（1）120 ℃溫差，三塊試片均不裂，得分100%；

（2） 三塊試片有1塊出現開裂，得分75%；其中：開裂試片的裂紋數小于≤1條，且裂紋長度小于15 mm，得分85%；開裂試片的裂紋數小于≤2條，且裂紋長度均小于15 mm，得分80%；

（3） 三塊試片有2塊出現開裂，得分50%，其中：若所有開裂的試片，其裂紋數都小于≤1條且裂紋長度小于25 mm，得分70%；若所有開裂的試片，其裂紋數都小于≤2條且裂紋長度小于25 mm，得分60%；

（4） 三塊試片均出現開裂，得分20%，其中：若所有開裂的試片，其裂紋數都小于≤1條且裂紋長度小于15 mm，得分40%；若所有開裂的試片，其裂紋數都小于≤1條且裂紋長度小于25 mm，得分30%。

4.2 泥漿收縮率（分值10分）

根據本公司所用原料的實際情況，結合長期檢測數據，本評價方案確定的泥漿收縮率標準范圍為11.0%～12.0%，目標控制范圍為11.6%～11.8%。

4.2.1收縮率檢測方法

使用標準收縮率測試石膏模，試條尺寸示意圖如圖1所示。在實驗室檢測環境中吸漿120 min 后開模脫坯，立即用卡尺在試條上卡150 mm刻度，完全干燥后測量干燥收縮率，然后入窯燒成，測量燒成收縮率，最后計算出總收縮率。說明：吸漿時間要根據泥漿的吸漿速度確定，以坯體具有一定的強度、方便卡取長度為宜。

4.2.2收縮率評分細則

以評價周期內每日泥漿收縮率數據分別進行打分，結果取各日得分的平均值。泥漿收縮率是重要指標，超標即得0分。

（1） 收縮率< 11.0%，得分為0；

（2） 11.0%≤收縮率<11.2%，得分為40%；

（3） 11.2%≤收縮率<11.4%，得分為60%；

（4） 11.4%≤收縮率<11.6%，得分為90%；

（5） 11.6%≤收縮率≤11.8%，得分為100%（目標控制范圍）；

（6） 11.8%<收縮率≤11.9%，得分為80%；

（7） 11.9%<收縮率≤12.0%，得分為60%；

（8） 收縮率>12.0%，得分為0。

4.3 產品吸水率（分值7.5分）

4.3.1吸水率標準和測試方法

根據衛生陶瓷國家標準要求，瓷質衛生陶瓷吸水率要求≤0.5%。本評價方法確定的吸水率目標控制范圍是0.20%～0.30%。不盲目追求低吸水率，因為吸水率太低則意味著多消耗了能源。

檢測方法：采用《GB6952-2005》方法，選取單面帶釉的成瓷試片，采用煮沸法，煮沸2 h，然后浸泡20 h，最后計算出吸水率。

4.3.2 吸水率指標評分細則

對于瓷質衛生潔具來說，吸水率是強制性指標，一旦超標即意味著產品檢測不合格。因此，該指標如果超標就得0分。

（1） 吸水率≤0.1%，得分為80%；

（2） 0.10%<吸水率<0.20%，得分為90%；

（3） 0.20%≤吸水率≤0.30%，得分為100%（目標控制范圍，達標得滿分）；

（4） 0.30%<吸水率≤0.40%，得分為70%；

（5） 0.40%<吸水率≤0.50%，得分為50%；

（6） 吸水率>0.50%，得分為0。

4.4 收坯率（分值15分）

4.4.1 收坯率統計對象

收坯率指標可直接采用人力資源部統計的數據。技術熟練的老員工和技術較差的新員工收坯率數據代表意義不大，不能真實反映泥漿質量的好壞，本評價方法只統計中等熟練程度員工的收坯率。員工判定依據：進廠注漿時間在一年以內的，判為新員工；進廠注漿時間在一年以上、三年以下的員工，判為中等熟練程度。

4.4.2 收坯率標準

根據本公司生產實際及多年統計數據，本評價方法確定的收坯率標準為85%。為體現泥漿質量優劣，收坯率指標設有加分項。

單個成型工號的月收坯率計算方法為：收坯率= 每月實際交坯數/理論交坯數。實際交坯數以該成型工號的有效報表統計數據為準。理論交坯數=生產線實際有效模具數×每月有效上漿天數。

收坯率數據應該考核整個分廠，這樣數據才有意義。如果固定考核某一區域，則存在較大的取樣風險。只有統計樣本足夠大，統計數據才更有意義，才更能反映真實問題。每個成型車間按要求篩選出至少10個成型工號，這些工號所做產品應有一定的代表性。收坯率取所有調查工號的算術平均值。

4.4.3收坯率指標評分細則

收坯率指標評分細則如下：

（1） 收坯率≤70%，得分為50%；（泥漿太差，得基本分）

（2） 70%<收坯率<75%，得分為70%；

（3） 75%≤收坯率<80%，得分為80%；

（4） 80%≤收坯率<85%，得分為90%；

（5） 85%≤收坯率<90%，得分為100%（合格標準，達標得滿分）；

（6） 90%≤收坯率<95%，得分為105%（加分項）；

（7） 收坯率≥95%，得分為110%（加分項）。

4.5 干坯抗折強度（分值8分）

4.5.1干坯抗折強度標準及檢測方法

為提高生坯強度，減少員工在后續搬運、改坯、噴釉、裝車以及運輸過程中坯體的破損率，方便后工序操作，有必要考核此指標。但考慮到各工廠實際情況不同，所以評價分值相對降低。

根據本公司長期的檢測值并結合唐山一些潔具廠的實測值，本評價方法確定的干坯抗折強度合格標準為：≥3.0 MPa ，期望目標是干坯抗折強度能達到3.5 MPa。在其他參數穩定的情況，鼓勵原料車間提高生坯強度，因此本指標也設置加分項。

檢測方法為：使用石膏模具，把生產漿澆注到石膏模中獲得相應規格尺寸的試條，經干燥后使用數顯電動抗折儀進行測量。試條的截面形狀和尺寸對抗折強度影響較大，因此，測試抗折強度時，必須固定并統一所有的工藝條件：包括試條石膏模規格、吸漿時間、鞏固時間、干燥溫度等等，這樣測試數據才有對比性。一般來說，使用截面為圓形的長試條進行測量，數據穩定性要好一些。

4.5.2干坯抗折強度評分細則

干坯抗折強度評分細則如下：

（1） 抗折強度<3.0 MPa，得分50%（非約束性指標，不做零分處理）；

（2） 3.0 ≤抗折強度<3.2 MPa，得分70%；

（3） 3.2≤抗折強度< 3.4 MPa，得分90%；

（4） 3.4≤抗折強度≤3.6 MPa，得分100%；

（5） 3.6<抗折強度≤3.8 MPa，得分105%（加分項）；

（6） 抗折強度>3.8 MPa ，得分110%（加分項）。

4.6 瓷坯抗折強度（分值4.5分）

4.6.1瓷坯抗折強度標準及測試方法

瓷坯抗折強度指標主要反映成瓷的強度及后續操作過程中是否易損壞，瓷坯強度越高越好。

使用抗折強度試條模型，制好試條干燥后不施釉入窯燒成，分別放在窯爐的左中右三個位置燒成，燒成時窯板要平整，燒后試條不能有明顯變形。測量瓷坯抗折時，要求試塊截面為矩形，并且干坯厚度應小于10.0 mm，試條長度應大于250 mm，以保證抗折試驗儀能測出數據。

參考《GB/T4100-2006陶瓷磚》，吸水率小于0.5%的瓷質磚抗折強度應≥35 MPa。根據本公司實際檢測數據并參照其他公司檢測數據，本評價方法確定的衛生潔具瓷坯抗折強度合格標準為：>60 MPa。同時該指標設有加分項。

4.6.2瓷坯抗折強度指標評分細則

瓷坯抗折強度指標評分細則如下：

（1） 抗折強度≤40MPa，得分30%；

（2） 40<抗折強度≤45 MPa，得分50%；

（3） 45<抗折強度≤50 MPa，得分60%；

（4） 50<抗折強度≤55 MPa， 得分70%；

（5） 55<抗折強度≤60 MPa， 得分85%；

（6） 60<抗折強度≤65 MPa， 得分100%（期望目標）；

（7） 65<抗折強度≤70 MPa， 得分105%（加分項）；

（8） 抗折強度>70MPa，得分110%（加分項）。

4.7 泥漿開裂時間（分值15分）

4.7.1開裂試驗測試方法及合格標準

使用專門的石膏模具，利用模具中間的約束性卡槽使試條開裂，測量生產用泥漿的開裂時間。此指標反映泥漿抗拉能力大小及收縮快慢情況，可側面衡量濕坯脫模后是否容易出現裂紋。開裂試驗模圖片如圖2所示。

泥漿開裂時間主要受泥漿配方及參數、模具結構及干濕度、注漿環境溫濕度等影響。對于固定的開裂試驗石膏模來說，開裂時間主要受泥漿性能和參數的影響，在一定范圍內開裂時間越長越好。該指標為重要指標，所占評價分相對較高，同樣設有加分項。

本評價方法確定的檢測方法為：使用開裂試驗專用石膏模，吸漿60 min后開模，開模后查看試條窄縫處是否有裂紋。需要特別說明的是：開模時間完全取決于泥漿本身的吸漿速度快慢，以開模后泥漿試條有一定的挺實硬度為準。對于吸漿速度較快的泥漿，若開模太晚則試條在模具內早已斷裂，無法記錄開裂的時間；對于吸漿太慢的泥漿，若開模太早則坯體太軟，也不能反映真實情況。因此，開模時間可根據工廠實際情況做些調整。同時吸漿速度與開模時間如何更好地匹配，還有待于繼續完善。

若開模后泥漿試條未發現裂紋，則敞開上模，打開風扇直吹，風速要恒定，直到卡槽位置出現開裂，記錄試條從注漿到開裂的時間。

本公司大生產泥漿實際吸漿時間在100 min左右，故本文確定的泥漿開裂時間合格標準為：70～75 min。該指標對成型車間有較強的參考意義，也設有加分項。

4.7.2開裂時間指標評分細則

開裂時間指標評分細則如下：

（1） 開裂時間<60 min， 得分60%；

（2） 60≤開裂時間<65 min，得分80%；

（3） 65≤開裂時間<70 min，得分90%；

（4） 70≤開裂時間<75 min，得分100%；

（5） 開裂時間≥75 min，得分105%（加分項）。

4.8 吸漿速度情況（分值15分）

4.8.1吸漿厚度波動標準

原料車間安排專人，每日在成型車間環境內使用生產漿做吸漿試驗，使用自制石膏模圓臺形漿杯（下圓外徑約120 mm、上圓外徑155 mm、上圓內徑90 mm、高95 mm）每日固定加入相同容積的泥漿，單面吸漿100 min后放出余漿，打開風扇直吹鞏固60 min，測量濕坯吸漿厚度，取中間部位同一高度處、三處不同位置厚度的算術平均值。

對于吸漿速度，我們預期的控制目標是：在一個評價周期內，泥漿吸漿速度相對穩定，不能忽快忽慢，吸漿厚度波動范圍應小于0.4 mm。

4.8.2吸漿厚度指標評分細則

吸漿厚度指標評分細則如下：

（1） 波動范圍< 0.4mm，得分為100%；

（2） 0.4 ≤波動范圍<0.7mm，得分80%；

（3） 0.7 ≤波動范圍<1.0mm，得分70%；

（4） 1.0 ≤波動范圍<1.3mm，得分60%；

（5） 1.3 ≤波動范圍<1.6mm，得分30%；

（6） 1.6 ≤波動范圍<2.0mm，得分10%。

4.9 產品裂紋缺陷情況（分值10分）

泥漿質量好壞，以及產品燒后裂紋情況也是一個直觀的、重要衡量指標。裂紋指標可以直接采用分級數據（以連體產品為主）。

4.9.1標準確立方法

根據上一年度裂紋缺陷的全年缺陷率情況，每年均下浮10%作為本年度的考核標準。眾所周知，泥漿質量再好其裂紋缺陷率也不可能一直下降，它有個極限值。根據本公司泥漿的實際情況，裂紋缺陷的極限目標是4%。

4.9.2裂紋缺陷評分細則

本公司2014年裂紋缺陷率為4.9%，所以本評價方法確定的2015年裂紋缺陷考核標準為：≤4.5%。

裂紋缺陷每升高0.1%扣得分5%；超過2014年指標4.9%時，每升高0.1%扣得分10%；本指標不計負分。

裂紋缺陷評分細則如下：

（1） 裂紋缺陷率≤4.5%，得分100%；（期望目標）

（2） 4.5<裂紋缺陷率≤4.6%，得分95%；

（3） 4.6<裂紋缺陷率≤4.7%，得分90%；

（4） 4.7<裂紋缺陷率≤4.8%，得分85%；

（5） 4.8<裂紋缺陷率≤4.9%，得分80%；（去年實際達成目標）

（6） 4.9<裂紋缺陷率≤5.0%，得分70%；

（7） 5.0<裂紋缺陷率≤5.1%，得分60%；

（8） 5.1<裂紋缺陷率≤5.2%，得分50%；

（9） 5.2<裂紋缺陷率≤5.3%，得分40%；

（10） 5.3<裂紋缺陷率≤5.4%，得分30%；

（11） 5.4<裂紋缺陷率≤5.5%，得分20%；

裂紋缺陷率>5.5%，得分10%。

4.10 變形度（分值7分）

使用本公司內控的變形度檢測方法，每日使用生產泥漿注成彎曲測試試條，每天放入窯爐固定位置燒成，測量其燒后變形度。根據本公司泥漿實際，本評價方法確定的變形度合格標準：≤35 mm。

5 結語

編寫一個統一的評價方法，對衛生潔具漿料質量進行評價，遇到的問題很多，難度也很大。評價指標的選擇和合格標準的設定，更是大費周折。本文具有探索性研究的作用，期望能為相關研究人員提供參考和借鑒。同時也希望能有更多的業內人士關注和研究漿料質量的評價工作，共同促進潔具行業的進步。

參考文獻

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[3] GB6952-2005， 衛生陶瓷[S].