QC案例：降低液浸式變壓器滲漏油不合格品率

一、課題選擇

油浸式變壓器被廣泛地應用于各類配電設備中，其運行中最常見的故障便是滲漏油。油滲漏后，變壓器油面過低，將使套管引線和分接開關暴露于空氣中，絕緣水平將大大降低，易引起擊穿放電。

為持續改善產品質量，增強產品合格水平保持能力，不斷提升產品可靠性與顧客滿意度，正泰電氣公司持續關注產品內外部質量信息反饋，將外部投訴率和顧客滿意度納入主要績效考核指標。從2015年度外部質量信息反饋的統計分析可知，變壓器滲漏油、外協件質量等諸多問題仍然存在，而以變壓器滲漏油問題最為突出，占外部投訴的55%，降低了顧客滿意度，也給企業造成了一定的損失，該問題亟待解決。

據統計，2015年度用戶現場反饋，“正泰”產變壓器共發生滲漏油問題17起，年滲漏油平均不合格品率達5%。

由圖1可以看出，2015年度除3月份以外，其他各月滲漏油不合格率都大于公司內部的質量要求——滲漏油不合格品率≤4%，平均不合格品率為5%。為此，公司領導要求成立專項攻關小組，針對變壓器滲漏油問題開展攻關活動。小組課題設定為：降低液浸式變壓器滲漏油不合格品率。

二、目標設定及可行性分析

依據公司內部質量要求，同時結合小組自身實際情況，本次小組活動目標設定為：液浸式變壓器滲漏油不合格品率≤4%。

圖1 液浸式變壓器滲漏油不合格品率

小組成員統計分析了2015年1～12月份液浸式變壓器漏油發生情況，并作排列圖分析，以確定問題產生的主導因素。

由排列圖分析可知，“焊縫滲漏油”及“密封件滲漏油”是導致液浸式變壓器滲漏油不合格品率高的關鍵項，兩個關鍵問題占比為70.59%，若采取有效措施消除50%，即可將變壓器滲漏不合格品率降至3.24%，則本次小組活動目標設定的液浸式變壓器滲漏油不合格品率≤4%是可以實現的。

為確保目標值的順利實現，公司領導分別指定了主任工程師、工藝工程師和質量主管各一名，以及多名經驗豐富的油箱及總裝檢驗員參與問題攻關，為油箱質量攻關提供了有力的技術支持和資源保障。小組成員長期致力于產品工藝改進，在生產、質量、工藝等方面具有豐富的實踐經驗和良好的團隊精神與創新意識，先后完成了“提高鐵心疊裝效率”、“提高線圈一次送檢合格率”等多項工藝技術攻關課題，取得了鐵心定位輔助工裝、線圈出頭收緊裝置、聯管法蘭防護裝置等多項創新成果。

三、原因分析

為明確焊接、密封等關鍵工序是否處于可控狀態，也為能夠得到高質量的測量數據，針對產品實際控制情況，我們首先進行計數型測量系統分析（以利于識別測量系統中的波動源及其對測量結果的可能影響），判定測量系統（人與測量設備）是否滿足關鍵工序控制的要求。通過一定數量的樣本選取，安排有經驗的測量人員（3人，重復測量3次）進行重復性和再現性測量系統分析，結果顯示，測量系統一致性（≥95%）、有效性（≥90%）均滿足使用要求，進而對工序能力（二項式工序能力分析）進行了計算與判定。

為了有效找出導致問題發生的所有可能因素，小組成員綜合運用了多種質量工具和方法進行因素分析。

依據產品工藝流程，采用職能分布圖、細節流程圖，明確了相關部門在流程中的職責，并確定了2個關鍵工序（油箱焊接和總裝）。對確認的關鍵工序，通過變量流程圖、C&E矩陣以及FMEA等質量工具和方法進一步尋找所有可能的潛在因素，并篩選出關鍵因素。

變量流程圖分析。對油箱焊接和總裝配進行變量流程分析，從其輸入、因素類型、過程和輸出等幾方面展開，共找出36個輸入因素，以及相應的過程輸出，如圖2所示。

圖2 油箱焊接變量流程分析圖

因果矩陣分析。對變量流程圖分析出的輸入因子及其結果，采用因果矩陣（C&E矩陣）分析，通過過程輸入、輸出之間關聯程度（0、1、3、9），以及輸出對顧客的重要程度（1～10）等方面進行打分，繼而對這些輸入因子按分值大小進行排序，篩選出關鍵的項目因素。通過C&E矩陣分析，共找出11個需重點關注的關鍵控制因素。表1為油箱焊接C&E矩陣分析示例。

故障模式與影響分析（FMEA分析）。對C&E矩陣列出的11個待確認關鍵候選因素，小組采用FMEA分析（故障模式與影響分析）和頭腦風暴法，編制了FMEA表，從嚴重度（S）、發生概率/頻度（O）和探測度（D）等方面進行評估（見表2），通過風險優先數值（RPN）大小，確定優先改進方向。

通過C&E矩陣及FMEA分析，我們確定了4個關鍵因子：焊接人員技能、焊接速度、密封墊同心度、密封面把接受力。

表1 油箱焊接C&E矩陣分析表

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四、要因確認

針對篩選出的4個關鍵因子，制定要因確認計劃表，明確數據收集類型、響應變量Y、分析目的及使用工具等，通過假設檢驗（T檢驗、比例檢驗等）進行逐項確認，如表3所示。

要因確認1：焊接人員技能——卡方檢驗法

目的：分析不同焊接人員對焊縫滲漏是否有影響。

首先假設焊接人員技能對焊縫滲漏不存在影響，而后選取4名業務技能較熟練的焊接人員分別焊接100條焊縫，檢測其滲漏數以及合格數量。采用卡方檢驗，通過P值大小來判定不同焊接人員對焊縫滲漏是否有影響。

通過卡方檢驗分析得知:P=0.002<0.05，卡方檢驗結果存在顯著性差異。

表3 要因確認計劃表

結論:拒絕原假設，焊接人員技能對滲漏油存在影響，判定此項因素為要因。

要因確認2：焊接速度(時間)——T檢驗法

目的：分析焊接人員焊接速度與標準要求的差異性。

隨機選取3名員工，焊接厚度為3.0+3.0鋼板，使用相同焊條，焊接750mm焊縫30條，所需要的時間對比工藝要求（45m/H）。

建立假設。原假設（HO）：員工焊接速度與目標值相同，目標值60s，μ=60；備擇假設（Ha）：員工焊接時速度與目標值有差異，μ≠60。

分別取30個樣本，進行單樣本T檢驗分析得知，P值均＞0.05。

結論：焊接速度(時間)對滲漏不存在影響，判定此項因素為非要因。

要因確認3：密封墊同心度——雙比例檢驗法

目的：證明密封墊同心安裝與偏心安裝是否對滲漏有影響。

建立假設。原假設：同心安裝與偏心安裝對滲漏影響相同，Ho：p1=p2；備擇假設：同心安裝與偏心安裝對滲漏影響不同，Ha：p1≠p2。

經雙比例檢驗分析：P=0.000＜0.05，不同安裝方式的比例檢驗結果存在顯著性差異。

結論：拒絕原假設，同心安裝與偏心安裝對滲漏油存在影響，判定此因素為要因。

要因確認4：密封面把接受力——雙比例檢驗法

目的：證明密封面不同把接工藝是否對滲漏有影響。

建立假設。原假設：不同把接工藝（順時針方向依次將螺栓緊固等）對滲漏影響相同，Ho：p1=p2；備擇假設：不同把接工藝對滲漏影響不同，Ha：p1≠p2。

經雙比例檢驗分析可知：P=0.010＜ 0.05，不同把接方式雙比例檢驗結果存在顯著性差異。

結論：拒絕原假設，密封面把裝受力不同對滲漏存在影響。判定此因素為要因。

小組成員經過對擬定的關鍵因素進行逐條確認，最終確定導致滲漏油發生的3個主要因子為：焊接人員技能、密封墊同心度和密封面把接受力等。

五、對策制定及實施

小組成員對確認的3個要因，分別提出了不同的解決方案，并對不同解決方案的優缺點進行了闡述，從有效性、可行性、經濟性等幾個維度進行矩陣分析，確定最佳實施方案，制訂了對策表并實施。

對策實施1：焊接人員技能培訓。工藝部門對油箱車間焊接人員進行了焊接工藝技能培訓、考核，并通過納入工藝紀律檢查來驗證培訓效果。在次月工藝紀律監督檢查中，未發現油箱焊接人員違反工藝紀律操作行為。同時，增加焊縫著色探傷檢測手段來進一步驗證焊接質量。結論:改進措施有效。

對策實施2：針對密封面同心度問題，進行操作工藝改進。改善前，無限位密封膠墊在直接安裝過程中因未固定，存在膠墊移位風險，易導致滲漏發生。為此，對于無限位槽的平膠墊，采用專用的406膠水點狀均勻滴在膠墊上(不超過4個點)，而后將膠墊膠裝在管接頭一側的法蘭面上，待膠干后，再將球閥對撞在膠墊上，對齊法蘭孔，安裝螺栓并按工藝要求緊固。

措施實施后，膠墊于安裝前已固定，無位移風險存在。為有效控制，將密封件安裝納入產品質量評審檢查內容，同時以質控點設置方式進行專項控制。經整機密封試驗，無密封失效現象發生。結論：改進措施有效。

對策實施3：針對密封面把接受力不均問題，細化工作操作方法。密封面緊固螺栓規格多(M8-M30不等)、數量多；改善前在安裝緊固方面，無具體要求，采用順時針依次緊固，易出現密封面螺栓各點受力不均勻，存在滲漏風險。為此，對法蘭面螺栓緊固的順序、方法，緊固力矩及檢查方法進行了規范，依據不同安裝方式,詳細列出密封面把接工作操作細則, 編制了密封面螺栓把接工藝文件，形成可視化作業指導書，以利指導現場安裝。同時以質控點設置方式進行專項控制。

改善后，對密封面螺栓緊固要求進行了規范并實施，有效減少了密封面螺栓因各點受力不均所致的密封墊壓縮量不達標而引起的滲漏風險。結論：改進后，試驗無滲漏發生，效果顯著。

六、效果檢查

通過對人員技能培訓與現場指導，以及解決了密封面同心度及把接受力不均的問題，經統計分析，改進后生產的液浸式變壓器產品，其滲漏油不合格品率明顯降低。

小組成員總結了PDCA循環改進總效果，對液浸式變壓器滲漏油情況進行了統計分析，對策措施實施后半年來，變壓器產品現場投運滲漏油問題投訴發生6起（滲漏油投訴率為3%），且多為外購件質量問題導致滲漏油，低于年度滲漏油不合格品率為4.0%的小組設定的目標值，活動目標達成。

此次QC活動項目改進中，小組成員綜合運用多種改進方法，找出了問題的根本原因并解決之。液浸式電力變壓器滲漏油不合格品率因此降低了2%，創造了年度直接經濟效益近15萬元。

小組將本次活動的改進措施進行了固化，形成了《總裝密封面的把裝工藝守則》等3項標準文件，并經審批、歸檔，下發實施。QC小組經上海市質量協會推薦參加評選，榮獲“2017年全國優秀質量管理小組”稱號。