运用QC 方法降低催化元件零点漂移量

滑迎辉,曹振芳,苏 浩,吕志强,李丹丹

（中国船舶重工集团公司 第七一八研究所，河北 邯郸 056027）

运用QC 方法降低催化元件零点漂移量

滑迎辉,曹振芳,苏 浩,吕志强,李丹丹

（中国船舶重工集团公司 第七一八研究所，河北 邯郸 056027）

介绍了如何运用QC方法降低催化元件零点漂移量的问题，通过现场调查，制作了因果分析图和要因确认表，从中得出了催化元件漂移量高的要因，并针对要因采取针对性措施，对策实施后使零点漂移量有了显著的降低。将改进的有效措施写入工艺规程，检查其目标完成情况。

催化元件；传感器；零点漂移；甲烷

催化元件是用于检测可燃气体的传感器。由两个元件配对组成，一个元件为检测元件，另一个元件为补偿元件，从而达到测量可燃气体浓度的目的。零点的稳定性是保证气体浓度准确测量的关键，催化元件的零点漂移量越低，它的稳定性就越好[1]。

1 选择QC活动课题

1.1 问题的选择

图1 零点漂移量记录柱状图Fig.1 Zero drift record

国家标准规定元件的零点漂移量要低于6.0%[2]，我们现在生产的元件零点漂移量为4.0%左右，虽然符合国家标准，但客户提出要求，希望零点越稳定越好，最好控制在3.0%之内。针对客户提出的质量要求,立即召开专题分析会，进行元件稳定性分析，责成相关负责人启动了课题的攻关工作。为此我们选定降低催化元件零点漂移量为此次QC活动的课题。

1.2 现状调查

现场对正在生产的可燃气体传感器催化元件（型号2.9V90mA）进行测量记录，15d连续记录元件零点,并通入浓度为2.04%的甲烷气体测试其零点漂移量，见表1。

表1 连续记录15d的催化元件零点Tab.1 Catalytic element zero for 15 consecutive days

通过对正在生产的催化元件抽样测试的数据看，零点漂移量在4.0%左右，高于客户要求的3.0%以内，不能满足客户要求。为了更好的把握现状，我们把催化元件生产工序分成以下几个部分（图2）。

图2 生产流程图Fig.2 Production flow chart

依据催化元件生产框图，我们对元件漂移量进行了分析、统计。分析发现，漂移量偏高主要集中在这5个生产步骤上。

表2 主要原因排列表Tab.2 Table of main reasons

图3 元件漂移量高主次问题排列图Fig.3 High order of primary and secondary components drift

小组根据生产工序，找到造成漂移量高的主要症结，从排列图（图3）中可以看出负载Al2O3是主要原因。如果把该问题解决，则元件漂移量可降低到2.5%以下。

2 确定目标

由于催化元件测量的准确性是基于元件的零点漂移量，基于客户的要求和上述现状调查，小组成员经认真讨论后，一致同意将本次活动的目标确定为：催化元件零点漂移量降至2.5%。

3 原因分析

针对负载Al2O3的问题，QC小组运用头脑风暴法对该问题从人、机、料、法、环5个方面的诸多因素进行分析总结，绘制因果分析图，见图4。

图4 因果分析图Fig.4 Causal analysis diagram

4 要因确认

小组成员根据因果分析图，采取现场调查、试验验证和分析测试等方法，对负载Al2O3的问题末端因素进行逐个的分析和要因确认，并制定了要因确认表（见表 3）。

表3 要因确认表Tab.3 Confirmation form

通过要因确认，找到两条主要因素，即Al2O3载体粒度大、煅烧次数少。

针对影响Al2O3负载的要因，QC小组成员制定对策实施表（见表4）。

5 制定对策

表4 对策表Tab.4 Countermeasure table

6 对策实施

6.1 调整Al2O3粉体粒度

现在元件生产用Al2O3粒度为200目，现选取300目和400目的进行试验，加入粘合剂后混合5h后使用其加工为成品，观察元件零点漂移量的变化，并进行了效果验证：

表5 Al2O3粒度对零点漂移量的影响（%）Tab.5 Effect of alumina particle size on zero drif

试验发现Al2O3粒径越小零点漂移量越小，300目的时候能够降到2.5%以下，在保证较高灵敏度的前提下减小Al2O3粒径，所以我们选定Al2O3粒度为300目。

6.1 调整Al2O3粉体粒度

目前，元件生产煅烧次数为3次，将煅烧次数增加为4次、5次，观察对元件零点漂移量的影响，并进行了零点漂移量的测量，并进行了效果验证。

表6 煅烧次数对零点漂移量的影响（%）Tab.6 Influence of calcination times on zero drif

煅烧次数增多后，零点漂移量有了明显的降低，降到2.5%以下，但随着煅烧次数的增加相应成本会增加，生产周期会拉长，所以最终选择为煅烧5次[3]。

7 效果检查

7.1 目标完成情况

我们用改进后的方法生产了100只催化元件（型号2.9V90mA）,15d连续记录元件零点，进行零点漂移量的检测，并通入浓度为2.04%的甲烷气体测试零点飘移量＆，记录见表5，检测结果全部达到目标要求,部分检测结果见表6。

表7 元件零点漂移试验记录Tab.7 Component zero drift test record

由表7可以看到，对策实施改进后元件零点飘移量已降低到2%，达到了预定的目标。

7.2 经济效益和社会效益

降低催化元件的零点漂移量，保质保量满足某特殊客户要求。活动期间通过销售新的型号元件增加效益30万元。提高了运用QC活动解决各种问题的能力。增强了科研人员在催化元件改进方面的工艺研制和生产能力。体现了我所科研人员攻艰克难、诚实创新的精神。

8 巩固措施

根据本次活动的成果，将生产方法写入生产作业指导书《催化元件生产加工工艺规程》，改进的有效措施写入《催化元件改进工艺规程》，检测数据、试验结果，形成试验报告并存档，为以后型号产品持续改进提供经验和数据。

9 结语

通过本次QC活动，达到了预期的目的，小组成员提高了分析解决问题的能力，巩固了大家的专业知识，增强了团队意识，提高了相互之间的协作能力，使小组成员的才能得到了充分的发挥。动力QC小组运用QC的理论方法，解决了催化元件漂移量的问题，满足了客户要求，在市场中营造了良好的口碑，在以后的工作中，我们将把此理论和方法运用到处理其它问题中去。

［1］ 李幸俊.煤矿用载体催化元件稳定性的研究［J］.云南大学学报，1997,19（1）:96-99．

［2］ 朱正和，廖德林，等.甲烷载体催化元件灵敏度稳定性的研究［J］.矿业安全与环保,2003，30（6）:147-148．

［3］ 曹振芳.载体催化元件稳定性的分析研究［J］.舰船防化,2006,20（3）:36-38．

Method of reducing the catalytic element using qc zero drift

HUA Ying-hui,CAO Zhen-fang,SU Hao,LV Zhi-qiang,LI Dan-dan
（The 718th Research Institute of CSIC,Handan 056027,China）

It describes how to use QC method to reduce the amount of catalytic element zero drift problems.Through field investigation produced a map and causal analysis to confirm the result table,figured out why the high catalytic element drift amount.Take measures to make the zero drift have been significantly reduced for a reason.The improvement of effective measures in the process of writing,check the completion of the target.

catalysis element;sensor;zero drift;methane

TP212.2

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170972

2017-03-21

滑迎辉（1985-），男，工程师,2012毕业于中国舰船研究院，应用化学专业,硕士，主要从事空气净化相关专业方向。