电压力锅泄压电磁阀耐压失效分析与改善

常州铁道高等职业技术学校轨道交通系 陈 吉

1 背景介绍

泄压电磁阀是电压力锅中的关键元件，主要作用是当饭煮好后释放锅内的气压，目前某品牌的电压力锅自推向市场2年来泄压失效故障率为1500ppm，距离行业一流水准200ppm存在较大的差距，泄压失效的主要原因是电磁阀耐压失效，为了尽快解决此问题，该公司成立了专门的研究小组，图1是该品牌电饭煲和电磁阀的示意图。

图1 电饭煲和电磁阀示意图

2 原因分析

根据对失效件的拆解分析可知，电磁阀耐压失效的主要表现为导线和连接器破损，其中导线破损占比85%。导线和连接器破损如图2所示。

图2 导线和连接器损伤图

2.1 PFMEA（失效模式及后果）分析

研究小组在对公司内部的电磁阀组装测试过程进行审核后，并未发现隐患点，于是研究小组在和供应商沟通后决定将问题聚焦于导线组件生产过程，导线组件是由供应商A提供的成品，经过分析团队发现包扎和成型过程是对电磁阀故障影响最大的两道工序，对于包扎和成型造成的导线和连接器损伤研究小组用PFMEA表进行了分析，根据PFMEA（如表1）分析，导线损伤主要潜在原因是导线强度不足和导线包扎后堆放方式不当，而连接器损伤经过现场审核发现主要在于供应商A的子供应商连接器模块来料不良，由于连接器损伤占比不到10%，所以研究小组主要聚焦于导线损伤的改善。

表1 关键过程FPMEA表

2.2 根本原因确认

（1）导线堆放方式确认

当前导线包扎完后是通过托盘运输的，在现场审核时，团队有人建议导线包扎后堆叠在一起容易造成损伤，而有些成员认为不会，为此团队经过讨论决定用卡方检验进行确认，原假设H0：导线破损和堆叠方式没有关联性，备择假设Ha：导线破损和堆叠方式有关联性，置信水平=95%，卡方检验表如表2所示，根据卡方检验的结果P值为0.508>0.05，可知导线破损和堆叠方式没有关联性。

表2 卡方检验观察表

（2）导线强度不足

研究团队通过对供应商的整个生产过程以及电磁阀的生产过程的分析，发现导线从生产到进入最后的组装测试出现破损的比例非常低，但是实际电磁阀做耐压测试时失效的比例在1500ppm，通过对破损导线的强度分析发现导线的强度基本处于下限值，规范要求9-11kgf，实际测试了50件发现强度最小8.7kgf，最大9.0kgf，而未破损的导线最小为9.1，最大9.5kgf，通过测试结果对比可知，导线强度是关键的失效原因。

研究小组和导线供应商研究了导线生产工艺后，根据以往案例的经验快速锁定了导线挤出工艺中的预热温度是强度的关键因子，为了验证预热温度与导线强度的关系，采用了回归分析法，回归分析表见表3。

表3 预热温度与导线强度回归分析表

根据回归分析结果（如图3）可知，预热温度与导线强度之间存在线性相关，回归模型显著，最佳预热温度设置为116℃。

图3 预热温度和导线强度回归分析结果图

3 改善措施

根据确定的根本原因，和线圈供应商确认后，决定采取如下改进措施：

（1）将导线挤出预热温度设定为116°C。

（2）在线圈成型前100%检验导线表面是否有破损、飞边、氧化等缺陷。

4 效果确认

改善后，经过3个月的效果跟踪，电磁阀耐压测试率大大提升，3个月内共售出电压力锅118865件，共反馈12件泄压问题，反馈率101ppm，已经处于行业领先水平，通过质量改善，3个月共产生直接经济效益近10万元。

结论：电磁阀耐压测试失效的根本原因是导线的破损，而破损产生的根本原因是导线挤出工艺参数中的预热温度设置不合理，通过改善预热温度，大大降低了电磁阀的耐压失效，同时使A公司的电压力锅无法泄压的缺陷也得到了大幅度的改进。