Dlaczego występują luźne połączenia przy użyciu niskojakościowego narzędzia do zaciskania?

Tytuł: Przeciąłem ponad 500 nieudanych zacisków – oto, co niskojakościowe narzędzia robią z Twoimi połączeniami

Przez zespół analizy awarii i jakości

Ostatnie osiem lat poświęciłem przecinaniu nieudanych zacisków. Nie w laboratorium w białych fartuchach – na hali produkcyjnej, piłką ręczną i mikroskopem, próbując ustalić, dlaczego połączenie, które wyglądało poprawnie w poniedziałek, zawiodło w środę.

Oto nieprzyjemna prawda: większość tych awarii można było zapobiec. A niemal wszystkie zaczęły się od narzędzia.

Zatrzask nie jest opcjonalny – nauczyliśmy się tego w trudny sposób.

Mieliśmy operatora, który wolał starszy kleszczowy narzędzie do kręcenia złączy, ponieważ było „szybsze”. Bez mechanizmu zatrzaskowego – po prostu ścisnął i puścił. Zewnętrznie jego złącza wyglądały dobrze. Następnie zaczęły występować niestabilne usterki w linii panelu sterowania – około jedna na każde 50 sztuk nie przeżywała testu uruchomienia pod napięciem.

Rozcięliśmy 20 jego złączy. W piętnastu z nich widoczne były luki między żyłami przewodu a tuleją końcówki. Nie było zimnego spawania. Było tylko połączenie oparte na tarcie, które wystarczyło, by wytrzymać na stanowisku montażowym, ale nie wystarczyło, by przetrwać transport. „Szybsze” narzędzie tego operatora kosztowało nas pełną przeróbkę 47 paneli. Nazajutrz zastąpiliśmy wszystkie kleszczowe narzędzia do kręcenia złączy na linii jednostkami z mechanizmem zatrzaskowym.

Lekcja za 740 dolarów, która zmieniła nasz protokół inspekcji.

Średnia kwota kosztów awarii na drodze w wysokości 740 USD według Ponemon Institute utkwiła mi w pamięci, ponieważ doświadczyłem jej osobiście – nie na autostradzie, lecz na linii produkcyjnej. Sprzęt klienta uległ awarii w zakładzie drukarskim. Przyczyną było pojedyncze niedociśnięcie przewodu na zaworze elektromagnetycznym. Złącze przeżyło kontrolę wizualną, ale zostało wyciągnięte przy siły mniejszej niż 50 lbf – o połowę mniejszej niż wymagana wartość minimalna.

Koszt przestoju klienta wyniósł 4200 USD. Koszt ponownego wykonania pracy wyniósł 1100 USD. Narzędzie do zaciskania, które spowodowało awarię? Niezablokowane urządzenie za 35 USD, używane przez trzy lata bez jednej tylko kalibracji. To narzędzie za 35 USD wywołało bezpośrednie straty w wysokości 5300 USD. Obecnie wymagamy obowiązkowego stosowania mechanizmów z zatrzaskiem we wszystkich narzędziach, jakie zakupujemy.

Zużycie matrycy jest niewidoczne – dopóki nie staje się widoczne.

Zestaw matryc wykonał około 8000 zacisków. Nadal wyglądał dobrze gołym okiem. Wysłaliśmy go na rutynową kontrolę pomiarową i okazało się, że otwór matrycy był o 0,06 mm szerszy niż dopuszczalne odchylenie. To mniej niż grubość ludzkiego włosa.

Przeprowadziliśmy test: 50 zacisków za pomocą zużytej matrycy i 50 za pomocą nowej. Wyniki testu wytrzymałości na wyciąganie: średnia wartość dla zużytej matrycy wyniosła 1520 N, a dla nowej – 1850 N. Te 0,06 mm kosztowały nas 18 % wytrzymałości na wyciąganie – ale nie można było tego dostrzec bez użycia miernika.

Obecnie mierzymy szerokość wnęki matrycy co tydzień – nie raz na miesiąc. Co tydzień. Zastępujemy matryce po 5000 cyklach – nie po 10 000 – ponieważ już po 8000 cyklach zaczynają się one degradować.

Niedociśnięcie nie powoduje natychmiastowego uszkodzenia – powoduje je dopiero w miejscu użytkowania przez klienta.

To właśnie czyni je tak insydujące. Lekko niedociśnięty zacisk może przejść test ciągłości elektrycznej. Może również przejść test wibracji na stanowisku laboratoryjnym. Doskonale będzie działał podczas akceptacji fabrycznej.

Następnie jest on montowany w warunkach terenowych. Temperatura otoczenia zmienia się od 10 °C do 40 °C. Przewód rozszerza się i kurczy się. Wibracje pochodzące od pobliskiego sprzętu dodatkowo poluzowują połączenie o niewielką część. I wtedy pewnego dnia – zwykle w najmniej odpowiednim momencie – połączenie się zerwa. Bez ostrzeżenia, bez stopniowego pogorszenia się działania. Po prostu system przestaje działać.

Zarejestrowaliśmy 47 awarii w warunkach rzeczywistych w ciągu 18 miesięcy. W 41 przypadkach chodziło o niedociśnięcia, które przeszły wizualną kontrolę jakości, ale nie wytrzymały testu wyrywania. Nie polegamy już wyłącznie na inspekcji wizualnej. Każde zaciskanie o wysokiej niezawodności poddawane jest testowi wyrywania lub pomiarowi wysokości zacisku przed opuszczeniem warsztatu.

Gdy przewód wypada ze złącza, narzędziem jest niemal zawsze pierwotna przyczyna problemu.

Osobiście sprawdziłem wypadanie przewodów ze zdefektowanych złącz na trzech różnych miejscach u klientów. Za każdym razem złącze wyglądało na odkształcone – ale nie w stopniu wystarczającym. Poszczególne żyły przewodu nadal błyszczały. Nie utworzyło się zimne połączenie. Metal nie scalił się ze sobą; został jedynie dociskany.

Wszystkie przypadki udało się śledzić bezpośrednio do jednej z trzech przyczyn: zużytej matrycy, źle ustawionego narzędzia lub zaciskarki bez mechanizmu blokującego. Żaden z tych przypadków nie wynikał z błędu operatora w zakresie techniki wykonania – przyczyną była zawsze niesprawna zaciskarka, która nie zapewniała odpowiedniej siły lub geometrii zacisku.

To zmieniło sposób, w jaki zakupujemy narzędzia. Obecnie traktujemy narzędzia do zaciskania jako precyzyjne instrumenty, a nie materiały eksploatacyjne. Otrzymują one numery seryjne, dzienniki kalibracji i harmonogramy wymiany – tak jak klucze momentu.

Luka w szkoleniu, która niemal doprowadziła nas do zamknięcia działalności.

Mieliśmy nowego operatora, który wykonywał zaciski wyglądające idealnie. Używał odpowiedniego narzędzia, odpowiedniej matrycy i odpowiedniego przewodu. Jednak w jednej partii wszystkie zaciski nie spełniały normy wytrzymałości na rozciąganie. Dlaczego? Chwytał uchwyty zbyt blisko osi narzędzia, co zmniejszało korzystny stosunek dźwigni mechanicznej. Narzędzie było sprawne. Szkolenie było niewystarczające.

Obecnie przeprowadzamy praktyczny test zaciskania jako część certyfikacji operatorów – nie tylko prezentację w programie PowerPoint. Każdy nowy operator musi wykonać pięć kolejnych zacisków, które przejdą test wytrzymałości na rozciąganie, zanim będzie mógł pracować bez nadzoru. To proste wymaganie zmniejszyło liczbę wad związanych z działaniem operatorów o 80%.

To, co teraz robimy inaczej – codziennie:

• Mechanizm zatrzaskowy jako parametr obowiązkowy. Żadnych wyjątków.

• Pomiar jamy matrycy co tydzień – mamy miernik na każdym stanowisku.

• Wymiana matrycy po 5000 cyklach, a nie po 10 000.

• Test wyrywania dla każdego wysokoniezawodnego zacisku – nie losowe pobieranie próbek.

• Certyfikacja praktyczna operatora, a nie tylko szkolenie teoretyczne.

• Numery seryjne narzędzi z dziennikami kalibracji – śledzimy liczbę cykli każdego narzędzia.

Podsumowanie od osoby, która widziała zbyt wiele awarii:

Tani sprzęt nie jest tani. Kosztuje Cię ponowna obróbka, przestoje i awarie w użytkowaniu. Płaciliśmy tę rachunek częściej, niż bym chciał przyznać. Od tej pory już nie płacimy.