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浅析NADCAP认证对民机制造特殊过程高温测量技术的提升 |
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作者：马毅 龚磊 冯梦欣 |
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摘要：转包生产在我所处于起步阶段，无先例，无经验。通过消化国外标准，与MOOG公司专家进行技术交流，对高温测量我所执行的标准与国际标准进行了差异分析。根据MOOG 和NADCAP 的技术要求，结合我所计量工作的经验，编制和完善了一系列国际合作产品质量体系计量作业性文件。通过向国际先进技术标准靠拢，实现技术标准的国际接轨，提升我所民机制造特殊过程高温测量技术水平。
关键词：NADCAP认证，高温测量，转包生产，差异分析
引言
近几年来，我所积极的探索业务拓展的途径，通过转包生产寻求广泛的国际合作，通过NADCAP 认证提升我们的管理和技术水平。NADCAP 是由PRI 机构组织的认证，PRI 于1990年由美国汽车工程师学会创建，致力于开发行业标准，以及在质量领域提供认证认可服务。PRI的使命是提供国际化、公正、独立的制造过程及产品的评审和认证服务。通过审核，旨在持续改进，确保飞机上的每一个零部件都具有高质量。目前，几乎所有的航空工业承包商都已加入NADCAP项目，其成员包括波音、空客、GE、霍尼韦尔等知名企业。因此，只有通过NADCAP认证，才能取得民机航空部件国际订单的入门证。
1 国内外特种工艺计量理念的差异分析
1.1 我所特种工艺现阶段计量工作
我所现阶段计量工作主要着眼于仪器、设备的准确性。通过传统的检定/校准和量值溯源，统一计量单位，保证设备准确可靠。计量工作只限于计量人员的被动检查，而不是全员的主动参与，主要关注的是设备的量值传递，依据相关规程和设备技术指标判定设备合格与否，不关注设备的使用过程。计量结果只能证明设备本身的技术状态，并不能证明设备已适合预期使用要求，一台检定/校准“合格”的设备，并不一定满足实际工艺要求。
1.2 NADCAP要求
NADCAP要求计量工作围绕满足顾客的“测量要求”这一目标展开。顾客的“测量要求”是根据相应的产品质量和生产过程规定的测量要求转化而来，因而取决于产品的技术规范。
所以，计量工作要由计量人员、工艺人员、设计人员等共同完成。除了满足设备本身技术指标的要求外，还必须满足顾客的测量要求，把生产过程中的工艺参数转换为测量要求并加以实现，其作用就是确保设备和生产过程满足产品预期工艺要求。所以，NADCAP 认证要求计量的关键步骤除了检定/校准外，还应包括计量验证，即在完成对设备校准后，必须验证设备的技术指标是否满足产品对生产过程的要求。将通过检定/校准获得的设备的计量特性与生产过程对设备的测量要求相比较，以评定设备是否满足预期用途。
2 高温测量方法改进
2.1 难点解析
目前，行业内高温测量方法基本都按HB的相关要求执行。整个航空工业采用统一的技术标准表面上看来很好，但实际上运用起来问题不少。因为我国各航空企业之间技术基础和设备基础相差较大，很难兼容不同企业间的不同要求，如果要适应大多数企业的基础条件，就势必要降低技术标准的先进性。
转包生产在我所处于起步阶段，无先例，无经验。我们计量的管理水平和工作质量不能与国际接轨，国内规范不能完全适用，不能适应国际合作和转包生产的需求。2008 年，所里选派我参加了NADCAP 的专业培训。在外方专家的培训下，我系统学习了美国宇航材料标准AMS2750D“PYROMETRY” “高温测量”。我所前期需要NADCAP 取证的项目——热处理、表面处理、无损检测，都要求按此标准进行设备校准。
由于国内外在技术方法上存在很大的差异，执行难度较大。经过两年的前期准备，并对热处理、表面处理、无损检测转包生产设备按NADCAP 要求进行了试运行，积累了一定的经验，为取证奠定了一定的基础。
2.2 作业标准国际接轨
通过消化国外标准，与MOOG 公司专家进行技术交流，对高温测量我所执行的标准与国际标准进行了差异分析。根据MOOG 和NADCAP的技术要求，结合我所计量工作的经验，编制和完善了一系列国际合作产品质量体系计量作业性文件。通过向国际先进技术标准靠拢，实现技术标准的国际接轨，建立一个既体现航空工业计量特点又能与国际计量体系接轨的新体系。
制造部应根据国际标准ASTM和MOOG 的要求形成相关产品工艺技术条件，工艺人员在编制工艺指令时就必须考虑到如何满足质保的要求，如何安排加工顺序、选用正确的加工设备；操作人员必须知道如何正确使用计量器具，并对产品的加工质量负责，要根据工艺文件向计量提交“国际合作产品设备校验清单”，提出校验项目、范围和指标要求。计量根据制造部的“测量要求”进行计量确认的策划与实施，进行标准的配置、计量过程的设计、计量过程的控制，确定设备性能指标的不确定度限制和功能要求。所有计量方法和计量过程要形成文件，要保存足够的纪录以证明该设备符合生产的工艺要求。
2.3 民机制造特殊过程工艺设备高温测量控制方法改进
由于特种工艺过程后期的难以验证性，国外标准强调对过程的控制，尤其加强了特种工艺设备的控制。如铝合金淬火炉，按HB 要求半年进行一次炉温均匀性校验，设备到期后必须立即停炉，不允许超期校验。民机生产则要求每月都要进行炉温均匀性校验，而且每周都必须进行系统精度测试，通过高频次的校准来控制由于设备和测量过程可能产生的不正确结果影响产品质量的风险，见表1所示。同时国外标准考虑了热处理工艺一般为长时间连续工作，且高温冷却需几十个小时的特点，允许设备在满足要求的条件下，一定时间范围内可以超期校验。其操作性更强，合理解决了校验时间与产品热处理周期之间的冲突。
HB 要求设备达到热平衡再进行均匀性测试，而民机生产则要求在热平衡前后对热处理炉工作区温度变化量进行一系列测试，对生产进行全过程测量。因此，测试数据量大，见图1，必须利用自动测试系统进行数据采集。
图1 温场均匀性测试记录
热处理炉的校验按HB要求须对热电偶和控温仪表分别单独进行检定，部件合格即代表控制系统合格。美国宇航材料标准MS2750D“PYROMETRY”则要求将热电偶和控温仪表组合在一起进行系统校验，对整个系统进行评价，而不对控温仪表单独检定。因为我们的用户最关心的是一个系统的总体性能指标，而不仅仅是系统各环节的指标，各部件合格并不代表整体性能满足生产要求。
2.4 测试传感器改进
图 2 系统精度测试用传感器
按 AMS2759要求真空淬火炉每周要进行一次系统精度测试。目前高温传感器国内一般采用金属外壳，内部用镁粉填充绝缘，铠装密封的方法一体化装配成型。为了保证真空炉的气密性，在系统测试时需先停止生产，将传感器插入炉内，密封后再抽真空测试，需耗费几个小时，每周测试严重影响了产品生产。
为了解决高频次测量与生产周期之间的矛盾，我们对热电偶进行了改造。在无法改变真空炉现有结构的前提下，与传感器生产厂家沟通，非标定制。传感器采用了钢玉外壳、陶瓷内芯封装敏感元件，分离式结构，见图2。
以立式真空气淬炉为试点，将钢玉外壳固定密封于真空炉上，测试时再插入插入敏感元件，可在生产过程中随时进行校验。
2.5 测试法兰改进
真空炉测试法兰行业内通常采用螺钉方式连接测温热电偶。由于系统内引入了第三种导体，因此，会带来一定的冷端误差。我们通过借鉴转包生产的先进技术，以双室真空淬火炉为试点，对测试法兰进行了改造。将热电偶补偿线与法兰集成于一体，采用国际通用的Ω插头连接，见图3。通过改造，有效减小了冷端误差，提高了真空热处理炉测试精度，满足产品工艺要求
图3 真空炉测试法兰改造
3 NADCAP 高温测量审核要点
我国对高温测量的质量审核通常将重点放在最后的结果上，不重视过程审核。这与与西方的审核理念有一个根本的差别。西方认为任何人都可能犯错误，因此全过程都要考虑避免操作人员可能出现的失误，每一步都有章可循，这就最大程度地避免了各环节的人为出错。过去各国际合作伙伴虽然审核方法大同小异，但每半年都要对国内供应商进行一次审核，国内企业必须针对不同的需方编制体系文件。PRI将各家标准统一后，集中进行审核。
因此，NADCAP 具有很强的技术性，其审核员都是从事某项目工作的全球资深专家。项目审核中不仅有对质量体系方面的要求，更重要的是对具体操作方面的技术要求。根据其它取得NADCAP 认证的企业介绍，NADCAP 取证的关键在于现场审核。审核专家在审核过程中，既要有按相关文件运行的原始记录，还要在现场进行实际演示，审核计量员的操作过程是否按文件规定的要求步骤进行了操作。在作业性文件内容方面，既要按美标和AC 检查单列举的条款，还要加入客户的特殊要求。因此，大幅度提高我所高温测量技术人员、检定人员的素质是一个重要环节。
4 结束语
现代化的生产和管理必须凭可靠的数据监控工艺、检验产品。如果组织没有建立和实施一个完善的测量管理体系，过程不能持续有效的控制，就不能保证准确可靠的测量数据，也不能保证合理的资源配置。经过本次NADCAP取证前的学习和准备，提高了我所热工计量的技术水平，细化了工作流程，严格了过程控制，使体系文件更加缜密。保证产品在研制、试验、生产、使用、维修的各环节的测量数据准确、可靠。
参考文献
【1】APR AMS2750D 2005
【2】国家质量监督检验检疫总局计量司GB/T19022-2003测量管理体系中国标准出版社2004(end)
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(8/3/2012) |
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