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1、三车间QC材料 改善空压机油冷却器的冷却效果改善空压机油冷却器的冷却效果一、小组概况三车间QC小组成立于2003年3月，小组成员都是从事机械修理工作20年以上经验丰富的技术工人。小组的部分成员取得了中国质量协会TQC基本知识结业证，其他成员接受TQC教育平均超过50小时。表一 小组概况简明表小组名称三车间QC小组成立时间2003年3月注册编号2003-26课题名称改善空压机油冷却器的冷却效果课题类型攻关型活动时间2003年3月10月小组人数5人小组分工姓名性别年龄文化程度职位或职称组长张长青男41高中机修组长组员严华龙男39中专机械修理工组员綦宏男41高中机械修理工组员姚善伦男38中专机修组长
2、组员曹书祥男45高中机械修理工培训情况人均接受TQC教育50小时以上二、选题理由三车间空压站的寿力LS25S-300HP型固定式螺杆空压机组承担着全厂的压缩空气供给任务。空压机正常运转时，当油气分离器分离出的润滑油温度超过77时（通常情况下应能维持在94左右），热力阀打开，油冷却器开始对润滑油进行冷却处理，冷却后的润滑油能够保证其参与压缩机主机热交换的能力。如果油冷却器冷却效果达不到要求，当油气分离器出口油温升到113时，空压机就会自动保护报警停机。我车间空压机油气分离器出口温度有逐渐升高的趋势，而油冷却器的冷却效果却不明显，由保养后正常油温至接近警戒温度的周期逐渐缩短，使得机器长时间工作在油
3、温较高的环境下，长此以往，会大大缩短设备使用寿命并影响到压缩空气的持续稳定供应。为避免出现上述情况，就需要保证油冷却器维持良好的工作状态。为了确保压缩空气供应，我们QC小组全体成员，针对实际工作中出现的油冷却器冷却效果不佳的问题，组织讨论研究，最后选择了改善空压机油冷却器的冷却效果，作为此次攻关课题，分析情况详见图一所示。工作中发现问题车间要求三车间QC小组课题选定空压机油温过高，易造成自我保护停机，影响正常生产解决空压机油温过高问题，保障供气改善空压机油冷却器的冷却效果。发现问题要求改进着手解决 图一 课程选择流程图三、现状调查实际工作中发现，油冷却器的冷却效果逐渐变差，冷却后的润滑油温度明
4、显偏高，极易造成报警停机的情况发生，进而影响到正常生产。 遵照厂部及车间的工作要求，工作人员每月月末对设备进行全面的保养。我QC小组测量了压缩机36月的工作油温（每月5、15、25号各进行五次测量，取其平均值）见下表：表二 QC前空压机油气分离器出口旬平均油温表 项目月份上旬平均油温（）中旬平均油温（）下旬平均油温（）旬平均增幅3月941011118.67%4月951011128.60%5月941001108.19%6月941021108.18%从上表可以看出，每次保养过后设备的运行周期最多只有一个月，每到月末压缩机的油温都非常接近警戒温度。设备长时间工作在警戒温度的边缘，对设备的寿命和稳定性
5、都有很大的影响，也很难保障对厂部各部门的蒸汽供给。所以如何降低空压机油冷却器的油温，减低油温的增长速度是我们QC小组攻关的重点。四、确定目标值我们QC小组认真、反复地学习说明书和一些外协的资料，组织讨论、分析研究，决定利用现有的条件，改善油冷却器的冷却效率，争取有效减缓润滑油温上升的趋势，延长正常油温下的工作周期。因此我们小组确定本次QC的目标值为旬平均油温增幅3.5%。 图二 QC攻关目标柱型图五、原因分析怎样才能使冷却器冷却的效果提高呢？首先我们分析了造成冷却器效果不好的原因，我们QC小组从人、机、法、环几个方面讨论、研究得出的结论，见因果分析图（图三）。人责任心不强空压机油冷却器冷却效果
6、不理想机环法油冷却器散热不良维修保养方法不当设备运行环境灰尘大图三 因果分析图六、要因确认 (一) 01法打分：从因果分析图可以看出，可能导致空压机油冷却器冷却效果不理想的原因有多种，我们采取01打分法确定要因。表三 01法打分表流冷却器散热不良设备运行环境灰尘大维修保养方法不当操作人员责任心不强张长青1011严华龙1011綦宏1100姚善伦1010曹书祥1010合计5142(二) 要因分析：从上面的打分结果可见，油冷却器的散热不良是导致其冷却效果变差的要因。为更准确的了解油冷却器的工作状态，找到问题所在，我们对油冷却器做了仔细检查。油冷却器细铜管图四 油冷却器工作示意图如图四所示，油冷却器内
7、部由若干细铜管组成，细铜管内通冷水用以冷却流经管间的热润滑油,细铜管内冷却水的循环流动是否通畅直接影响油冷却器的冷却效果，主要是影响热交换的效率，检查发现冷却器内的细铜管极易堵塞（主要是冷却水内的泥沙沉积所致），严重影响了热交换的充分进行，是造成油温过高的主要原因。七、制定对策热交换（或者说传热）有三种形式：导热、对流和辐射。对面式热交换器来说，换热的主要形式是对流和导热，对流换热量的计算式是：Q=A（t2t1），导热换热量的计算式是：Q=（/）A（t2t1）。在面式热交换器中的传热元件两侧都发生对流换热，元件体内发生导热，所以传热量：Q=A(t2t1)=KA(t2t1)+1+112这里： K
8、=1+1+112称为换热系数。以上诸式中：Q换热量，对流换热系数，A传热面积（t2t1）传热温差，热导率，传热体厚度由此可见,考察热交换装置中的热交换性能优劣有两项关键指标，即换热系数和抗垢系数。换热系数反映了换热设备的换热能力，是在换热设备设计中首先考虑的关键指标。增加换热系数的核心思想是在管程、管径一定的条件下通过增加表面积来提高换热系数. 圆管式换热器(例如油冷却器中的细铜管)中换热介质(包括水)在流经换热管内部时是作直线流动，所以难以搅动换热管内壁边界的滞流层（传热膜）。正是由于滞流层的存在，使得换热介质表面层的换热效率极其低下，且随着时间的推移，换热介质的污垢不断堆积，使其效率每况愈
9、下，直至失效，所以要想达到热交换的高效、持久，必须找到方法打破滞流层，达到自动、在线、利用流体动力进行除垢。因此我QC小组按照PDCA循环先后制订出三套方案并予以实施，对比效果后，最终采纳了第三套方案。具体方案选取见下表分析：方案一：将细铜管(圆管)改为外螺纹管,增加热交换表面积方案二：采用化学药剂对细铜管内的沉积泥垢进行清洗方案三：自制专用清洗工具,对细铜管进行人工清洗APC D改善空压机油冷却器的冷却效果APC DAPC D图五 对策改进实施梯形图表四 对策实施表项目方案一概述将细铜管(圆管)改为外螺纹管具体实施内容订制相同管径、管程的外螺纹铜管，要求内表面光滑，外表面的螺旋面尽可能大。分
10、析论证有利因素增加了热交换表面积，大大提高热换系数。不利因素抗垢能力低下，一旦成垢后,无法有效清洗。论证结果该方案中外螺纹铜管(管径较细)的加工难度较大，须订制,所需费用较高。审核放弃该方案项目方案二概述采用化学药剂对细铜管内的积结泥垢进行清洗具体实施内容采用内含强力清洁剂、高效缓蚀剂及高能镀膜剂的化学药剂：克垢对管路进行清洗。将克垢和水按1：5的比例进行掺配。开机强制循环清洗五至八小时，清洗完毕后排除系统内废液，再用清水冲洗三至四次，将系统内的残液冲走空压机重新投入运行使用。分析论证有利因素不需对原装置结构进行改动，操作方便不利因素耗时过长，对设备造成一定的腐蚀，减少设备使用寿命，同时除垢不
11、够彻底。论证结果该方案虽容易操作，但耗时太长，同时需长期购买化学药剂，花费较大。但可以将此方案作为辅助方案用于冷却水处理。 审核放弃该方案项目方案三概述自制专用清洗工具,对细铜管进行人工清洗具体实施内容截取直径小于细铜管，长度长于细铜管的螺纹钢，在一端焊接把手，另一端焊接麻花钻。对管路清洗时，将钻头端钻入细铜管，然后摇动把手前进，利用螺纹的刮削挤压作用，将积结在管壁上的污垢清除。除垢后，用压力水冲刷清洗分析论证有利因素制作容易，成本低，除垢较彻底不利因素需定期停机拆卸油冷却器进行清洗，操作费力论证结果经过长时间的试用，所设计的清理工具能有效地清除油冷却器细铜管内的沉积污垢，延长油冷却器正常运行
12、周期。审核采用该方案八、对策实施根据方案三，我QC小组设计出了清洗工具，设计的工具如下所示：图六 专用清洗工具工具的外表面有大量的罗纹，增加了工具和管路的摩擦力；工具的尾部装有旋转的手柄，在清理过程中旋转工具增加工具与管路的接触面积，更加彻底的清理管路内的污垢；工具的前端可以针对不同口径的管路安装不同的钻头，以适应清理工作的需要，因此我们设计的工具还有方面改造的特点。此外，我们还专门设计了细水管，在清理工作结束以后，用一定压力的水流对管路进行冲洗，巩固清理的效果。方案确定以后，我们很快的就把成果应用在设备上以检验QC成果的有效性，以下是710月的空压机油冷却器的旬平均油温（每月月末进行全面保养
13、，每月5、15、25日各测量五次，取其平均值）：表五 QC后空压机油气分离器出口旬平均油温表 项目月份上旬平均油温（）中旬平均油温（）下旬平均油温（）旬平均增幅7月94 97 1013.65%8月 94 97 1003.10%9月 95 97 1013.12%10月 96 98 1023.08%通过上表可以看出改进前后的油温平均增幅有了大幅度降低，4个月的平均增幅只有3.24% 甚至低于我们的目标值，可见我们的QC成果是非常成功的，（如图所示）：通过实际运用，方案三完全可以达到预期目的，很有效的清洗了管路内的污垢，延长了油冷却器的运行周期，提高了油冷却器的冷却效果。可以说我们这次QC活动取得了圆满的成功。 九、效果检查经过QC方案的实施,我们对活动效果进行了跟踪调查:在这段时间的检查和观察中,没有出现油温增高过快的情况,清洗后油冷却器正常运行周期比改进前有了非常明显的延长。这次QC基本上解决了我车间空压机油冷却器冷却效果不理想的问题，没有对设备造成不良影响,达到了预期的目的，确保了生产的连续性、稳定性。另一方面，通过这次QC活动，我们积累了经验，开拓了思路，提高了用PDCA循环方法分析和解决问题的能力，增强了集体内部的团结、协作与交流，使小组的QC攻关水平又迈上了一个新台阶。
