ו מ י כ ו ן ב ק ר ה . והפתרון לבעיית זיהוי ההרכב , של סגסוגות טיטניום כשל ב
ו מ י כ ו ן ב ק ר ה R.B.M. Ltd. CONTROL & MECHANIZATION כשל ביצור עקב הרכבן של סגסוגות טיטניום ,והפתרון לבעיית זיהוי ההרכב. ירון רוזנברג ,מנכ"ל טכני ,חברת ר.ב.מ .בע"מ בקרה ומיכון הקדמה סגסוגות טיטניום הינן סגסוגות שהמרכיב העקרי שבהן הינו טיטניום. בעבר התבסס ייצור הטיטניום העולמי על תקנים אמריקאים ועל ייצור אמריקאי )ראה טבלה מס(1 . והמשתמשים יצרו את הציוד והמכלולים על סמך נתוני סגסוגות טיטניום לפי תקן אמריקאי .אלא שהיום קיימים יצרנים גדולים המיצרים סגסוגות טיטניום לפי תקני יצור שונים :תקן רוסי ששונה מהתקן האמריקאי ותקן סיני שדומה לחלק מהסגסוגות האמריאיות אך איננו חליפי ליצור ציוד בתקן תעופתי )ראה טבלאות בהמשך( .כלומר: קיים דמיון בין מספר סגסוגות ולעיתים הן אף קרויות בשמות דומים ,אך הרכבן הכימי שונה ותכונותיהן המכניות שונות .ישנם יצרנים רוסים או סינים המציעים את הסגסוגות שלהם ,בעלות נתוני הרכב שגויים או מזויפים, במחיר זול בהשוואה לסגסוגות האמריקאיות .יש סוחרים שמתפתים לרכוש סגסוגות אלה בשל מחירן הזול יותר. סגסוגות בעלות הרכב שונה מן התכנון המקורי אינן מתאימות לדרישות של הלקוח מהחומר הנחוץ לו .נוצרת חומר התאמה בין החומר הרצוי לחומר המסופק בפועל .כתוצאה מכך נוצרות תקלות לכל אורך שרשרת הייצור והאספקה :מיוצרים מוצרים בעלי הרכב שגוי ,זמן ומשאבים מבוזבזים לריק ,מוחזרים מוצרים שגויים ,מופיעות תקלות הנובעות משימוש במוצרים שיוצרו מסגסוגת שונה מהמצופה ,וכמובן :נגרמים נזקים כספיים אדירים. בציוד תעופתי החשש העיקרי הינו כשל שעלול לגרום אסון תעופתי ואובדן חיי-אדם. מובא כאן תאור מקרה בו נגרמו נזקים ליצרן של רכיבים תעופתיים בשל קבלת gradeטיטניום שגוי. יתואר כאן פתרון בדרך מהירה ,זולה ולא-הרסנית לבעית זיהוי סגסוגות הטיטניום :על-ידי טכנולוגית .XRF סגסוגות טיטניום סגסוגות הטיטניום מצטיינות במשקל נמוך ,עמידות בכוחות מתיחה גבוהים ,עמידות בטמפרטורות גבוהות ועמידות טובה לשיתוך )קורוזיה( .בשל מחירן הגבוה ,סגסוגות טיטניום משמשות לייצור חלקים ומכלולים בתעשיות הבאות :חלקים תעופתיים ,חלקים לשימושים צבאיים ,חלקים ומכלולים לשימושים אורטופדיים )קיבוע עצמות שבורות ומפרקים מלאכותיים( ,שתלים דנטלים ,יייצור מכלולי שעונים ,מכלולים לרכבי ספורט ,רכיבים לספורט כמו מחבטי טניס וציוד סקי. סגסוגות טיטניום מהסוגים Grade 1-Grade 4נקראים נתכים " "commercially pureאו בקיצור .CP :הם מכילים טיטניום בריכוז של למעלה מ 99.5%-ומסגסגים שונים .לרוב סגסוגות אלו משמשות לשמושים דנטלים ואורטופדים היות והן אינן נדחות על-ידי גוף האדם. סגסוגות מסוג Grade 1-Grade 4לא ניתן להבחין ביניהן באמצעות מכשיר XRFאך ניתן להבחין ביניהן )בשל ההבדלים המינוריים ביניהן( לשאר סגסוגות הטיטניום באמצעות טכנולוגיה זו .החוזק למתיחה של כל Gradeגבוה יותר ככל שהמספר גבוה יותר. סגסוגות מסוג Grade 1-Grade 3יכולות להיות מוחלפות ,בהתאמה ,בסגסוגות TA 1 –TA3הסיניות )לפי ההרכב הכימי( אך אינן יכולת להיות מוחלפות ע"י סגסוגות עפ"י התקן הרוסי. סגסוגות מסוג Grade 5מכונות גם ) Ti 6-4כ 6%-אלומיניום ו 4%-וונדיום( נמצאות בשימושים רביםTi 6-4 . היא סגסוגת הטיטניום השכיחה ביותר בשמושים תעופתיים ,אוטומטיבים ותעשיתיים רבים. An APPROVED MINISTRY of DEFENSE SUPPLIER משרדים: עתיר ידע ,21כפר-סבא 44643 דואר: ת.ד ,3008 .הוד-השרון45241, Phone: +972-9 -7674431 Fax: +972-9-7676898 web: www.rbmltd.co.il mail: [email protected] Office: st 21 , Atir-Yeda St. Kfar-Saba 44643, Israel Mail: P.O.Box 3008 Hod-Hasharon 45241, Israel ו מ י כ ו ן ב ק ר ה R.B.M. Ltd. CONTROL & MECHANIZATION סיפור של כשל ופתרונו הלקוח הינו יצרן חלקים המשמשים בתעשית התעופה .הוא מייצר חלקים עפ"י מפרטים ושרטוטים שהוא מקבל מחברת האם .היצרן רכש חומרי גלם -סגסוגות טיטניום -מספקים שונים בארץ ובחו"ל ,לפי מפרטים אשר הוכתבו לו על-ידי חברת האם. חומרי הגלם סופקו לו עם תעודות אנאליזה המעידות על הרכב החומרים .כל חומר נצבע בצבע שונה ,מוסכם, על מנת לבצע זיהוי ומניעת ערבוב במחסן חומרי-גלם או במהלך תהליך היצור. התהליך כולו התנהל כשורה במשך מספר שנים עד לאותו יום גורלי בו אובחן כשל מסיבה לא ידועה. Ti Fe, O, Hardness, max max Rockwell C N, C, H, max max max Remainder 0.40 0.20 36 0.10 0.01 0.05 0.10 0.01 Ni Zr Pd/Fe/Cr Mo Sn V Alloy Al ASTM 5.5- 3.5Grade 6.75 4.5 5 Remainder 0.50 0.20 0.05 2.03.0 ASTM 4.0Grade 6.0 6 Remainder 0.035 0.05 0.0125 0.25 0.12 2.003.00 Ti 54.502.5 5.75 ELI Remainder 0.08 0.0125 0.25 0.13 30 0.05 Remainder 0.15 36 0.08 0.015 0.05 Remainder 0.20 38 0.05 0.015 0.04 0.3 Ti 6-4 5.50- 3.56.50 4.5 ELI Ti 8-1- 7.35- 0.758.35 1.25 1 0.751.25 1.52.5 Ti 6-6- 5.00- 5.06.00 6.0 2 Fe 0.351.00 Remainder 0.25 0.15 0.05 0.015 0.04 3.64.4 1.82.2 1.82.2 Ti 6-2- 5.506.50 4-2 Remainder 0.04 0.0125 0.15 0.15 0.04 3.64.4 5.56.5 1.752.25 Ti 6-2- 5.506.50 4-6 טבלה מס :1 .רשימת הסגסוגות המשמשות את היצרן והרכבן הכימי. תהליך היצור במפעל :מחלקת תפ"י של המפעל הורתה לייצר ביום מסויים חלק מסויים מחומר ; Ti 6-4 ELI הועברה פקודת עבודה למחלקת היצור למשוך ממחסן חומרי-גלם )להלן :ח"ג( את ח"ג Ti 6-4 ELIעפ"י מפרטי היצור .מחסן ח"ג ניפק את החומר אשר המסומן כ. Ti 6-4 ELI - החומר הועבר למחלקת הייצור אשר יצרה מהחומר המסומן Ti 6-4 ELIאת החלקים שתבקשה ליצר. לאחר סיום אצוות היצור הועברו שני חלקים מוגמרים למעבדה המטלורגית לביצוע בדיקות מטלורגיות אשר כללו חתך מטלוגרפי ובדיקת קשיות החומר. לאחר תום ביצוע הבדיקות המטלוגרפיות האצווה קבלה אישור איכות .החלקים ה"מאושרים" הועברו למחלקת האריזה ומשם למחסן תוצרת גמורה. אלא שבאותו היום קיבל עובד המעבדה ערך-קשיות של 38בבדיקת רוקוול במקום קשיות של 30שהיה רגיל לקבל בחומר זה. כל האצווה שבייצור נפסלה ונלקחו דוגמאות נוספות לבדיקה מטלוגרפית .גם בהן התקבלו תוצאות זהות לבדיקות הקודמות 38 :במקום 30בבדיקת רוקוול .תוצאות הבדיקות הועברו מיד לכל גורמי הניהול והפיקוח במפעל . An APPROVED MINISTRY of DEFENSE SUPPLIER משרדים: עתיר ידע ,21כפר-סבא 44643 דואר: ת.ד ,3008 .הוד-השרון45241, Phone: +972-9 -7674431 Fax: +972-9-7676898 web: www.rbmltd.co.il mail: [email protected] Office: st 21 , Atir-Yeda St. Kfar-Saba 44643, Israel Mail: P.O.Box 3008 Hod-Hasharon 45241, Israel ו מ י כ ו ן ב ק ר ה R.B.M. Ltd. CONTROL & MECHANIZATION התוצאות גרמו מבוכה גדולה היות ולא היה ידוע מה השתבש ביצור: • האם משהו השתנה בתהליך הייצור? • האם בקו-הייצור השתמשו בחומר הגלם הנכון לחלק הנדרש? • האם חומר הגלם עורבב במחסן? • האם חומרי הגלם שהתקבלו אכן מתאימים למפרט ההזמנה? לאור רמת אי-וודאות גבוהה כל-כך וקיום שאלות שנשארו פתוחות ,הוחלט במפעל על הפעולות הבאות: .1עצירת הייצור עד לסיום הברור. .2עצירת קבלת חומרי גלם למחסן ח"ג עד לסיום הברור. .3עצירת ניפוק ח"ג לייצור עד לסיום הברור. .4עצירת הוצאת תוצרת גמורה מהמפעל. משמעות הצעדים של ההנהלה היתה למעשה השבתת המפעל כדי למנוע כשלים ו/או המשך היצור ו/או אפשרות של זליגת תוצרת גמורה שגוייה ללקוחות המפעל. בשלב זה ,באמצעות מכשיר XRFנייד מדגם XL2 980 GOLDDמכשיר XRFנייד המצוייד בשפופרת רנטגן בהספק 2וואט ובגלאי מסוג סיליקון דריפט המסוגל לגלות יסודות ממספר אטומי 12מגנזיום ועד למספר אטומי 92אורניום שנתוני רמות הגילוי שלו ) (LODמופיעים בטבלה מס . 2.בצענו זיהוי מהיר של חומרי גלם, חלקים גמורים וחומרים בתהליך היצור .זמן ממוצע של כל מדידה היה כ 10-שניות .כל זאת ללא גרימת כל נזק לחלקים ,וללא השארת סימן כלשהו עליהם. Ni 0.015% Zr 0.005% Mo 0.005% Cr 0.05% Fe 0.03% Pd 0.0025% Sn 0.006% V 0.13% Al 0.4% טבלה מס: 2 . רמות גילוי מינימאליות ) (LODבסגסוגות טיטניום של מכשיר XRFדגם XL2 980 GOLDD הבעיה שאותרה לבסוף :ספק חומרי הגלם סיפק סגסוגות טיטניום שניקנו במזרח אירופה ויוצרו לפי grade רוסי ,ששונה מסגסוגות טיטניום המיוצרות לפי תקן אמריקאי. לאחר הצלחת הזיהוי נקבע שבדיקת XRFתהיה במפעל זה חלק מתהליך היצור החל משלב קבלת החומר ,ניפוקו ובדיקת פריטים מוגמרים. . An APPROVED MINISTRY of DEFENSE SUPPLIER משרדים: עתיר ידע ,21כפר-סבא 44643 דואר: ת.ד ,3008 .הוד-השרון45241, Phone: +972-9 -7674431 Fax: +972-9-7676898 web: www.rbmltd.co.il mail: [email protected] Office: st 21 , Atir-Yeda St. Kfar-Saba 44643, Israel Mail: P.O.Box 3008 Hod-Hasharon 45241, Israel
© Copyright 2024