Chương trình kiểm soát chất lượng-Xây dựng biểu đồ kiểm soát chất lượng cho chất chuẩn

Một chương trình đảm bảo chất lượng tốt bao gồm phương tiện giám sát các hoạt động kiểm soát chất lượng nội bộ chẳng hạn như đo lượng độ chuẩn xác và độ chính xác. Biểu đồ kiểm soát cung cấp một hệ thống theo dõi dữ liệu này.

Tiêu chí biểu đồ kiểm soát

Các biểu đồ kiểm soát phổ biến nhất được sử dụng là các biểu đồ trung bình dùng cho phân tích chất chuẩn và các biểu đồ biên độ dùng cho phân tích lặp lại trên mẫu. Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ khuyến cáo sử dụng ít nhất từ 15 đến 20 bộ dữ liệu mẫu từ một quá trình trong kiểm soát để xây dựng các biểu đồ ban đầu. Các biểu đồ riêng biệt phải được xây dựng cho từng thiết bị và phương pháp phân tích được sử dụng.

Biểu đồ kiểm soát trung bình

Một biểu đồ kiểm soát trung bình được xây dựng bằng cách lấy giá trị trung bình và độ lệch chuẩn (SD) từ một bộ các số liệu (~20) thực hiện trên một dung dịch chuẩn. Luôn luôn sử dụng ±2 SD để thiết lập ngưỡng cảnh báo trên (UWL, LWL) và dưới, ±3 SD để xác định ngưỡng kiểm soát trên và dưới (UCL, LCL). Biểu đồ trung bình có thể được xây dựng từ giá trị trung bình tính toán và SD từ nồng độ đo được hoặc từ các giá trị phần trăm độ phục hồi.

Ví dụ 1 : 20 giá trị phần trăm độ phục hồi (92%, 86%, 97%, 88%, 90%, 93%, 89%, 95%, 94%, 86%, 91%, 94%,92%, 95%, 93%, 89%, 85%,88%, 92%, 94%) cho một quy trình kiểm soát bên trong phân tích COD có giá trị trung bình và độ lệch chuẩn như sau: x– = 91.2, SD = 3.39. Tính giá trị ngưỡng cảnh báo trên và dưới lần lượt là 98% và 84.4%. Tính giá trị ngưỡng kiểm soát trên và dưới lần lượt là 101.4% và 81%. Biểu đồ với các điểm độ phục hồi được trình bày như bên dưới.

Ví dụ 2: 20 giá trị nồng độ COD (120, 102, 94, 129, 111, 91, 139, 146, 136, 96, 125, 131, 121, 113, 143, 132, 138, 143, 123, 138 mg/L) cho một quy trình kiểm soát bên trong phân tích COD có giá trị trung bình và độ lệch chuẩn như sau: x– = 123.6 mg/L, SD = 17.3 mg/L. Tính giá trị ngưỡng cảnh báo trên và dưới lần lượt là 158.2 mg/L và 89 mg/L. Tính giá trị ngưỡng cảnh báo trên và dưới lần lượt là 175.5 mg/L và 71.7 mg/L. Biểu đồ với các điểm nồng độ được trình bày như bên dưới.

Phân tích dữ liệu từ biểu đồ

Một khi đã thiết lập được biểu đồ kiểm soát, dữ liệu mới có thể được đưa lên để phân tích xu hướng phân tích. Nếu các điểm đưa lên cho thấy đang có xu hướng tiến về ngưỡng cảnh báo thì cần kiểm tra tất cả các biến số trong quy trình phân tích để đảo xu hướng trước khi bị vượt qua khỏi ngưỡng kiểm soát. Nếu một phép đo vượt ngưỡng kiểm soát, cần phân tích ngay lập tức thêm một mẫu khác. Nếu giá trị thu được của mẫu cũng nằm ngoài ngưỡng kiểm soát thì phải ngừng phân tích và kiểm tra tất cả các biến. Một khi quy trình phân tích được điều chỉnh, phát hiện nguyên nhân thì các mẫu bị đo nằm ngoài kiểm soát phải được phân tích lại lần nữa.

Xây dựng biểu đồ kiểm soát chất lượng cho các phân tích lặp lại

Việc phát triển và sử dụng các biểu đồ kiểm soát là một trong số những kĩ thuật quan trọng nhất để theo dõi các quá trình đo đạc của một phòng thí nghiệm. Các biểu đồ kiểm soát có thể được sử dụng để theo dõi độ chuẩn xác và chính xác của việc đo đạc, phân tích. Bài này giới thiệu cách xây dựng và sử dụng biểu đồ cho các phép phân tích trên mẫu lặp lại nhiều lần.

Biên độ biểu đồ

Biên độ biểu đồ đối với các phép đo lặp lại được xây dựng bằng cách tính giá trị tại đường trung tâm hay còn gọi là biên độ trung bình , giới hạn cảnh báo (WL) và giới hạn kiểm soát (CL). Tối thiểu cần 20 giá trị biên độ để xây dựng cho một biểu đồ.

 Bảng 1: Các hệ tố để nhập các đường mức trên biên độ biểu đồ

Số lượng khảo sát, n	Hệ số cho đường trung tâm, D2	Hệ số cho đường kiểm soát, D4
2	1.128	3.267
3	1.693	2.575
4	2.059	2.282
5	2.326	2.115
6	2.534	2.004

Biên độ trung bình được tính:

Đường kiểm soát (CL) được tính:

Đường cảnh báo (WL) được tính:

Trong đó:

D2= hệ số để chuyển độ lệch chuẩn (SD) sang biên độ

R_SD=độ lệch chuẩn của biên độ

D4=hệ số để chuyển đổi biên độ trung bình sang 3 độ lệch chuẩn của biên độ

Ví dụ: Xây dựng biểu đồ kiểm soát đúng biên độ yêu cầu phải có ít nhất 20 giá trị. Để đơn giản phép tính, chỉ lấy 5 giá trị biên độ từ một chuỗi các giá trị phân tích hai lần Nitrat-Nitơ được sử dụng để xây dựng biểu đồ biên độ như sau:

Phép đo hai lần NO3-N	Biên độ (R)
4.52 - 4.40	0.12
3.67 - 3.88	0.21
5.47 - 5.12	0.35
7.69 - 7.50	0.19
8.48 - 8.91	0.43

Trong ví dụ này, D2 = 1.128 và D4=3.267 bởi vì phép phân tích được thực hiện hai lần

Xây dựng biểu đồ từ số liệu tính toán:

Phân tích dữ liệu từ biểu đồ

Khi biểu đồ kiểm soát được thiết lập, xác định điểm dữ liệu mới để mà có thể nhận biết diễn biến. Nếu bất kì giá trị biên độ nào lớn hơn CL thì lặp lại các phép đo. Nếu giá trị biên độ thực hiện lại nằm trong các giới hạn, tiếp tục các phân tích khác. Nếu giá trị biên độ có được từ phép đo thực hiện lại lớn hơn CL, ngừng ngay việc phân tích và kiểm tra tất cả các biến số trong quy trình phân tích.

Nếu có hai trong số 3 giá trị biên độ của phép đo liên tiếp lớn hơn WL, lặp lại phép đo để có thêm 1 giá trị biên độ. Nếu giá trị này nhỏ hơn WL thì tiếp tục các phân tích khác. Nếu biên độ này lớn hơn WL, ngừng phân tích và kiểm tra tất cả các biến số trong quy trình phân tích.

Nếu có 6 giá trị biên độ liên tiếp lớn hơn hoặc nhỏ hơn biên độ trung bình, lặp lại các phép đo để có thêm 1 giá trị biên độ. Nếu giá trị này đi ngược với diễn biến, tiếp tục với các phân tích khác; nếu giá trị này là giá trị biên độ thứ bảy liên tiếp trên hoặc dưới biên độ trung bình, ngừng phân tích và kiểm tra tất cả các biến số trong quy trình phân tích.

Nếu có 4 trong 5 giá trị biên độ liên tiếp lớn hơn 1 SD, lặp lại các phép đo để có thêm 1 giá trị biên độ. Nếu giá trị này nhỏ hơn 1 SD, tiếp tục với các phân tích khác; nếu giá trị này lớn hơn 1 SD, ngừng phân tích và kiểm tra tất cả các biến số trong quy trình phân tích.

Nếu có 4 trong 5 giá trị biên độ liên tiếp tăng dần hoặc giảm dần, lặp lại các phép đo để có thêm 1 giá trị biên độ. Nếu giá trị này không tăng dần hoặc không giảm dần, tiếp tục với các phân tích khác; nếu giá trị này tiếp tục tăng hoặc giảm dần, ngừng phân tích và kiểm tra tất cả các biến số trong quy trình phân tích.

Nếu có bất kì quy trình nào rơi vào các trường hợp liệt kê ở trên, các phép đo đã gây ra giá trị vượt ngoài kiểm soát nên cần phải được phân tích lại. Vì dữ liệu mới được thu thập và vẽ lên biểu đồ kiểm soát biên độ nên cần tính lại giá trị biên độ trung bình, WL, CL sử dụng 20 giá trị biên độ gần nhất. Như vậy biểu đồ mới được cập nhật đúng tình trạng phép đo. 

Đo lường Silica trong chu trình hơi nước / nước và quá trình khử khoáng trong nhà máy nhiệt điện.

Sự phát triển của các nhà máy nhiệt điện hiện đại sử dụng các loại lò hơi mới cho phép áp suất vận hành ổn định cao hơn. Điều này dẫn đến yêu cầu các nhà máy nhiệt điện phải phấn đấu để đạt được hiệu quả tối đa hoặc trên 50%. Ngoài ra, với mỗi mức gia tăng hiệu quả 1% sẽ góp phần giảm 3% lượng khí thải.

Theo dõi chặt chẽ nồng độ Silica tại các địa điểm quan trọng giúp quản lý hiệu quả công suất hoạt động của nhà máy và giảm thời gian chết nhờ tránh được việc ngưng hoạt động để sửa chữa tốn kém.

Silica là gì?

Silicon (Si) là một á kim, nguyên tố phổ biến thứ hai trong vỏ trái đất. Sự phân hủy của đá sinh ra silicon dioxide , được tìm thấy trong vùng nước tự nhiên. Silicon dioxide, còn được gọi là silica (từ Latin), là một hợp chất hóa học oxit của silicon có công thức hóa học là SiO2 .

Trong số nhiều chất gây ô nhiễm trong các chu trình hơi nước / nước, silica đóng một vai trò đặc biệt vì khả năng hòa tan cao trong hơi nước. Silica là một axit rất yếu và không hoàn toàn phân ly (ion hóa) ở pH 10. 50% silica hiện diện trong nước lò hơi là dạng không bị phân ly. Silica không bị phân ly là một phần hòa tan trong hơi nước.

Trong trường hợp chuyển đổi giữa pha nước và hơi nước, độ hòa tan phụ thuộc vào áp suất - tại một áp suất nhất định, trạng thái cân bằng được thiết lập dẫn đến một phần nồng độ SiO2 được phân phối trong các giai đoạn tương ứng: hơi nước và nước.

Điều gì gây ra Silica?

Silica tạo ra một lớp phủ trên bề mặt rất khó để loại bỏ, ngay cả dùng axit và có thể dẫn đến một sự thất thoát hiệu suất quá trình truyền nhiệt của hơi nước. Lớp kết tủa chỉ có 0.1 mm có thể làm giảm việc truyền nhiệt 5%.

Hơi nước, khi đi qua tuabin, tiếp xúc với các cánh quay rồi được làm mát và silica hòa tan trong hơi nước sẽ đóng cáu trên các cánh quay. Trong trường hợp xấu nhất, một nhà máy buộc phải ngưng vận hành máy để sửa chữa, hoặc có thể phải thay mới cánh quay

Kinh nghiệm giúp xác định nồng độ cho phép của SiO2 trong hơi nước để tránh gây thiệt hại tuabin. Tại áp suất 180 bar, nước lò hơi không được chứa vượt trên 100 ppb SiO2 để có được tối đa là 5ppb SiO2 trong hơi nước, giả sử các điều kiện lý tưởng nồi hơi đều được đáp ứng.

Khi đi qua lò hơi, nồng độ SiO2 yêu cầu thấp hơn so với bao hơi của lò hơi, vì tất cả các nước (và các tạp chất trong nước) được chuyển thành hơi nước và không có khả năng đi vào nước xả lò. Như đã giải thích ở trên, nồng độ SiO2 quá mức trong nước lò hơi có thể gây một tác động đáng kể đến hiệu suất của nhà máy do đó thông số này cần phải được theo dõi chặt chẽ.

Theo dõi Silica ở giai đoạn khử khoáng nước thô

Việc thực hiện trao đổi anion và trao đổi hỗn hợp được theo dõi thông qua thông số chỉ thị là SiO2. Hiệu suất trao đổi và dấu hiệu bão hòa vật liệu trao đổi ion có thể được theo dõi với độ nhạy và độ tin cậy cao. Những lợi ích có thể kể đến thông qua đo lường thông số Silica là:

􀁦 Theo dõi việc thực hiện quá trình khử khoáng,

􀁦 Sử dụng tốt hơn khả năng trao đổi ion của vật liệu

􀁦 Tối ưu hoá các chu kỳ tái sinh. Đầu ra  của nước phải có nồng độ Silica ở mức từ 5 đến 20 ppb

Nước cấp cho lò hơi

Vị trí đo lường quan trọng nhất là ở hệ thống nước cấp lò hơi. Theo hướng dẫn của Hiệp hội quốc tế sản xuất nhiệt và điện 'VGB' xác định mức bình thường và hai cấp độ báo động: hoạt động bình thường <5 20="" 50="" b="" hai:="" m="" ng="" o:p="" o="" ppb.="" ppb="" t:="">

Một vài hành động được đề xuất khi nồng độ được phát hiện trên giá trị bình thường:

􀁦 5ppb <20ppb a="" c="" ch="" cho="" gi="" h="" i="" kh="" m="" n="" ng="" nh.="" nh="" o:p="" o="" ph="" qu="" r="" s="" t="" th="" tr="" u="" vi="" x="">

􀁦 20ppb <50ppb b="" c="" cao="" cho="" g="" gi="" h="" hi="" i="" lo="" m="" n.="" n="" ng="" nguy="" nh="" o:p="" ph="" ra="" t="" th="" thi="" trong="" tu="" u="" v="" x="" y="">

􀁦> 50ppb, hành động phải được thực hiện để tìm và loại bỏ nguyên nhân trong vòng một ngày. Hành động cao hơn để giảm thiểu thiệt hại có thể xảy ra cho nhà máy cần được thực hiện.

Nước xả lò hơi

Mục tiêu của quá trình xả lò là để loại bỏ nước từ lò hơi để loại trừ một số tạp chất như bùn kết tủa và chất rắn hòa tan. Để kiểm soát xả lò đúng cách, cần giám sát liên tục các thông số kiểm soát, chẳng hạn như Silica, là cần thiết để chỉ thị cho hiệu quả của chương trình hóa học nước trong lò hơi. Việc theo dõi cũng làm giảm sự thay đổi tính chất hóa học lớn trong lò hơi. Trong một số trường hợp, mức độ có thể lên đến vài ngàn ppb SiO2.

Giải pháp của Hach, máy phân tích Silica model 5500 sc

Là máy phân tích thế hệ thứ 3 với hiệu quả hoạt động và lợi ích vượt trội. Thực hiện lấy mẫu ngay trên đường ống hoặc phân tích mẫu thô với thế hệ máy mới mang lại nhiều tiện ích đáng kể như:

Hoạt động liên tục 90 ngày->Chỉ tiêu tốn 2 lít thuốc thử mỗi loại để cho máy vận hành liên tục đến 3 tháng

Tiết kiệm thời gian cho bảo dưỡng->Độ tin cậy cao, hệ thống phân phối bằng áp lực, không sử dụng bơm và các bộ phận di động như các máy phân tích khác.

Tránh thời gian chết->Các công cụ chẩn đoán tín hiệu bao gồm tiện ích từ chương trình do Hach xây dựng như công nghệ Prognosys, cảnh báo bằng đèn LED và màn hình trực quan có thông báo rõ nét.

Thay mới thuốc thử dễ dàng, nhanh chóng và sạch sẽ->Thiết kế lại các chai chứa thuốc thử với nắp chai tăng cường bảo vệ tránh rò rỉ và không mất thời gian gắn ống hút. Hóa chất được pha chế sẵn để sử dụng ngay cho độ chuẩn xác cao và các chai được thiết kế có nắp theo màu sắc để dễ dàng phân biệt và tránh nhầm lẫn thuốc thử khi thay mới.

Dễ dàng kiểm chứng với kết quả đo bằng thiết bị phòng lab->Không mất thời gian dự đoán, máy cho phép thực hiện phân tích mẫu thô tại chỗ hoặc lấy mẫu từ máy để đo kiểm chứng ở phòng thí nghiệm.

Mã đặt hàng:

5500.KTO.S0.XYZ

Trong đó

S0=Silica

X=nguồn cấp AC hoặc DC

Y=số lượng kênh đo

Z=EU (tài liệu chỉ là ngôn ngữ EU) hoặc phiên bản US/ROW (các ngôn ngữ khác)

(lược dịch Application note Power No.1, Hach-Lange)