新供應商的不鏽鋼球閥樣品，該怎麼核准？
重點摘要
核准球閥樣品，只證明這一顆符合圖面，如此而已。把本體上的爐號對照材質證明，依訂單的圖面版次量測每個尺寸，拆開閥門、重做洩漏試驗。手持 XRF 分不出 316 與 316L，因為 XRF 讀不到碳。最後寫下哪些變更，例如新模具或新的閥座供應商，會讓工廠回到核准程序。
核准球閥樣品，到底證明了什麼？
它證明的只有一件事：這一顆，在某一天、用某一爐金屬做成，符合圖面與訂單。在工廠證明做出樣品的路線就是將來供貨的路線之前，它對第二爐、第十批什麼也沒說。
航太與汽車業的買家把這兩個問題分開看。SAE AS9102 定義了首件檢驗報告，用來證明樣品零件是依客戶規格生產並檢驗的。汽車業的 PPAP 則把實體樣品、尺寸結果、材料與性能測試紀錄、初期製程研究合成一份送審文件。兩者都來自別的產業，閥門合約要沿用它們的結構，是一個選擇，採購訂單必須寫明。
如果你是在替換既有供應來源，需要重新建立的事項更多，整理在更換閥門供應商，哪些事情需要注意？。這篇只談放在檢驗台上的那一顆。
球閥樣品應該附上哪些文件？
三樣：零件與版次的識別、材料與製程與測試的證據，以及每個尺寸都對應一個實測值的圖面。這就是 AS9102 的結構。依 InspectionXpert 的整理，表格一識別零件；表格二交代材料與製程規格、特殊製程與功能測試；表格三交代圖面上每一項特性，每項特性在圖面上都有編號氣球。對應到球閥，文件包如下表。這個對應是改編，不是標準原文。
| 文件包的部分 | 球閥要放的內容 |
|---|---|
| 識別 | 料號、圖面版次、牌號、口徑、端部型式，以及訂單指定的試驗標準 |
| 材料、製程與測試 | 本體與球體材料的證明、熱處理紀錄、閥座與密封件的牌號與供應商，以及含壓力、持壓時間與介質的試驗紀錄 |
| 特性 | 每個尺寸都編號的圖面，以及每個編號對應的實測值 |
只有圖面、沒有實測值的文件包，代表尺寸沒有被記錄下來，不論封面寫得多完整。版面格式由工廠決定，只要圖面上每個編號旁邊都有實測值即可。
要編號的特性應該是訂單管制的那些。常見的候選有通徑、結構長度（或端到端長度）、端部螺紋或焊接坡口，若是帶驅動器的閥，還有安裝座與閥桿端，這部分在 ISO 5211 驅動器法蘭尺寸是多少？有整理。清單要在打樣前和供應商談定，讓圖面上的編號和報告上的列是同一組。
怎麼把樣品的文件對照到實物？
量測之前先對三對東西：本體與證明上的爐號、證明與訂單上的牌號、報告與訂單上的圖面版次。找到本體上的標記，讀出爐號，再到材質證明上找同一個號碼。如果本體上沒有爐號標記，這顆閥本身就無法和證明連起來，連結只能靠工廠的紀錄。從你自己挑的一顆閥往回追這條連結，就是驗廠那篇的做法。
任何一對對不上，就先停下來。之後量到的一切，都是對著錯的基準在量。
不鏽鋼球閥樣品，檢驗台上能量到什麼？
標記、合金、碳、尺寸、內部零件、關閉試驗與扭矩，每一項都只說明這一顆。下表列出每項檢查能確認什麼、沒能回答什麼。
| 檢查項目 | 做法 | 能確認什麼 | 沒能回答什麼 |
|---|---|---|---|
| 本體標記與爐號 | 目視，對照證明 | 這份證明屬於這個零件 | 該爐金屬是否符合牌號，這要看化學成分那一行 |
| 合金元素 | 手持 XRF | 鉻、鎳、鉬落在 316 系牌號的範圍 | 碳 |
| 碳含量 | OES 或 LIBS，或看 3.1 證明上的化學成分 | 是 CF8M 還是 CF3M；ASTM A351 的碳含量上限分別是 0.08 與 0.03 % | 下一爐 |
| 尺寸 | 游標卡尺或三次元量測，對照逐項編號的圖面；訂單引用 ASME B16.10 時，核對結構長度 | 這一顆在該圖面版次下裝得進去 | 顆與顆之間的變異 |
| 內部零件 | 三片式閥拆開 | 閥座與密封件的材質，以及球體與閥桿密封的狀況 | 下一批閥座是否相同 |
| 關閉試驗 | 依訂單指定的標準重做 | 這一顆在那一天、依那個程序是密封的 | 使用一段時間後閥座的表現 |
| 操作扭矩 | 扭矩扳手或扭矩計，量啟動與運轉扭矩 | 這一顆轉動所需的力 | 放了幾個月之後所需的力 |
ASME B16.10 涵蓋直通式閥門的面對面與端到端尺寸，目的是讓同材質、型式、口徑、壓力等級與端部型式的閥門可以互換安裝。引用前，請先確認訂單所指的版本涵蓋哪些端部型式。
手持 XRF 分得出 316 與 316L 嗎？
分不出。XRF 量得到辨識 316 系鋼材的元素，卻量不到碳，所以區分不了 L 級與標準級。Thermo Fisher 在介紹 PMI 技術的文章裡直接寫了：XRF 能量到辨識 316 不鏽鋼所需的元素，但量不到決定它是 L 級或 H 級的碳。能讀碳的方法有兩種。
| 方法 | 讀得到碳嗎？ | Thermo Fisher 的說法 |
|---|---|---|
| 手持 XRF | 讀不到 | XRF 分析儀量不到碳 |
| OES（火花式光譜） | 讀得到 | 用來量測碳以判定材料牌號 |
| LIBS | 讀得到 | 可量測低濃度的輕元素，例如碳 |
對鑄造閥體而言，XRF 讀數通過，和 CF8M 一致，也同樣和 CF3M 一致；兩者在 ASTM A351 的碳含量上限分別是 0.08 與 0.03 %。訂單若要求低碳牌號，碳含量必須來自該爐的材質證明，或來自 OES、LIBS 的量測。鑄造牌號的說明在CF8M 就是 316 嗎？
EN 10204 的 2.1、2.2、3.1、3.2 有什麼差別？
2.1 與 2.2 是製造商自己的文件，其中 2.2 記載的是非特定檢驗；3.1 與 3.2 記載對交貨產品的檢驗，而 3.2 多一位驗證者。下表依 Wermac 與 Project Materials 對該標準定義的整理。
| 類型 | 文件名稱 | 背後的檢驗 | 由誰驗證 | 對樣品而言，它告訴你 |
|---|---|---|---|---|
| 2.1 | 符合訂單的聲明 | 未載明，沒有試驗結果 | 製造商 | 工廠聲明樣品符合訂單，沒有附任何結果 |
| 2.2 | 試驗報告 | 非特定檢驗 | 製造商 | 這個製程通常做出什麼，不是這一顆 |
| 3.1 | 檢驗證明 3.1 | 特定檢驗 | 製造商中獨立於生產部門的授權檢驗代表 | 證明所發出的那一爐或那一批的結果 |
| 3.2 | 檢驗證明 3.2 | 特定檢驗 | 同 3.1，另加買方的授權代表或法規指定的檢驗員 | 同 3.1，並有第二方驗證 |
特定檢驗是在交貨前，對供貨的產品或其所屬的檢驗單位進行。非特定檢驗則依製造商自己的程序進行，涵蓋的產品不一定就是交貨的那些。有些整理把 3.2 的第二位驗證者寫成第三方檢驗員，所以合約要寫明是誰。
就樣品而言，文件包裡的 2.2 描述的是這個製程通常做出什麼，不是你手上這一顆。即使是 3.1，涵蓋的也是它所發出的那一爐或那一批，是否涵蓋這一顆，取決於對照步驟中檢查的標記。
為什麼要對樣品重做洩漏試驗？
因為一個結果就是一顆閥的結果，而樣品是你唯一能自己試的那一顆。要重做，依訂單指定的標準與合格等級。API 598 試的是全新、乾淨、不受外力的閥，溫度 38 °C，對閥座在高溫下用了一年之後的狀況沒有任何描述，詳見API 598 有三個試驗。標準寫哪一個，比「有試壓」三個字重要。ISO 5208 有十個洩漏等級，一張寫著「依標準試驗」的證明可能落在其中任何一級，離 API 598 對軟座閥的零滴落線很遠。數字在API 598 還是 ISO 5208。請在打樣前，就把標準、等級與介質寫進訂單。
哪些變更會讓供應商回到核准程序？
新的版次、新的鑄造路線、新的閥座或密封件來源、新的模具、新的廠址，或隔了很長一段時間沒生產。依 InspectionXpert 對 SAE 條文的整理，AS9102 要求在下列情況做首件：新產品、設計變更、材料或來源變更、距離該零件上次生產超過兩年，以及製程、工具或廠址變更。PPAP 則依 Kaizen Institute 的說明，在新零件、工程變更、模具更換或新增、供應商或材料來源改變，或生產移到新地點時，要求重新送審。
兩份清單都不是閥門標準，所以閥門訂單要自己帶一份。鑄造球閥可用的版本如下：
- 新的圖面版次
- 不同的鑄造路線或鑄造廠
- 不同的閥座或密封件供應商或牌號
- 新的或更換的模具
- 改在不同的廠址生產
- 距離上次生產已隔很長一段時間
兩年這個間隔是 SAE 的數字，閥門訂單可以自己訂不同的期限。
核准樣品的流程，一步一步怎麼走？
- 先固定參照基準。 在樣品開做之前，把圖面版次、牌號、試驗標準、合格等級與試驗介質寫進訂單。之後量到的一切，都以此為準。
- 指明量產路線。 寫明樣品必須用量產模具與量產鑄造路線，並請工廠確認這一顆是哪條路線做的。
- 要求樣品附上文件包。 零件識別、附證明的材料與測試，以及逐項編號、每個編號對應一個實測值的圖面。請對方註明每份證明的 EN 10204 類型。
- 文件對照實物。 本體標記對爐號；證明上的牌號對訂單；報告上的版次對訂單。任何一對不一致就停下來。
- 量測。 用你自己的量具，量訂單管制的每一項特性。訂單若引用 ASME B16.10，就拿它核對結構長度。
- 拆開來看。 三片式閥就把它拆開，記錄閥座與密封件的材質，以及球體與閥桿密封的狀況。
- 重做洩漏試驗。 依訂單指定的標準、合格等級與介質，並保留含壓力與持壓時間的紀錄。
- 記錄結果，並留下這一顆。 把每個實測值寫在對應的圖面值旁邊，核准要註明所依據的版次與路線；把核准的這一顆標記起來，作為後續批次的對照；並列出哪些變更會讓供應商回到核准程序。
一顆樣品看不出什麼？
爐與爐、批與批之間的變異。下一批鑄件是否仍出自澆出樣品的那家鑄造廠。工廠持有的認證是否涵蓋將出貨你訂單的那個廠址，這個問題在閥門製造商的認證，到底證明了什麼？。PPAP 為了這個原因要求初期製程研究，單一樣品沒有這種資料。
常見問題
球閥的首件檢驗是什麼？
首件檢驗是文件化的確認：用量產路線做出的樣品，是否符合圖面與訂單。航太零件的 AS9102 表格分三部分，分別交代零件識別、材料與製程與測試，以及圖面上每一項特性的實測值。閥門採購可以借用這個結構，但訂單要寫明才算數。
樣品核准和驗廠是同一件事嗎？
不是。樣品核准是拿一個個體對照圖面；驗廠是檢查工廠的系統能不能持續產出它所宣稱的證據。兩者不能互相取代。
手持 XRF 分得出 316 與 316L 嗎？
分不出。它能確認鉻、鎳、鉬，但量不到碳，而碳正是區分 L 級與標準級的依據。對鑄造閥體而言，就是分不出 CF8M 與 CF3M。碳含量要看該爐號材質證明上的化學成分，或用火花式光譜（OES）、LIBS 量測。
EN 10204 的 3.1 與 3.2 差在哪？
兩者都記載對交貨產品的特定檢驗。3.1 證明由製造商中獨立於生產部門的授權檢驗代表核准；3.2 再加上買方的授權代表，或法規指定的檢驗員。
隨樣品附的 3.1 材質證明，涵蓋整張訂單嗎？
它涵蓋的是它所對應的那一爐或那一批。下一爐要有自己的證明；而證明能不能對上某一顆閥，要看閥體上有沒有標記把兩者連起來。
樣品應該用量產模具做嗎？
應該，而且訂單要寫明。用棒材加工或用列印蠟型做的樣品，只能說明設計做得出來，描述不了將來供貨的鑄造路線。
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引用標準與資料來源：SAE AS9102 首件檢驗，參考 InspectionXpert 的 AS9102 整理；AIAG PPAP，參考 Kaizen Institute 的 PPAP 說明；EN 10204（檢驗文件類型），參考 UNI 的標準預覽、Wermac 的整理與 Project Materials 的整理；ASTM A351/A351M（CF8M 與 CF3M 的碳含量上限）；ASME B16.10（面對面尺寸）；Thermo Fisher 對 XRF、LIBS 與 OES 的說明；API 598 與 ISO 5208 見上方兩篇連結文章。
AS9102、PPAP 與 EN 10204 的描述來自公開整理與標準預覽，未查閱標準全文。請以合約所引用版本的條文為準。本文不給樣品數量、公差、扭矩上限或試驗持壓時間，因為這些都取決於訂單上的圖面與標準。封面為生成圖示，並非特定工廠或產品的照片。