ess spoke cryomodules: qa / qc plans workshop on requirements conformance for srf cryomodules, 15 th...
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ESS Spoke Cryomodules:QA / QC Plans
Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, 15th-16th October 2014
Denis Reynet, Veronique PouxSebastien Bousson
- 2 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
QA / QC Plans for the ESS spoke production
Main goal and path:• Develop all the necessary tools and documentation to
insure a high quality/traceability of the fabrication and assembly of the ESS spoke cryomodule parts.• Take benefit of the ongoing prototyping phase to draft
and later on modify/correct these tools• Once ready, transfer and/or adapt to the overall ESS
QA system that will be developed.
We started to set our QA/QC plans only a few months ago, the basis is here, but it’s only a start…
Based on our past contributions to LHC, SPIRAL-2…
- 3 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
QA / QC Plans for the ESS spoke production
HOW ? Based on the following pillars:
• A Product Breakdown Structure to list all components, equipments, tooling to be used for the spoke production• A detailed life cycle of the components that could also
serve as a Work Breakdown Structure to list in details all the production/preparation/assembly/test of the components and associate the required input/output• A component identification/naming convention to be
able to identify all basic component / assembly
- 4 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
QA / QC Plans for the ESS spoke production
HOW ? Based on the following pillars:
• A set-up of documentation (procedure, travelers, reports, legal/purchase documents, publications…) to properly insure a reliable, stable, not company or people-dependent quality of production• A document management system to insure access,
ordering, sorting, traceability of all documentation produced.• A configuration table to trace which sub-system is
installed in each cryomodule.
- 5 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
QA / QC Plans for the ESS spoke production
Series production ?
• Number of components:• 13 spoke cryomodules• 26 cavities, power couplers, cold tuners• 13 valve boxes
• Depending on each personal background, could be considered either as a big series or a small series, but in any case, it deserves a proper QA/QC system !
General overview & Component life cycle
- 7 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
Spoke cryomodule overall life cycle
Appro Niobium
FabricationCavité
Traitement surfaceCavité
Assemblagecavité
Salle blanche
Test en CV
COMPONENT
PHAS
EEx
port
/de
liver
yTe
st /
valid
ation
Prép
arati
on/
asse
mbl
ySU
pply
/Pr
oduc
tion
Niobium Cavities Couplers vesselVacuum
Cryomod.Full.
compon..Cryomod.
stringCavityCTS …
Transport -> site
assemblage
Transport -> Fabriquant
cavités
…
…
…
…
FabricationEnceinte
Cryomodule
Transport -> site
assemblage
Appro Compos.
cryomodule
Transport -> site
assemblage
Assemblagetrain
cavités
Transport -> site
assemblage
FabricationSAF
AssemblageSAF
Test à chaud SAF
Transport -> site
assemblage
Assemblagecryomodule
Test àchaud
Transport -> Uppsala
FabricationCoupleur
Préparation salle blanche
coupleurs
Conditionn-ement
coupleurs
Transport -> site
assemblage
- 8 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
Spoke cryomodule detailed life cycle
Phase_Name
Validation stage -> Go /
No Go
Stage name (number
Phase and stages
Names, shapes and colors
- 9 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
Spoke cryomodule detailed life cycle
Names, shapes and colors
Requirement
Administrative / Contractual
Milestone
Technical
Report
Minutes
Contractual/legal document
Input /Output documents
Document type Color convention
- 10 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
Spoke cryomodule detailed life cycle
1st example: Niobium production
Production Niobium
Spécifications Techniquesdu Niobium
SpécificationsNiobium (CCTP)
Appel d’offre Niobium CCAP, RC, AE
Analyse offres et choix fournisseur Nb
Rapport d’analyse
Commande Niobium
Suivi de fabrication Nb
Rapports d’avancement
Livraison Niobium P.V. Livraison
Contrôle et
Réception Niobium
Rapport de phase Prod Nb
Procédure de contrôle
Niobium
Notification et bon de commande
Choix et marquage des faces RF
- 11 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
Spoke cryomodule detailed life cycle
2nd example: Cavity production
Fabrication Cavités
Spécifications Techniques
cavités
Spécificationscavités (CCTP)
Appel d’offre cavités
Analyse offres et choix fournisseur
cavités
Rapport d’analyse
Commande Cavités
Suivi de fabrication cavités
Rapports d’avancement
Transport Cavités vers IPNO P.V. Livraison cavités
Acceptation Cavités
Rapport de phase Prod
cavités
Notification et bon de commande
Recette usine
Accord en fréquence
P.V. Recette usine
P.V. accord en fréq.
CCAP, RC, AE
Procédure de tuning cavités
Procédure contrôle
visuel cavitéP.V. Contrôle visuel
Procédure contrôle
dimensionnelP.V. Contrôle dim.
Procédure test de fuite
P.V. Contrôle étanchéité
Contrôle visuel
Contrôle dimensionnel
Contrôle étanchéité
Fabrication Cavités
Spécifications Techniques
cavités
Spécificationscavités (CCTP)
Appel d’offre cavités
Analyse offres et choix fournisseur
cavités
Rapport d’analyse
Commande Cavités
Suivi de fabrication cavités
Rapports d’avancement
Transport Cavités vers IPNO P.V. Livraison cavités
Acceptation Cavités
Rapport de phase Prod
cavités
Notification et bon de commande
Recette usine
Accord en fréquence
P.V. Recette usine
P.V. accord en fréq.
CCAP, RC, AE
Procédure de tuning cavités
Procédure contrôle
visuel cavitéP.V. Contrôle visuel
Procédure contrôle
dimensionnelP.V. Contrôle dim.
Procédure test de fuite
P.V. Contrôle étanchéité
Contrôle visuel
Contrôle dimensionnel
Contrôle étanchéité
- 12 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
Spoke cryomodule detailed life cycle
3rd example: Cavity preparationPréparation Cavités (1/2)
Nettoyage U.S. cavité
Pesée #1 cavité
Chimie #1 cavité
Validation chimie cavité
Rapport de phase chimie
cavités
O.K
.
Procédure nettoyage US cavité
P.V. nettoyage US
P.V. pesée #1Procédure
pesée cavité
P.V. chimie #1Procédure
chimie cavité
Pesée #2 cavité P.V. pesée #2Procédure
pesée cavité
Chimie #2 cavité P.V. chimie #2Procédure
chimie cavité
Mesure fréquence cavité P.V. mesure f #1
Procédure mesure f
cavité
Pesée #2 cavité P.V. pesée #2Procédure
pesée cavité
Mesure fréquence cavité P.V. mesure f #2
Procédure mesure f
cavité
Transport vers salle blanche
Procédure transport chim/SB
Mesure fréquence cavité P.V. mesure f #2
Procédure mesure f
cavité
Préparation cavités (2/2)
HPR cavité
Assemblage cavité pour test CV
Validation Prépa cavité
Rapport phase préparation
cavités
O.K
.
Procédure HPR cavité P.V. HPR cavités
P.V. assemblageProcédure
pesée cavité
Traitement thermique
Procédure traitement thermique
cavité
P.V. Traitement thermique cavités
Flash BCPProcédure chimie flash P.V chimie flash
Test de fuite en SB P.V. Test de fuite SBProcédure
test de fuite SB
Etuvage SB P.V. Étuvage SBProcédure étuvage SB
Component naming convention(internal IPN Orsay)
- 14 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
Spoke cryomodule naming convention
1. Project ID:ESS WP4 Cryomodule Spoke = 24A
(prototype)2. Component / Sub-assembly ID:
Cavity = 00, Coupler = 01, CTS = 02,Cavity string = 25…
3. Phase ID: Explicit (in french !)A = Supply / Fabrication, P = Prreparation / AssemblyT = Test/Validation X= eXport / transport
4. Identification Etape : Lié au Flow chartDeux chiffres à définir par WP Leader
- 15 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
Spoke cryomodule naming convention
5. Document type ID:PV = Procès verbal (Technical Minutes)RA = Rapport (Report)PR = ProcedureDC = Contractual DocumentTR = TravellerSP = Spécification tech. (Requirement)PU = Publication, Poster
6. Component ID:2 caracters for company ID 2 digits : rank in the series productionExemple: ZA01 = Cavity #1 from Zanon
- 16 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
Spoke cryomodule naming convention
24A : ESS project , Spoke cryomodule prototype00 : Document concerning cavitiesT : Document linked to the testing phase35 : stage #35 defined in the life cyclePV : it’s a technical minutesSD01 : Document concerning the cavity #1 produced
by SDMScompany
24A-00T35-PV-SD01
For instance:
Document Management System
- 18 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
IPNO organization for ESS contribution
Documentation management at IPNO for ESSCATIA V5 + Smarteam
EDMS
Soon to be replaced by ATRIUM…
Product Breakdown Structure(for the prototype)
- 20 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
Spoke cryomodule prototype PBS
7 levels identified
PBS Détaillé (03/02/2014)Référence
CAO IPN
Numero
Identification
IPN
Ref
EDMSRep Ind Qté
L0 L 1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8
ESS CNRS WP4
Fourniture
Equiped spoke cryomodule
Double Spoke Cavity 2
Niobium
Appro Matière EDMS I-xxx
Material flow 24-A-00-01 A
Cavity + tank Body 24-A-00-11 24A-00-XX## D 1
Cavity+Tank Machining 24-A-00-12 1 C 1
Beam Tube Flange 24-A-00-22 1 A 2
Coupler Flange 24-A-00-23 2 A 1
Pick up - HPR Flange DN40 24-A-00-25 3 A 6
Disc 1 24-A-00-26 4 A 1
Coupler Disc 24-A-00-27 5 A 1
Disc 2 24-A-00-28 6 A 1
Bellows 24-A-00-29 7 A 1
Bare Cavity 24-A-00-10 8 B 1
Welding Ring 24-A-00-31 9 A 2
CTS Dished End 24-A-00-35 10 A 1
PBS Détaillé (03/02/2014)
L0 L 1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8ESS CNRS WP4
Fourniture
Equiped spoke cryomodule
Double Spoke Cavity
Magnetic shielding
Power Coupler Line
Cold Tuning System Assembly
Vacuum vessel
MLI
Thermal shield
Supporting rods
Cables/wire
Alignment devices
Instrumentation
Inter cavity bellow
C/W transition assembly
Cryo piping
Vacuum devices
valves
gauge
Interface to the ground
Jumper
Valve Box
Toolings
Clean room toolings
For cavity alone
for cavity string
For power coupler alone
cryomodule assembly tooling
surface treatment toolings
heat treatment toolings
Transport devices
cavity transport device
coupler transport device
cryomodule transport device
PLC
Hardware
Software
Coupler conditionning test bench
conditionning cavity
RF line/equipment
Electronics
software
Document standardization
- 22 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
Document Standardization
Production of templates for each document type• Templates • Documents
Procedure for cavity weighting
- 23 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
Example : cryomodule assembly procedure
Will be updated and completed with the prototype assembly
- 24 -S. Bousson, Workshop on Requirements Conformance for SRF Cryomodules, Lund, 15th Oct. 2014
Just a start…
A huge work still ahead:
• Complete the life cycle• Complete all procedures• Transfer to ESS• Properly define all QC procedure
- During fabrication (what sampling ?)- During assembly (required instruments ?)
• Define with ESS how a cryomodule will be considered as validated for installation