2 Август 2016

 

В.И. ЛОГАНИНА, д-р техн. наук, А.А. ФЕДОСЕЕВ, канд. техн. наук, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

В соответствии с Законом РФ «О техническом регулировании» основными элементами технического регулирования являются нормирование требований, обеспечивающих безопасность, и подтверждение соответствия продукции установленным требованиям. Для количественной оценки ущерба вводят показатели риска. Уровень допустимого риска в нормативных документах выражается обычно через предельно допустимые значения контролируемых показателей (нормативы безопасности).

 

Нормативы безопасности часто задаются некоторыми ограничениями на значения показателей безопасности без указания вероятности, например:

x ≥ xmin;
x ≤ xmax; (1)
xmin ≤ x ≤ xmax.

 

Любой выход за границы допуска считается нарушением. Известно, что любой процесс изготовления связан с вариациями параметров, вызванными большим количеством воздействующих факторов. При этом даже самый совершенный процесс имеет некоторый уровень дефектности — вероятности выхода параметров за границы допуска. В связи с этим значения допусков на показатели качества должны быть обозначены с указанием вероятности, например:

P{x ≥ xmax}= pз;
P{x ≥ xmin}= pз; (2)
P{xmin ≥ x ≥ xmax}= pз,

где рз — заданная вероятность; (1—рз) — допустимый уровень дефектности.

 

Существующая в настоящее время научно-техническая и нормативная документация на показатели качества отделки не содержит сведений, касающихся требований безопасности лакокрасочных покрытий, что делает невозможным оценить уровень их качества с определенной гарантией.

 

Рассмотрим применение существующих в настоящее время статистических методов контроля и управления качеством продукции, позволяющих оценить вероятность получения продукции с определенной долей брака на примере покрытий на основе поливинилацетатцементной краски. В качестве критерия качества покрытия была принята прочность сцепления. Показатели α0 и β0 соответственно будут характеризовать риски поставщика и потребителя окрашенной поверхности. Показатель риска потребителя β0 характеризует вероятность приобретения некачественной продукции, показатель риска поставщика α0 — вероятность браковки качественной продукции. Значение риска потребителя а зависит от степени доверия Т. В соответствии с ГОСТ Р 50779.30—95 и 50779.50—95 при отсутствии надежной информации о возможностях поставщика обеспечить требуемое качество β0 принимается равным 0,1; при отсутствии сертификата на продукцию в0 = 0,25; при отсутствии у поставщика сертификата на систему обеспечения качества β0 = 0,5.

 

Анализ научно-технической и нормативной документации показывает, что нижний допуск на показатель прочности сцепления составляет R =1 МПа. Математическое ожидание прочности качественного и некачественного покрытия будем обозначать соответственно MR0 и MRy Среднее квадратическое отклонение а принимается неизменным и определяется из условия 6 сигм (рис. 1).

sm_12_06v-99

Рис. 1. Законы распределения средних значений показателя прочности сцепления R качественного и некачественного покрытия

 

Тогда значение математического ожидания а прочности сцепления MR0 качественного покрытия можно определить из соотношения:

MR0 = 3σ + Rн. (3)

 

Результаты расчета по (3) показывают, что качественное покрытие при а = 0,313 МПа можно охарактеризовать значением показателя прочности сцепления, равным R0 = 1,94 МПа с долей дефектности, не превышающей значения уровня дефектности р0 = 0,027%. Однако, как показывают проведенные испытания, среднее значение прочности сцепления составляет R = 1,7 МПа, что приводит к возрастанию уровня дефектности (рис. 1) до какого-то значения. Критическое значение уровня дефектности некачественного покрытия р: = NQL (NQL — процент или число несоответствующих единиц продукции в партии) должно быть задано в нормативной документации (стандарт организации) либо потребителем при заключении контракта.

 

Партия продукции должна быть признана годной, если фактический уровень несоответствий в партии не превышает установленного нормативного значения NQL. Наиболее приемлемым методом оценки соответствия или несоответствия является правило принятия решения по методу доверительных границ. В соответствии с этим методом необходимо рассчитать нижнюю доверительную границу уровня несоответствий с уровнем доверия γ0= 1 – β0. Решение о соответствии партии требованию к качеству принимают, если нижняя доверительная граница уровня несоответствий не превышает нормативный уровень несоответствий q < NQL.

 

Нижнюю доверительную границу уровня несоответствий рассчитывают по формуле:

sm_12_06v-2

где Ф – функция распределения стандартного нормального закона; μ – верхняя доверительная граница математического ожидания; σ – среднее квадратическое отклонение.

Верхнюю доверительную границу математического ожидания рассчитывают по формуле:

sm_12_06v-3

где R — выборочное среднее; z1-0, 1/2 — квантиль уровня (1 — β0/2) стандартного нормального распределения z1-0, 1/2 =1,28.

 

Рассмотрим пример расчета уровня дефектности партии окрашенных строительных конструкций. Установлено, что распределение значений показателей прочности сцепления поливинилацетатцементной краски с цементной подложкой является нормальным со средним квадратическим отклонением о = 0,313 МПа, R = 1,7 МПа; показатели рассчитывались по результатам 20 испытаний. Допустим, что по согласованию с потребителем установлен нормативный уровень несоответствий NQL=3%. Нормативное значение риска потребителя при контроле поставщика в0=0,1 и соответствует степени доверия Т2 — отсутствие надежной информации о возможностях поставщика обеспечить требуемое качество.

 

В результате расчета получим:

sm_12_06v-4

Таким образом, по показателям прочности сцепления при объеме выборки n=20 данная партия принимается.

 

Предлагаемая методология оценки качества лакокрасочных покрытий позволит потребителю получить высокое качество отделки с определенной гарантией.

 

Статья взята из журнала «Строительные материалы»