В.К. Кулешов, И.С. Филатова
Теория управления качеством и сертификация
Учебное пособие. Томск: Том. политех. ун-т, 2003. – 125 с.

Предыдущая

Оглавление

Следующая

4. Контроль качества продукции

4.7. Испытание и контроль качества материалов

 Рассмотрим кратко в качестве примера контроль качества материалов. Это очень объемный вопрос, так как существует множество веществ и материалов. В нашем рассмотрении ограничимся только полимерными композиционными материалами (ПКМ), так как они находят очень широкое применение во всех отраслях народного хозяйства, а следовательно требуют оценки большого комплекса единичных показателей.

 Весь комплекс свойств ПКМ можно разделить на семь групп: структура, общие свойства, технологические свойства, теплофизические свойства, физико-механические свойства, электрические свойства, стабильность (сохраняемость) показателей.

 Под структурой понимается молекулярная (линейность, разветвленность, сетчатость) и надмомкулярная (характер и степень кристалличности) структуры, а также состав ПКМ (наполнители, пластификаторы, модификаторы). Это контролируется с применением спектроскопии, радио-спектроскопии, масспектрометрии, хроматографии, электронографии, электронной и оптической микроскопии, рентгенографии, рентгеноспектрального анализа, рентгеноструктурного анализа, т.е. используется 10 методов.

 Общие свойства охватывают 15 показателей – это такие как внешний вид, цвет, запах, плотность, горючесть, показатель преломления, зольность, молекулярная масса, токсичность, водопоглощение и др.

 Технологические свойства охватывают 11 показателей: сыпучесть, насыпная плотность, гранулометрический состав, индекс расплава, усадка, температура текучести, содержание летучих и др. На основе этих показателей выбираются условия переработки материалов в изделия.

 Физико-механические свойства содержат 24 показателя такие как прочностные, релаксационные, деформационные, триботехнические и другие характеристики.

 Электрофизические свойства представлены 7 характеристиками: диэлектрическая проницаемость, удельное объемное и поверхностное электрическое сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь, электрическая прочность и др.

 Перечень теплофизических свойств содержит 10 наименований: температура плавления, температура стеклования, теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, температура хрупкости, коэффициент линейного расширения и др.

 Стабильность ПКМ содержит 10 показателей: химстойкость, атмосферостойкость, грибоустойчивость, устойчивость к ионизирующему излучению термостабильность и др.

 Ясно, что такой перечень единичных показателей 87 наименований нет необходимости определять при оценки качества конкретного материала. Всегда необходимо выделить определяющие показатели, учитывая конкретное применение материала, и заложить их в нормативный документ.

 На каждый перечисленный вид испытания имеются международные, региональные и национальные стандарты или аттестованные методики. Очень важно при этом сохранять гармонизацию испытаний, так как в противном случае нельзя сравнивать результаты испытаний и оценивать качество и технический уровень продукции.

 Для обеспечения гармонизации испытаний необходимо главное внимание обращать на форму и размеры образцов для испытания, условия подготовки образцов (кондиционирование), использование приборов и средств измерения, условия проведения испытаний (температура, влажность), а также способ обработки результатов.

 Рассмотрим это на простом конкретном примере. Для конструкционных материалов широко используется испытание на растяжение. Во всех странах существуют свои национальные стандарты и есть международный стандарт на проведение этого вида испытаний. Наиболее распространенные из них следующие:

 Россия, страны СНГ  ГОСТ 11262-80

 Германия    ДИН(DIN) 53504

 США     ASTMD 638-86

 Международный   ИСО(ISO/IP) 527

 Каждый стандарт содержит несколько типов образцов для испытаний. Наиболее типичные из них представлены в таблице 2. Анализ таблицы 2 позволяет выбрать гармонизированные типы образцов, которые представлены в таблицах 3 и 4.

Таблица 2

Образцы испытания на растяжение

Размеры образца мм

ГОСТ 11262-80

DID-53455

ASTMD 638-96

ISO 527-93

Тип 1

Тип 2

Тип 3

Тип 3

Тип 4

Тип 5

Тип 1

Тип 3

Тип 4

Тип 1

Тип 2

Тип 3

Общая длина

1±5

150

250

150

115

170

165

246

115

150

115

110

Расстояние между меток

8±5

115±5

170±5

115±5

80±5

120±5

115±5

115±5

64±5

115±5

80±5

–

Длина рабочей части

33±1

60±1

–

60± 0,5

33± 0,5

–

57±1

57± 0,5

33± 0,5

60± 0,5

33±2

9,5± 0,5

Расчетная длина

25±1

50±1

50±1

50± 0,5

25± 0,5

100±2

50±1

50±0,5

25±1

50± 0,5

25±1

–

Ширина головки

25±1

20±1

25±1

20±0,5

25± 0,5

15± 0,5

19±1

29± 0,5

19± 0,5

20± 0,5

25±1

45±5

Ширина рабочей части

6±0,4

10± 0,5

–

10± 0,5

6±0,4

–

13

19

6

10± 0,5

6±0,4

25±5

Толщина

2±0,2

4±0,4

2±0,2

2±0,4

£3

4±0,2

³7

7-14

³4

4±0,4

2±0,2

6,5

Радиус закругления большой малый

25±1 14± 0,5

³60

–

³60

14±1 25±1

–

³76

³76

25±1

³60

25±2

75±5

Таблица 3

Гармонизированная таблица для испытания образцов на растяжение (литьевые)

Размер образцов, мм	ГОСТ 11262 Тип 2	DIN 53455 Тип 1	ИСО 527 Тип 1
Общая длина	150	150	150
Расстояние между метками	115±5	115±5	115±5
Длина рабочей части	60±0,5	60±0,5	60±0,5
Расчетная длина	50±0,5	50±0,5	50±0,5
Ширина головки	20±0,5	20±0,5	20±0,5
Ширина рабочей части	10±0,5	10±0,5	10±0,5
Толщина	4±0,4	2±0,4	4±0,4
Радиус закругления	³60	³60	20-65

Таблица 4

Образцы изготовленные прессованием пластмассы, резины

Размер образцов, мм	ГОСТ 11262 Тип 1	ASTMD 638 Тип 4	DIN 53455 Тип 2	ИСО 527 Тип 2
Общая длина	115	115	115	115
Расстояние между метками	80±5	64±5	80±5	80±5
Длина рабочей части	33±1	33±1	33±1	33±1
Расчетная длина	25±1	25±0,5	25±0,5	25±1
Ширина головки	25±1	19±0,5	25±0,5	25±1
Ширина рабочей части	6±0,4	6±0,4	6±0,4	6±0,4
Толщина	2±0,2	³4	£3	2±0,2
Радиус закругления	14±0,5 25±1	14±1 25±1	14±1 25±1	14±0,4 25±2

 Условия кондиционирования образцов перед испытанием во всех стандартах предусматривают одинаковые режимы: температура (23±2)⁰С, влажность (50±5)%, время кондиционирования 16-40 часов.

 Для испытания используются испытательные машины с постоянной скоростью движения подвижного зажима с погрешностью по нагрузке не более 1% и по деформации не более 1%. Для измерения поперечных размеров образцов используется микрометр с погрешностью не более 0,01%.

 Для испытания отбирают не менее 10 образцов. Испытания проводят при температуре (23±2)⁰С и относительной влажности воздуха (50±15)%. Для испытания используются фиксированные скорости в мм/мин:

1±02; 2±04; 5±0,1; 10±1; 20±2; 50±5; 100±10; 500±50.

 Обработку результатов проводят с учетом нормального гауссовского распределения и возможно модельного распределения полученных результатов.

Рекомендуется проводить запись деформационных кривых при испытании (рис. 19), на основании которых можно рассчитать:

 – придел текучести, s_Т;

 – разрушающее направление при растяжении, s_р;

 – относительное удлинение при пределе текучести, e_Т;

 – относительное удлинение при разрыве, e_р;

 – модуль упругости, ;

 – модуль эластичности, .

 Аналогично гармонизацию испытаний выбирают и по другим показателям.

Предыдущая

Оглавление

Следующая