Так как в данной практической работе 100 контролируемых значений в выборке, то разбиваем всю выборку значений на 20 подгрупп, и в каждой подгруппе по 5 контролируемых размеров. Тогда для 20 подгрупп, значения констант для расчета контрольных границ принимаем следующими:

n =5 ; k=20 ; A₁ = 0,691 ; А₂ = 0,577 ; D₄ = 2,114

Определим верхние и нижние контрольные границы для размеров и размахов выборки (подгруппы):

ВКГ_Х = 0,022 +0,577*0,017=0,031809

НКГ_Х = 0,022 - 0,577*0,017= 0,012191

ВКГ_R = 2,114*0,017= 0,035938

Строим контрольную карту средних значений и карту размаха значений контролируемого размера.

В ходе исследования работы были получены следующие показатели воспроизводимости:

С_рк =0,32 (< 1);

С_р = 0,6 (<1).

Индекс воспроизводимости С_рк характеризует настроенность процесса на центр поля допуска. Для улучшения качества процесса необходимо увеличить значение этого индекса.

Индекс воспроизводимости С_р характеризует соответствие изменчивости статистически устойчивого процесса ширине поля допуска. По общепринятым оценкам значение показателя хорошо характеризует технологический процесс. В нем очень мало несоответствий. Изменение технологического процесса происходит в статистически неустойчивом состоянии для принятого поля допуска контролируемого размера.

Анализ гистограммы показал формирование двух центров группирования поля допуска. Это означает, что было произведено две подналадки оборудования. Для решения этой проблемы необходимо сократить число подналадок.

В контрольной карте представлены 2 карты.

На х-карте (средние значения) показан хороший, стабильный ход технологического процесса. Размеры находятся по центру поля допуска размера. В диаграмме отсутствуют резкие пики, вылеты размера. Эти характеристики говорят об статически устойчивом протекании процесса, технологическая точность обеспечивается во всем диапазоне измерений контролируемых размеров детали. В итоге процесс не требует доработки и вмешательства.

На r-карте представлен размах контролируемого размера детали. Процесс протекает не стабильно, в 11 партии вылет за верхнюю контрольную границу размаха, а в 4 партии вылет за нижнюю границу допуска.

Полученное значение индекса воспроизводимости Срк < 1; это говорит о том, что настройка процесса смещена от центра поля допуска, поэтому для улучшения качества процесса необходимо увеличивать Срк.

2.3 Предложения по оптимизации системы неразрушающего контроля на предприятии

В связи с высоким техническим уровнем современного производства методом и средством НК предъявляют высокие требования по быстродействию, механизации и автоматизации контрольных операций.

Такие методы, как радиографический, рентгенотелевизионный, магнитнопорошковый, ультразвуковой и другие, результаты которых оператор оценивает визуально по выходным характеристикам, автоматизированы не полностью. Создание автоматизированных систем обработки изображения для указанных методов - наиболее актуальная задача.

Как правило, стоимость и объем работ по созданию механизмов, автоматизированных СНК значительно превышают затраты на приборную часть. Работа всех входящих в них устройств должна быть тщательно согласована с работой основного технологического оборудования. Они должны создаваться организациями-разработчиками основного технологического оборудования с учетом всех особенностей производственного процесса (климатических условий, производительности, вибрации, загрязнений, ударных нагрузок, износостойкости и т.д.).

Процесс разработки и проектирования автоматизированных систем НК не должен отдаляться во времени от процесса разработки основного оборудования для производства. Системы НК, предназначенные для работы в полевых условиях, также должны иметь механические приспособления, увеличивающие их производительность и обеспечивающие удобство в эксплуатации. Такими механическими приспособлениями являются устройства для правильной установки изделия и преобразователя относительно друг друга, для перемещения преобразователя по поверхности изделия и др. Автоматизированные системы неразрушающего контроля могут использоваться как самостоятельные устройства для входного, выходного или после операционного контроля продукции.

АУЗК позволяет проводить периодический УЗК (мониторинг) изделий. Отметим, что изображения дефектов являются промежуточным результатом экспертного контроля. Их анализ заканчивается составлением протокола контроля, в котором отражен тип несплошности и координаты его залегания.

Указанные выше особенности акустических изображений, полученных в результате когерентной обработки данных, позволяет применять комплексную технологию контроля сварных соединений и осуществлять анализ качества сварных швов с учетом влияния дефектов на прочность шва.

На первом этапе проводится поисковой контроль по стандартным методикам ручного (РУЗК) или автоматизированного УЗК (АУЗК). Для исключения случаев пропуска («недобраковки») опасных дефектов плоскостного типа уровень чувствительности фиксации увеличивается в сравнении со стандартными методиками на 6-12 дБ. Если амплитуда эхо-сигнала от отражателя не достигает уровня фиксации, то шов признается годным и пропускается в эксплуатацию.

В противоположном случае на втором этапе проводится автоматизированный измерительный (экспертный) УЗК с помощью систем серии «Авгур» с целью определения типа и размера дефектов. Экспертному контролю подвергаются те участки, где на первом этапе были обнаружены отражатели с амплитудой эхо-сигналов, достигающей уровень фиксации. По трехмерным изображениям несплошностей, полученным после обработки и анализа, данных экспертного контроля, составляются заключения о размерах и типе дефектов (несплошностей).

На третьем этапе информация о параметрах дефектов используется для прочностного расчета ресурса работы сварного шва с учетом других характеристик, влияющих на ресурс. Если по расчетам запас прочности таков, что имеется возможность дальнейшей эксплуатации, шов допускается в работу оборудования. В противном случае шов отправляется в ремонт.

Данная технология ультразвукового диагностирования позволяет:

проводить мониторинг развития дефектов в процессе эксплуатации объектов;

составить базу данных о наличии различного рода допустимых несплошностей (осуществить паспортизацию швов);

осуществлять эксплуатацию оборудования с «непроходными» (по действующим нормам) дефектам благодаря возможности оценки ресурса работы сварной конструкции по установленным размерам несплошностей и параметрам напряженного состояния;

значительно повысить надежность выявления дефектов различного типа за счет более высокой чувствительности контроля;

минимизировать как «перебраковку» благодаря регистрации всей информации о контроле и возможности детального анализа ее оператором в особо сложных и важных случаях.

Для того, чтобы в полной мере реализовать преимущества описанной выше технологии комплексного контроля и мониторинга, необходимо использовать приборы АУЗК, которые значительно повышают надежность УЗК. Кроме того, эти приборы должны позволять выполнять количественный контроль с изменением реальных параметров дефектов с известной погрешностью и возможностью наблюдения за поведением выявленного дефекта в течение длительного времени.

Построим систему управления каждым процессом и всей сетью процессов, созданных в организации. Информация о процессе контроля является таким же ресурсом, как персонал, среда и инфраструктура. Потребители этой информации - владелец процесса и руководитель. Показатели, характеризующие процесс выбрали исходя из следующих требований:

- адекватность, полнота и объективность отражения существующего положения дел;

- возможность сбора и обработки данных с установленной периодичностью;

- трудозатраты на сбор и обработку не превышают ценности информации (полезность сбора данных);

- система показателей охватывает качественные и количественные характеристики процесса;

- форма предоставления информации максимально понятна.

К показателям относят все параметры, которые характеризуют продукт: функциональные показатели, характеристики надежности, показатель безопасности и наличие дополнительных услуг.

Каждый из владельцев процессов представляет руководителю для анализа и оценки эффективности деятельности документ под условным названием “справка о ходе процессе неразрушающего контроля” следующего содержания:

- показатели продукта основного процесса (оценка результативности - достигнут или нет результат процесса);

- показатели хода процесса выполнения контроля;

- показатели удовлетворенности потребителя;

- отчет о выполнении корректирующих и предупреждающих действий по действии обнаруженным и прогнозируемым дефектам;

- информация об изменении, которые могут повлиять на качество контроля и рекомендациях по его улучшению.

Основным объектом диаграммы процессов в нотации IDEFO является объект ACTIVITY. Графически он представляет собой четырехугольник, изображающий функции, выполняемые в организации. Каждую функцию (процедуру, работу) можно рассматривать в качестве некоторого процесса. На верхнем уровне каждый процесс может быть рассмотрен как «черный ящик», преобразующий входящие ресурсы в исходящие. Такое определение физически совпадает с определением процесса в МС ИСО 9000:2000.

Второй основной составляющей стандарта IDEFO являются стрелки, входящие в функцию слева, служат для описания потоков материальных ресурсов или потоков информации, документов. В нашем случае имеется в виду сам объект и документ на контроль (заявка).

Входящие ресурсы преобразуются функцией (процессом контроля). Результатом этого преобразования являются готовые изделия и информация, которая показываются в виде стрелок, выходящих из правой стороны четырехугольника, т.е. контролируемые объекты в процессе неразрушающего контроля преобразуются в готовые изделия и имеют соответствующую информацию в виде заключения.

Для выполнения любой реальной работы необходимы основные средства, инструменты, персонал, программные продукты и т.д. Все эти ресурсы отображаются на диаграмме стрелками, входящими в четырехугольник снизу.

Что еще необходимо показать на диаграмме для того, чтобы можно было описать реальный процесс контроля? Следует отобразить управляющие воздействия, которые определяют порядок выполнения работы, управляют работой. Такими воздействиями являются, устное распоряжение руководителя, нормативный документ, государственный, отраслевой стандарт, технические условия и т.д. Управляющие воздействия показываются на диаграмме стрелками сверху. Любое управляющее воздействие существует в виде определенной информации, поэтому стрелки сверху в нотации IDEF0 обозначают управляющие информационные потоки.

Следует подчеркнуть, что порядок отображения стрелок строго соблюдаться при формировании моделей. Каждая сторона четырехугольника определяет тип стрелки. Нарушать эти правила нельзя. В противном случае создаваемые модели не только не соответствуют стандарту, но их невозможно будет читать.

Все стрелки начинаются от края диаграммы и подходят к функциям. Таким образом, край диаграммы в IDEF0 имеет глубокий смысл. Предприятие обеспечивает, чтобы продукция, которая не соответствует требованиям, была идентифицирована и управлялась с целью предотвращения непреднамеренного использования или поставки. Средства управления, соответствующая ответственность и полномочия для работы с несоответствующей продукцией определены в документированной процедуре.

Организация должна решать вопрос с несоответствующей продукцией одним или несколькими следующими способами:

- осуществлять действия с целью устранения обнаруженного несоответствия;

- санкционировать, где это применимо, ее использование, выпуск или приемку, если имеется разрешение на отклонение от соответствующего полномочного органа и потребителя;

- осуществлять действия с целью предотвращения ее первоначального предполагаемого использования или применения.

Записи о характере несоответствий и любых последующих предпринятых действиях, включая полученные разрешения на отклонения, поддерживаются в рабочем состоянии.

Когда несоответствующая продукция исправлена, она подвергнута повторной верификации для подтверждения соответствия требованиям. Если несоответствующая продукция выявлена после поставки или начала использования, руководитель процесса предпринимает действия, адекватные последствиям (или потенциальным последствиям) несоответствия.

Организация должна определять, собирать и анализировать соответствующие данные для демонстрации пригодности и результативности системы менеджмента качества, а также оценивать, в какой области можно осуществлять постоянное повышение результативности системы менеджмента качества. Данные должны включать ин Анализ данных должен предоставлять информацию по:

- удовлетворенности потребителей;

- соответствию требованиям к продукции;

- характеристикам и тенденциям процессов и продукции, включая возможности проведения предупреждающих действий;

- поставщикам.

Организация должна постоянно повышать результативность системы менеджмента качества посредством использования политики и целей в области качества, результатов аудитов, анализа данных, корректирующих и предупреждающих действий, а также анализа со стороны руководства.

Организация должна предпринимать корректирующие действия с целью устранения причин несоответствий для предупреждения повторного их возникновения. Корректирующие действия должны быть адекватными последствиям выявленных несоответствий.

Должна быть разработана документированная процедура для определения требований:

- к анализу несоответствий (включая жалобы потребителей);

- к установлению причин несоответствий;

- оцениванию необходимости действий, чтобы избежать повторения несоответствий;

- к определению и осуществлению необходимых действий;

- к записям результатов предпринятых действий;

- к анализу предпринятых корректирующих действий.

Организация должна определить действия с целью устранения причин потенциальных несоответствий для предупреждения их появления. Предупреждающие действия должны соответствовать возможным последствиям потенциальных проблем.

Должна быть разработана документированная процедура для определения требований:

- к установлению потенциальных несоответствий и их причин;

- к оцениванию необходимости действий с целью предупреждения появления несоответствий;

- к определению и осуществлению необходимых действий;

Руководству следует обеспечивать, чтобы изменения, вносимые в процесс, были одобрены, спланированы, получили материально-техническую поддержку и управлять в целях заинтересованных сторон.

На первом уровне системы находятся аппаратные комплексы выполняющие непосредственную оценку технического состояния отказоопасных узлов объекта методами неразрушающего контроля. В качестве структурных элементов этого уровня могут выступать всевозможные портативные приборы, такие как УЗК и вихретоковые, дефектоскопы, толщиномеры, тепловизоры, дозиметры и т.п., а также различные стационарные комплексы НК. Анализ эффективности применяемых на сегодняшний день методов НК для различных групп объектов, а также факторы, влияющие на формирование комплекса методов НК которые могут быть применены к тому или иному объекту, рассмотрены в гл.1 моей работы.

Информация об объекте, полученная на первом уровне СОБ, поступает в базу данных локальных систем хранения данных (ЛСХД), образующих второй уровень СОБ. Большинство ЛСХД могут быть построены на базе обычных настольных ПК, оснащенных соответствующими интерфейсными платами и ПО, при необходимости могут быть использованы мобильные ПК. Данных с портативных приборов НК заносятся в ЛСХД вручную, но чаще для этого используется RS 232- интерфейс. Стационарные комплексы НК соединяются с ЛСХД посредством различных сетевых протоколов. Т.к. большинство подобных комплексов строятся на базе ПК, то для связи с ЛСХД могут применяться стандартные протоколы ЛВС (локальных вычислительных сетей), но могут использоваться и специальные промышленные протоколы, например, HART - протокол.

Третьим уровнем СОБ является централизованная система хранения и анализа данных (ЦСХД) собранных на первых двух уровнях СОБ. В зависимости от масштабов системы это может быть один или несколько компьютеров, на которых находится распределенная база данных и программный комплекс анализа и обработки всей получаемой информации. Именно ЦСХД выполняет функцию интегрирования, превращая многочисленные с-мы НК в целостную систему обеспечения безопасности объекта. В ЦСХД заложены результаты многочисленных испытаний с целью определения применимости оценок состояния тех или иных контролируемых элементов на основе концепции риска. Резюмируя изложенное в п.2 нашей работы, следует пояснить алгоритм действия и задачи, возлагаемые на ЦСХД: На основе теоретических и эксплуатационных данных выделяется ряд отказоопасных элементов и узлов контролируемой системы. Затем, на основе концепции риска, производится оценка и ранжирование выделенных элементов по тяжести последствий в случае их отказа, по механизмам возникновения отказов и по степени риска возникновения отказов. Т.о. для каждого элемента системы определяется ряд предельно допустимых параметров и степень риска для работоспособности системы в целом, в случае отклонения от этих параметров.

Одновременно с этим, для каждого типа контролируемых элементов, на основе концепций, определяется спектр методов НК (т.е. структурный состав первого уровня СОБ) для контроля этих параметров. Ведение с помощью базы данных дефектоскопического паспорта, позволяет проводить объективный анализ тенденции деградации для каждого из контролируемых элементов. Постоянное сравнение текущих параметров контролируемых элементов с их критическим значением позволяет достоверно оценить техническое состояние контролируемого объекта. Использование подобной СОБ дает возможность достигнуть оптимального баланса между безопасностью и отказоустойчивостью всего объекта в целом и уровнем материальных вложений для поддержания работоспособности объекта. раз.

Для иллюстрации изложенных выше принципов построения СОБ, нами была написана программа Eclipse TG2. В структурной иерархии СОБ данная программа является ЛСХД с элементами ЦСХД. Программа предназначена для считывания данных тестирования с УЗК дефектоскопов и толщиномеров компании NDT Systems. Дефектоскопы серии Quantum и толщиномеры серии Nova и Eclipse, этой компании, являются многофункциональными приборами, предназначенными для широкого спектра дефектоскопических исследований. Приборы имеют сходный протокол передачи данных на ПК через интерфейс RS-232, поэтому программа может работать с приборами всех указанных серий. В своем исследовании я использовал толщиномер модели Eclipse TG2.



Рис. 1. Программа Eclipse TG2 - окно данных

Программа имеет базу данных в которую заносится информация о тестируемом объекте, такая как: название объекта, количество и расположение точек для которых выполняется контроль толщины, текущее считанное значение толщины и его критическое значение, а также дата проведения тестирования, дата следующего тестирования и имя дефектоскописта выполнившего тестирование (рисунок 2).

При запуске программа выдает окно со списком всех контролируемых объектов, информация о которых есть в базе. Из выпадающего списка можно выбрать объект, и для него будет выведено количество контролируемых точек, дата последнего тестирования и степень деградации в каждой из этих точек. На графике внизу окна отображается динамика изменения толщины.



Рис. 2. Программа Eclipse TG2 - панель управления

неразрушающий контроль машиностроительный безопасность

При уменьшении толщины до критического значения, график становится красного цвета и выдается окно с предупреждением (рисунок 2).

Данные тестирования хранятся в базе данных в формате MS Access. Была сделана HTML-страница на которую внедрен объект, связанный с базой данных. Если поместить такую страницу на веб-сервер работающий под управлением Windows, то программа Eclipse TG2 превращается в полноценные комплекс ЛСХД, выполняющий функции сбора, хранения и передачи в ЦСХД данных полученных от приборов УЗК контроля

Заключение

Продление сроков эксплуатации и поддержание значений показателей долговечности, надежности и безопасности сложных дорогостоящих систем может быть достигнуто за счет использования оптимального сочетания различных по своей природе методов НК. Проблема обеспечения безопасности при эксплуатации систем подразделяется на блоки взаимосвязанных функциональных задач, решение которых позволяет реализовать на практике конкретный механизм поддержания безопасности сложных объектов с учетом жестко ограниченных и доступных ресурсов.

Эффективность применения методов НК зависит от схем организации контроля, его планирования, использования современных информационных технологий и вычислительной техники, персонала.

Решение задачи выявления дефектов позволяет, кроме выработки рекомендаций по распределению средств, обосновать с экономической точки зрения требования к изделиям по долговечности (выявить зависимости увеличения ресурса, срока службы изделия от дополнительно вкладываемых в него средств), а такие оценить достаточность выделяемых средств для создания эффективной (в смысле выбранного критерия) системы эксплуатации изделий.

Для эффективной реализации мероприятий представляется целесообразным создание групп НК, построение системы обучения и сертификации эксплуатационного персонала методам прогнозирующего контроля и ведение базы данных по контролю ТС систем для организации научно-методического сопровождения эксплуатируемых систем в ходе всех этапов контроля ТС и прогнозирования остаточного ресурса.

При этом разработанные программы позволяют осуществлять эффективное управление целостностью контролируемых систем, а также включать и разработанные процедуры, и конкретные результаты в полномасштабную систему управления (менеджмента) сложным технологическим объектом.

С точки же зрения новых направлений, которые могут успешно развиваться на основе методологии Rl - ISI, можно выделить следующие:

- развитие углубленного понимания процессов/механизмов деградации трубопроводов;

- эффективное применение ресурсов, имеющих ограничение по нескольким параметрам;

- разработка методов неразрушающего контроля, предназначенных для выявления конкретных механизмов деградации и получения численных оценок скорости деградации;

- развитие подходов для прогнозирования скоростей износа ресурса соответствующего оборудования и последующей разработки графиков и объемов ремонтов с учетом методов оптимизации;

- развитие культуры безопасности и повышенное уровня эксплуатации сложного технического объекта, основанное на внедрении новых, но достаточно апробированных технологий в практику эксплуатации.

В результате проведенной работ на основе процессного подхода предложен комплекс средств и мероприятий по повышению эффективности НК в процессе производства изделий машиностроительного профиля.

Такой подход к системе позволит:

- автоматизировать систему неразрушающего контроля деталей и узлов машин, которая позволяет снизить трудоемкость работ,

- повысить эффективность производства за счет уменьшения затрат времени на контроль,

- снизить количество брака в изделиях,

- гарантирует стабильное производство продукции установленного технического уровня и требуемого качества.

Использованная литература

1. ГОСТ 14.306-73 «Правила выбора средств технологического оснащения в процессе технического контроля»

2. ГОСТ 26-2044-83. Швы стыковых и угловых сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Методика ультразвукового контроля.

3. ГОСТ 23829 - 85 Контроль неразрушающий, акустический.

4. ГОСТ 18353 - 79 Классификация акустических методов контроля.

5. Белокур И.П., Коваленко В.А. Дефектоскопия материалов и изделий. - К.: Техника, 1989. - 192 с.

6. Вавилов В.П. Тепловые методы неразрушающего контроля: Справочник. М.: Машиностроение, 1991. 240 с.

7. Гетьман А.Ф., Козин Ю.Н. Неразрушающий контроль и безопасность эксплуатации сосудов и трубопроводов давления -М.: Энергоатомиздат, 1997. - 288с.

8. Госселин С., Гор Б. Оптимизация порядка проведения контроля трубопроводов и оборудования на основании концепции риска. Передача методики контроля на АЭС Украины. - 1999. - 87 с.

9. Денель А.К. Дефектоскопия материалов. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1972 - 303с.

10. В.Й. Домаркас, Э.Л. Пилецкас Ультразвуковая эхоскопия. - Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1998 - 276 с., ил.

11. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. - М.: Машиностроение, 1981. - 240с.: ил.

12. Заславский В.А., Каденко И.Н. Роль и место методов неразрушающего контроля для обеспечения надежности и долговечности сложных систем с высокой ценой отказа// Информационно рекламный бюллетень "Неразрушающий контроль". 1999. - №1. - С. 15-22.

13. Клюев В.В. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. - М.: Машиностроение. - 1986. - 488с.

14. Крауткремер, Йозеф, Герберт Ультразвуковой контроль материалов: Справочник/Пер. с нем. Е.К. Бухмана, Л.С. Зенковой; Под ред. В.Н. Волченко. - М.: Металлургия, 1991. - 750, [2]c: ил.; 22 см.

15. Лопаткин В.И. Методы неразрушающего контроля за рубежом// Проблемы безопасности полетов - 1986. №6. 58-65с.

16. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник. В.В. Клюев и др.; Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1995. 488 с.

17. Ф.А. Хромченко Справочное пособие электросварщика. - М.: Машиностроение, 2003. - 416 с.; ил.

18. Прохопович В.Е., Петров Г.Д. НК как инструмент для реализации ресурсосберегающих технологий // В мире неразрушающего контроля. -1999. - № 4. - С. 10 -13.

19. Репин В.В., Елиферов В.Г. Процессный подход к управлению. Моделирование бизнес-процессов. - 2-е издание - М.: РИА «Стандарты и качество», 2005. - 408 с.

20. Тепловой неразрушающий контроль изделий: Научно-методическое пособие. О.Н. Будадин и др. М.: Наука, 2002. 472 с.

21. Всеобщее управление качеством: Учебник для Вузов/ О.П. Глудкин, Н.М. Горбунокв и др.; Под ред. О.П. Глудкина. - М: Радио и связь, 1999. - 600с.

22. Корольков В.Ф., Брагин В.В. Процессы управления организацией. - Ярославль: Ред. Из-центр Яртелекома, 2001 - 416 с.

23. Липунцов Ю.П. Управление процессами. Методы управления предприятием с использованием информационных технологий - М.: ДМК Пресс; М.: Компания АйТи, 2003. - 224с.

Размещено на Allbest.ru

...