Метрологічне забезпечення контролю якості готової продукції заводу залізобетонних виробів

Ультразвукова апаратура повинна мати швидкість поширення ультразвуку більш 2000м/с. Апаратура обладнується термостікими перетворювачами, що кріпляться на бортоснастці форми (рис. 1.15), або акустичними зондами, що занурюються у бетонну суміш (рис. 1.16), які встановлюються на базі 100-200 мм.

Рис.1.15 Схема № 1 уста-новки апаратури на бортос-настці форми 1 -перетворювач; 2-робоча поверхня перет-ворювача; 3-втулка; 4- аку-стична ізоляція; 5 - вузол

Рис.1.16 – Схема № 2 установки апаратури на бортоснастці форми 1 - бетон; 2 - розділюючі листи ка-сети; 3 - перетворювачі; 4 - робоча поверхня перетворювача; 5 - акустична ізоляція; 6 - парова сорочка; 7 -теплоізоляція

 

Для побудови градуювальної залежності заздалегідь заготовлюють не менше 15 серій зразків однакового складу бетону та оброблюють їх у відповідних умовах теплової обробки.

Значення часу поширення ультразвуку (в мкс) визначають за формулою:

   ,                                           (1.7)

де L -база прозвучування при контролі міцності бетону, виробів, мм;

sз - швидкість ультразвуку, що відповідає за градуювальною залежністю,швидкість, міцність міцності RВИМ (м/с), яка вимагається.

Контроль твердіння бетону здійснюють у наступному порядку. Спочатку встановлюють у бетонний виріб у процесі формування акустичні зонди, покриті тонким шаром мастила. Ультразвукове прозвучування бетону здійснюють у перпендикулярному напрямку до його ущільнення та розташування апаратури, концентрація якої не повинна перевищувати 5 %. Міцність бетону в процесі термообробки та твердіння визначають за градуювальною залежністю, а момент припинення ізотермічного прогріву за заданим часом та стабілізацією поширення ультразвуку.

Геометричні розміри виробів перевіряють вибірково в кількості 5 % від партії , але не менше 5 шт. від кожної партії. Масу контролюють пружинним динамометром, підвішеним до гака крана. 
Контроль виробництва і якості виробів на полігоні виконує відділ технічного контролю (ВТК) спільно з будівельною лабораторією. Під час контролю ведуть відповідну технічну документацію.

 

1.2.5. Методи контролю геометричних  параметрів великогабаритних виробів

 

Оцінка стану виробів з прийняттям рішень у виробництві чи стосовно можливості їх подальшої експлуатації є однією з найважливіших задач технічної діагностики. У якості критеріїв оцінок вибирають деяку імовірність чи детерміновану функцію ряду параметрів, наприклад, механічних властивостей матеріалів, напружень, особливостей геометрії виробів, відхилень їх форми від заданої та інші. При цьому вирішення задачі стосовно визначення форми та геометричних характеристик виробів має наукове і практичне значення. У першу чергу, це стосується великогабаритних конструкцій, таких як вироби авіаційного і космічного призначення, будівлі та споруди, мостові конструкції, вироби кораблебудування і т.п..

  У сучасних умовах промислового  виробництва при виготовленні  та контролі виробів складної  форми застосовуються різноманітні  типи координатно-вимірювальних машин (КВМ), маніпулятори типу “рука”, інші застосування та системи, що забезпечують достатньо високу точність визначення геометричних характеристик виробів. Вони, як правило, використовують контактний метод послідовного вимірювання координат точок поверхні відносно деякої прийнятої бази. Наявність великої кількості рухомих елементів, складні алгоритми управління та обробки результатів вимірювання, обмежені розміри координатних осей, необхідність орієнтації виробів, значна маса несучих елементів, високі вимоги до позиціювання вимірювальних головок, робить КВМ придатними для роботи тільки у лабораторних або цехових умовах. Вони практично не придатні для контролю великогабаритних виробів, особливо в умовах експлуатації.

Безконтактні інтерферометричні методи, на основі світлових у т.ч. лазерних джерел випромінювання, дозволяють підвищити точність вимірювання геометричних характеристик виробів. Однак усі вади, які властиві контактним методам, зберігаються у даному випадку. При цьому наявність більш ніж однієї координати вимірювання приводить до різкого ускладнення системи вимірювання, взаємній залежності каналів та необхідності введення додаткових, складних алгоритмів корегування одержаних результатів. Незважаючи на високу точність вимірювань та простоту конструкцій оптичних систем, вони також не придатні для вимірювань виробів великих розмірів. Це відноситься до усіх оптичних методів визначення геометричних характеристик виробів.

 Питанням вимірювання геометричних характеристик виробів присвячені роботи Гапшиса А.А., Кобринського А.Е., Коронкевича В.П., Уфімцева П.Я.

Визначення геометричних характеристик великогабаритних виробів, їх форми, а також розмірів та конфігурації дефектів поверхні залишається проблемою, що має особливу актуальність. Це обумовлено не тільки неможливістю застосування традиційних методів вимірювання, а також тим, що вироби можуть мати різну якість підготовки (обробки) поверхні, а їх діагностування повинно проводитись як в умовах виробництва, так і в умовах експлуатації.

 Вирішення проблеми базується  на дистанційних методах контролю  з використанням лазерних далекомірів, які забезпечують можливість  отримання високої точності вимірювань  і при незначній зміні положення  вимірювальної головки контролювати  виріб у цілому. При цьому технічна діагностика великогабаритних виробів вимагає розвитку методів дистанційного контролю їх геометричних характеристик та форми, створення методології та методик відновлення форми поверхні з використанням багатоканальних систем на основі лазерних далекомірів при одночасному вимірюванні координат різної кількості точок, проведення математичного опису роботи систем з визначенням координат точок поверхні складної форми, розробки методик діагностики геометричних характеристик великогабаритних виробів багатоканальними світлодалекомірами з введенням додаткових зондуючих каналів для визначення виду та параметрів поверхневих дефектів, виконання математичного опису роботи таких систем, а також поверхневих дефектів, що діагностуються, проведення оптимізації параметрів лазерних джерел випромінювання, які впливають на параметри приймаючих систем з урахуванням якості поверхонь, що досліджуються.

1. Вперше створена методологія  відновлення форми поверхні великогабаритних  виробів з використанням одно  та багатоканальних вимірювальних систем з лазерними далекомірами. В її основі лежить формування масиву координат просторового положення точок поверхні у лабораторній та власній системах координат. Це дозволяє проводити математичний опис поверхні з можливістю аналізу її геометричних характеристик. При цьому показано, що підвищення роздільної здатності вимірювальних систем відновлення форми поверхні досягається не тільки за рахунок зменшення інструментальної похибки, але більшою мірою завдяки урахуванню впливу геометричного фактору, що пов’язаний з локальною орієнтацією ділянки поверхні в області контакту із зондуючим випромінюванням.

2. Показано, що при скануванні  поверхні одноканальною вимірювальною  системою з світлодалекоміром  геометричне відновлення її форми  за відомими координатами точок можна здійснювати відрізками або січними площинами. Апроксимація січними площинами є переважною, тому що охоплює всю множину точок поверхні. Однак при використанні одноканальної вимірювальної системи апроксимація січними площинами може приводити до деякої невизначеності в області сходження чотирьох і більшого числа січних площин.

Також отримано, що по результатам сканування поверхні одноканальною системою її математичне рівняння можна одержати методом найменших квадратів. Його використання при проведенні моделювання для встановлення виду рівняння поверхні показало, що одержувані рівняння та їх параметри з високим ступенем точності відповідають вихідним рівнянням поверхонь, що задаються.

3. Вперше розроблена методика  визначення параметрів великогабаритних виробів із плоскими поверхнями, в основі якої лежить одночасне визначення координат трьох точок поверхні з використанням системи з трьома світлодалекомірами. При цьому показано, що застосування таких систем при скануванні з неортогональними векторами базисних переміщень дозволяє підвищити роздільну здатність відновлення форми складних поверхонь.

Залежності зміни флуктуацій напруги подібні (рис. ), але мають більшу крутість зміни. Розрахунки коефіцієнту кореляції флуктуацій напруги для його синфазної компоненти при нульовій різниці фаз і квадратурної компоненти при різниці фаз у вимірювальних каналах, рівної 900, показали, що квадратурні компоненти є незалежними (їх коефіцієнт кореляції дорівнює нулю), тобто у лазерних ІНВ усіх типів існує сильний кореляційний зв’язок синфазних компонентів. При переході через поріг генерації знак коефіцієнту кореляції цих компонентів може змінюватися, що свідчить про те, що в цих точках накачування флуктуації напруги та флуктуації інтенсивності можуть бути як синфазниням у вигляді січних площин, що обмежуються шестикутниками.

4. Вперше розроблені методики  визначення геометричних характеристик  поверхонь великогабаритних виробів  сферичної та циліндричної форм  з використанням чотирьох та  п’ятиканальних вимірювальних систем з світлодалекомірами. Такі системи за результатами одночасного виміру координат точок поверхонь дозволяють визначати просторове положення центру сфери, її радіус та рівняння поверхні, просторово - орієнтаційне положення циліндра (осі), його радіус та рівняння поверхні.

5. Вперше створена методика відновлення  поверхонь другого порядку з  використанням дев’ятиканальної  вимірювальної системи з світлодалекомірами, яка забезпечує одночасне визначення  координат дев’яти точок поверхні. Показано, що при скануванні такою вимірювальною системою складної поверхні вона представляється у вигляді апроксимації січних поверхонь другого порядку. Це забезпечує можливість підвищення роздільної здатності відновлення форми поверхні при одночасному збільшенні кроку сканування. За допомогою дев'ятиканальної ВС можливо оцінювати поверхні другого порядку будь-якої форми.

6. Вперше розроблені методики  діагностування дефектів форми  поверхні великогабаритних виробів  з використанням багатоканальних  вимірювальних систем з світлодалекомірами. Застосування трьохканальної системи дозволяє визначити глибину дефекту на плоскій поверхні, чотирьохканальної - радіус кривизни сферичних дефектів, п’ятиканальної - параметри дефектів циліндричної форми, п’яти та шестиканальними - визначати вид та  характеристики дефекту на поверхнях складної форми.

7. Створені моделі відбиття та  розсіювання світлових потоків  у наближенні Кирхгофа від  поверхонь з складним рельєфом  у вигляді періодичного профілю  та від поверхонь з просторовим  флуктуаційно-неоднорідним профілем. Це дозволило показати, що структура зворотного розсіяного потоку носить інтерференційно-дифракційний характер, а також встановити, що зі зростанням розмірів періодичного рельєфу поверхні розсіювання може набувати дифузного характеру.

8. Експериментальні дослідження дозволили визначити, що поляризоване лазерне випромінювання при відбитті від шорсткуватої поверхні деполяризується, а нерівномірність розсіювання світлового потоку збільшується при наближенні кута падіння лазерного випромінювання до значення 90о.

При цьому встановлені величини та граничні значення зміни параметрів шорсткості складних поверхонь, а також кутів їхнього зондування лазерним випромінюванням, при яких спостерігається трансформація дзеркального відбиття у дифузне, що дозволяє оптимизувати просторово-кутову орієнтацію приймачів оптичного випромінювання вимірювальних систем відновлення форми поверхні великогабаритних виробів у тривимірному просторі.

9. Встановлено основні закономірності  зміни ширини спектру та щільності  потужності шумових характеристик, а також закономірності зміни ширини спектру та потужності випромінювання газових гелій-неонових та напівпровідникових інжекційних лазерних джерел з урахуванням ефекту „старіння”. Визначені фактори, які впливають на зміну даних характеристик, що дає можливість оцінки зміни енергетичного потенціалу лазерних багатоканальних ВС при відновленні форми складних високогабаритних виробів у тривимірному просторі, а також встановити міжповірочний інтервал ВС в умовах експлуатації.

 

1.2.6.Статичні методи контролю  якості бетону (визначення коефіцієнта  варіації міцності бетону)

 

У зв'язку з неминучим коливанням властивостей сировини і технологічних параметрів процесу приготування та твердіння бетону в реальних виробничих умовах мають місце відхилення міцності бетону від його середнього значення.

У зв'язку з тим, що міцність бетону формується від одночасного впливу великого числа незалежних факторів, то вона підпорядковується нормальному розподілу. Щільність ймовірності для нормального розподілу описується функцією:

= × ,                                                                        (1.8)

де R-середнє значення міцності;

- Поточне значення міцності;

N-номер партії зразка;

X-число незалежних факторів;

S-середнє квадратичне відхилення;

                         S = ,                                                         (1.9)

де n-кількість досвідчених зразків.

Криві нормального розподілу міцності δ при різних коефіцієнтах варіації від 5 до 20% представлені на малюнку 1. У межах ± S лежить близько 60% всіх значень, в межах 1.64 S близько 90%, в межах 2 S - 95%, в межах 3 S - 99.7%.

В даний час відповідно до чинних стандартів якість бетону оцінюється не тільки середнім значенням міцності R, але і коефіцієнтом варіації υ. Коефіцієнт варіації υ є відносною мірою розсіювання результатів випробування і визначається за формулою:

                               υ =   ,                                                     (1.10)

Чим більше коефіцієнт варіації, тим нестабільнішою технологічний процес вироби, тобто тим більша ймовірність значного відхилення міцності від середнього значення і навпаки - при малому коефіцієнті варіації ймовірність появи значних відхилень від середнього мала і технологічний процес можна вважати стабільним. При υ <5% технологія може оцінюватися як відмінна; при υ = 5-10% - як гарна; при υ = 10-20% - задовільна; при υ> 20% - незадовільна.