Метрологічне забезпечення контролю якості готової продукції заводу залізобетонних виробів

У нормах проектування бетонних і з / б конструкцій прийнята 95%-я забезпеченість, нормативи опору бетону, тобто 5%-а ймовірність появи міцності нижче нормативних значень. Відповідно до діючих стандартів нормативний коефіцієнт варіації міцності бетону прийнятий рівним 13.5%. Користуючись функцією нормального розподілу при відомих параметрах R і S можна визначити ймовірність виходу міцності за ту чи іншу кордон. Для цього використовуються табличні значення функції нормального розподілу. За умови 95%-ої забезпеченості нормативного опору бетону по відомим параметрам R і , Характерним для конкретного виробництва, можна визначити нормативну міцність бетону:

= R-1.64 υ R = R (1-1.64 υ) ,                                                 (1.11)

Міцність бетону, що приймається у розрахунках з / б конструкцій враховує можливі відхилення нестатичні порядку, тобто грубі відхилення, на приклад такі як використання цементу інший активності, збій в роботі дозувального обладнання, помилкове використання неякісних заповнювачів і т. д. Розрахункова величина міцності бетону визначається за формулою:

                                     ,                                                 (1.12)

де - Коефіцієнт безпеки, що враховує можливі відхилення нестатичні порядку.

У нормах проектування для важкого бетону коефіцієнт приймається рівним 1,3. Так, наприклад, для бетону з середнім значенням міцності R = 20 МПа і нормативним коефіцієнтом варіації V = 18,5% нормативні розрахункові міцності будуть рівні:

= 20 (1-1,64 × 0,135) = 16 МПа                                               

              = 16 / 1,3 = 12 МПа                                                    

Таким чином, для 95%-го забезпечення несучої здатності конструкції при середній міцності бетону рівною 20МПа, розрахункову міцність бетону в конструкції приймаємо рівної 12МПа.

При заданих значеннях   і   необхідну середню міцність бетону розраховуємо за формулою:

               

   ,                                                             (1.13)

 З формули випливає, що необхідна  середня міцність бетону дорівнює  нормативної тільки в тому  випадку, якщо коефіцієнт варіації  = 0, що практично неможливо. Зі збільшенням коефіцієнта варіації необхідна середня міцність бетону підвищується. При всіх інших рівних умовах збільшення необхідної міцності досягається збільшенням В / Ц, що призводить до збільшення витрати цементу.

Визначення коефіцієнта варіації міцності бетону

Для наочності і зручності визначаємо коефіцієнт варіації міцності бетону:

                  

    ,                                                      (1.14)

де R - середнє Арифметичні значення заданих показників міцності бетону,

S - середні квадратичні відхилення  міцності, які визначаються за  формулою:

                                  ,                                                   (1.15)

де - Поточне значення міцності бетону;

n - кількість заданих значень  міцності бетону, в нашому випадку

n = 101.

              Σ (R - R i) 2 = 53,655 МПа                                                     (1.16)

Виходячи з фактичного коефіцієнта варіації міцності бетону, рівного      v=7,3%, можна зробити висновок про рівень організації виробництва, що в порівнянні складу при нормативному коефіцієнті варіації, призводить до неекономіі цементу.

На виробництві забезпечується висока якість бетону, здійснюється якісний контроль виробництва виробів шляхом проведення вхідного, операційного та приймального контролю.

 

 

Висновок

 

Залізобетонні вироби широко використовуються на будівництві. Висока якість таких виробів це запорука небезпечності побудованих споруд. На заводі залізобетонних виробів якість продукції контролюється вручну методами лабораторного аналізу та з застосуванням механічного методу.

В останні роки більш широке поширення в промисловості знаходять нові фізико-технічні методи контролю якості продукції, засновані на використанні ультразвуку, рентгеноскопії, радіоактивних ізотопів. Ці методи дозволяють розширити можливості контролю якості продукції та аналізу технологічних процесів, не викликаючи руйнування зразків і, як правило, забезпечуючи економічний ефект.

При  використанні  промислових  вимірювальних  засобів  організація  контролю міцності бетону (Rст) у виробах зіштовхується з рядом недоліків.  До  них,  як  було  зазначено  вище,  відносяться  необхідність виміру двох параметрів – часу поширення (t) і бази виміру (l), а також виконання  операцій  по  обчисленню  (V)  і  визначенню  (Rст), що  знижує  оперативність  контролю. 

Метою даної дипломної роботи є розробка автоматизованої системи контролю якостi залiзобетонних виробів . За  допомогою  запропонованих принципів  побудови  вимірювальних  пристроїв   можна виключити значну частину вказаних недоліків.

 

 

Розділ 2. РОЗРОБКА АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ КОНТРОЛЮ ЯКОСТЇ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ВИРОБІВ

2.1 Призначення та цілі розробки, технічні вимоги до системи

 

Основна вимога до розроблюваної автоматизованої системи, контролю повинен підлягати кожен виріб, а не вибірка з партії. Ціль розробки автоматизованої системи це вдосконалення перевірки продукції. Розробка має забезпечити простоту конструкції при високих метрологічних характеристиках приладів в системі.

Завдяки такій функціональній побудові система може робити оцінку властивостей міцності бетону з використанням якісних показників, наприклад,  у вигляді індикації рівнів Rст   «придатний» чи  «непридатний».

Таким чином, досягається висока мобільність вимірів, що відкриває  можливість  для  організації  суцільного  контролю  якості  бетону  в готових виробах.

 

2.2 Структурна схема автоматизованої  системи контролю якості залізобетонних конструкції

 

Структурна схема автоматизованої установки для контролю якості залізобетонних конструкції наведена на  плакаті 2

Вимірник міцності бетону , що використовує ге-нератор кореляційної функції і блоки обчислення швидкості ультразвуку,  дозволяє  робити  обчислення  Rст  з  безпосередньою  індикацією цієї величини.

Алгоритм обчислення міцності бетону у виробі (Rст) реалізується

за математичним виразом:

     Rстi = [U i1 U i2 ∩U (t)]I ⋅ (Rст)−1 ,                             (2.1)

 

 де U i1, Ui2 – напруги, пропорційні відповідно базі виміру (l) і часу  поширення  ультразвуку  (t );  U  (t)  –  модель  кореляційної  залежності        

υ = f(Rст); 1•(Rст)-1 – масштабний коефіцієнт, що забезпечує індикацію отриманого результату в одиницях міцності.

Пристрій можна використовувати при визначенні ступеня однорідності характеристик міцності бетону в експлуатованих виробах, конструкціях  і  спорудах,  при  дослідженні  бетонних  виробів  під  навантаженням,  для  контролю  міцності  бетону  готових  виробів  на  ділянці, наприклад, складування готової продукції.

Система містить у собі вимірник швидкості ультразвуку з ви-користанням  блоків  еталонних  інтервалів,  набір  фіксованих  значень міцності досліджуваного бетону в сукупності з кореляційною залежністю  «швидкість  ультразвуку  –  міцність  бетону»,  порівнюючий  пристрій та індикатор якості бетону ( рис. 2.1).

       Рис. 2.1 – Структурна схема автоматизованої системи контролю якості залізобетонних виробів

 

 В системі передбачено включення пристрію автоматичного документування кількісної інформації, дати проведення вимірів і т.п.

Завдяки такій функціональній побудові система може робити оцінку властивостей міцності бетону з використанням якісних показників, наприклад,  у вигляді індикації рівнів Rст   «придатний» чи  «непридатний».

Таким чином, досягається висока мобільність вимірів, що відкриває  можливість  для  організації  суцільного  контролю  якості  бетону  в готових виробах.

Включення в структуру вимірювальної системи ЕОМ дозволяє вирішити задачу вихідного контролю якості  бетону  у  виробах, включаючи операцію визначення міцності бетону в кожнім виробі, обробку статистичних даних і т.п. Запропонований  метод реалізації може бути застосований також при контролі за набором міцності бетону під час прискореного твердіння.

При цьому забезпечується автоматична сигналізація виду «придатний» при закінченні процесу твердіння, тобто при досягненні міцності бетону (Rст.доп) у виробі заданого рівня.

 

2.3 Вибір комплексу технічних засобів

 

Для реалізації автоматизованої установки для визначення властивостей міцності бетону, обираємо комплекс технічних засобів:

1.Вимірник швидкості ультразвуку з використанням  блоків  еталонних  інтервалів,  набір  фіксованих  значень міцності досліджува-ного бетону в сукупності з кореляційною залежністю «швидкість  ультразвуку  –  міцність  бетону»,  порівнюючий  пристрій та керуючу обчислювальну машину в якій визначається рівень індикації рівнів Rст.

2. Ультра-звуковi  перетворювачi (т.зв.  бази  виміру)  (lk); спеціалізо-вані вимірники часу поширення ультразвуку(СИt); спеціалізовані вимірники міцності бетону(СИR ст).

 

 

             2.6 Опис алгоритму роботи автоматизованої системи контролю якості залізобетонних виробів

 

Робота автоматизованої системи контролю якості залізобетонних виробів починається з введення оператором початкових даних таких як :

-типи виробів

-марка  бетону

мінімальні показники якості (кореляційна залежність  «швидкість  ультразвуку  –  міцність  бетону») для різних типів виробів та марок бетону.

Наступнм кроком є контроль підключення ульразвукових приладів. Якщо прилади не працюють, необхідно усунути проблему.

Після вкулючення генератора зондуючих сигналів через залізобетонний вироб повинен проходити сигнал. Якщо сигналу немає , необхідно усунути проблеми.

Контроль роботи підсилювача 1 та 2. Якщо підсилювачі не працюють то потрібно їх замінити.

На наступній стадії встановлюється зразок на контроль та проводиться зондування ультразвуком.

Отримуємо сигнал вимірювальної інформації у блок перетворювача. Далі сигнай поступає у блок логічних обчислень. Проходить перевірка генератору кореляційної функції V=f(Rст). Якщо не працює проводиться пошук несправності. Після чого сигнал поступає у блок порівняння.

 Повинна виконуватися така умова Rст вимір.> Rст еталон. Якщо умова не виконується потрібно усунути проблеми.

По закінченню, визначається індикація рівнів Rст на керуючій обчислювальній машині. У блоці відображення отриманих значень, відображаються отримані значення.

По завершенню вимірювання система формує протокол з результати контролю якості досліджуваних зразків в електронному виді, який можна роздрукувати.

Основною перевагою запропонованої автоматизованої системи контролю якості залізобетонних виробів є повна автоматична дія, наявність встроєної системи самодіагностування вузлів системи з можливістю виявлення непрацюючого блоку, усунення людського чинника при формуванні протоколів з результатами контролю досліджуваних зразків.

 

Розділ 3 МЕТРОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

3.1 Організація та порядок проведення повірки засобів

вимірювальної техніки

 

Повірці підлягають засоби вимірювальної техніки, що перебувають в експлуатації, випускаються з серійного виробництва, ремонту та у продаж, видаються напрокат, на які поширюється державний метрологічний нагляд, а саме ті, які застосовують під час:

— робіт із забезпечення охорони здоров’я;

— робіт із забезпечення захисту життя та здоров’я громадян;

— контролю якості та безпеки продуктів харчування і лікарських засобів;

— контролю за станом навколишнього природного середовища;

— контролю безпеки умов праці;

— геодезичних і гідрометеорологічних робіт;

— торговельно-комерційних операцій і розрахунків між покупцем (споживачем) і продав-

цем (постачальником, виробником, виконавцем), у тому числі у сферах побутових і комунальних послуг, телекомунікаційних послуг і послуг поштового зв’язку;

— податкових, банківських і митних операцій;

— обліку енергетичних і матеріальних ресурсів (електричної і теплової енергії, газу, води,нафтопродуктів тощо), за винятком внутрішнього обліку, який ведуть підприємства, організації та фізичні особи — суб’єкти підприємницької діяльності;