Методы контроля, испытаний и измерений

 

Контроль качества

На заводе «КДК» присутствует система контроля. Она является неотъемлемой частью технологического процесса.

Система контроля включает:

входной контроль, указан в таблице 5;

операционный контроль, указан в таблице 6;

приемочный контроль, указан в таблице 7.

 

Таблица 5 - Входной контроль

Вид контроля	Показатели	НД	Метод измерений	Метод контроля
Входной	Влажность древесины	ГОСТ 16483.7	Метод непосредственной оценки, механический	Инструментально, Периодически
	Внутренние напряжения	ГОСТ 8486	Метод непосредственной оценки, механический	Инструментально, периодически
	Пороки древесины	ГОСТ 2140	Метод непосредственной оценки	Визуально, периодически
	Условная вязкость клея	ГОСТ 20501	Метод непосредственной оценки, механический	По каждой партии, инструментально
	Жизнеспособность клея	ГОСТ 20501	Метод непосредственной оценки	По каждой партии, инструментально
	Условное время отверждения клея	ГОСТ 20501	Метод непосредственной оценки, механический	По каждой партии, инструментально
	Условная вязкость защитного покрытия	ГОСТ 15907	Метод непосредственной оценки, механический	По каждой партии, инструментально

Таблица 6 - Операционный контроль

Вид контроля	Показатели	НД	Метод измерений	Метод контроля
Операционный	Влажность пиломатериалов после сушки	ГОСТ 16483.7	Метод непосредственной оценки, механический	Инструментально, периодически
	Внутренние напряжения	ГОСТ 2140	Метод непосредственной оценки	Инструментально, периодически
	Качество поверхности заготовок после фрезерования	ГОСТ 2140	Метод сравнении с мерой, метод совпадений	Визуально, инструментально, периодически
	Качество обработки поверхности шипов	ГОСТ 7016	Метод сравнении с мерой, метод совпадений	Визуально
	Расход и равномерность нанесения клея	ГОСТ 11004	Дифференциальный, механический	Визуально, периодически
	Величина запрессовочного давления	ГОСТ 20501	Метод непосредственной оценки, механический	Инструментально, постоянно
	Прочность клеевого соединения	ГОСТ 15613.1	Метод непосредственной оценки, механический	Инструментально
	Равномерность нанесения клея	ГОСТ 20501	Метод непосредственной оценки	Визуально, периодически
	Толщина клеевых прослоек и непроклеи	ГОСТ 20501	Метод непосредственной оценки, механический	Инструментально, периодически
	Расход состава на единицу поверхности	ГОСТ 15907	Метод сравнения с мерой (весовой), механический	Инструментально, визуальный
	Условная вязкость	ГОСТ 15907	Метод непосредственной оценки, электрический, химический	Инструментально, периодически

 

Таблица 7 - Приемочный контроль

Вид контроля	Показатели	НД	Метод измерений	Метод контроля
Приемочный	Предел прочности клеевого соединения при раскалывании образцов	ГОСТ 15613.2	Метод непосредственной оценки, механический	Инструментальный Постоянный
	Прочность клеевых соединений при статическом изгибе	ГОСТ 15613.4	Метод непосредственной оценки, механический	Инструментальный Постоянный
	Стойкость клеевых соединений при расслаивании	ГОСТ 27812	Метод непосредственной оценки, механический	Постоянный Инструментальный
	Водостойкость соединения	ГОСТ 17005	Метод непосредственной оценки, механический	Постоянный Инструментальный
	Стойкость при цикличных температурно-влажностных воздействиях	ГОСТ 17580	Метод непосредственной оценки, механический	Постоянный Инструментальный
	Теплостойкость и морозостойкость	ГОСТ 18446	Метод непосредственной оценки, механический	Постоянный Инструментальный

 

Метод испытания

В качестве примера рассмотрим метод определения предела прочности клеевого соединения (по ГОСТ 15613.2). Сущность метода заключается в определении максимальной нагрузки при разрушении образца и вычислении напряжения при этой нагрузке.

Аппаратура

Для проведения испытаний должны применяться:

машина испытательная по ГОСТ 7855 с погрешностью измерения не более 1 % измеряемой нагрузки в диапазоне 200 - 2000 Н (20 - 200 кгс);

штангенциркуль по ГОСТ 166 с погрешностью измерения не более 0,1 мм;

линейка металлическая по ГОСТ 427 с погрешностью измерения не более 1 мм;

аппаратура для определения влажности древесины по ГОСТ 16483.7;

два клина, изготовленных из стали марки 40 по ГОСТ 1050 (рисунок 3).

 

Рисунок 3

Отбор и подготовка образцов

Лабораторией составляется акт отбора образцов, приведен в Приложении Б.

Способ отбора и количество образцов должны устанавливаться нормативно-технической документацией на конкретный вид клееной продукции.

Минимальное количество образцов должно быть не менее пяти для испытания одного клеевого соединения.

Заготовку для образцов склеивают специально или выпиливают из готовой продукции в виде прямоугольной призмы с клеевым швом посередине ширины заготовки. Ширина заготовки должна быть 40 мм. Толщина должна быть равна толщине склеиваемых элементов, но не более 20 мм. Длина заготовки принимается в зависимости от необходимого количества образцов.

В случае специального изготовления образцов заготовку склеивают по технологии, установленной для данного вида клееной продукции.

Образцы должны изготовляться из древесины той породы, из которой изготовляется клееная продукция.

Форма и размеры образца в миллиметрах должны соответствовать указанным на рисунке 4. Длина площади раскалывания образца l должна быть 20 мм, ширина b не более 20 мм.

Дно пропилов должно быть закруглено.

Точность и качество изготовления образцов должны соответствовать требованиям ГОСТ 16483.0.

Образцы с видимыми пороками древесины по ГОСТ 2140 и дефектами склеивания испытаниям не подлежат.

Время от окончания процесса склеивания до испытания должно быть не менее 24 ч при склеивании с нагревом и не менее трех суток при склеивании без нагрева.

При контрольных испытаниях образцы до испытания должны находиться в том же помещении, что и контролируемая продукция.

 

Рисунок 4

 

Проведение испытаний

Ширину b и длину l площади раскалывания образца измеряют с погрешностью не более 0,1 мм после разрушения образца.

Образец устанавливают в приспособление для испытания, как показано на рисунке 4, между двумя клиньями, острые углы которых входят в пропилы образца. Верхний клин крепят жестко к верхней траверсе, а нижний устанавливают свободно на шаровую опору. На клинья наносят смазку по ГОСТ 1033.

Нагружают образец с постоянной скоростью, обеспечивающей достижение максимальной нагрузки в течение (1,0 ± 0,5) мин. Нагружение производят до разрушения образца.

Отсчет максимальной нагрузки Р max производят с погрешностью не более 10 Н (1 кгс).

После испытания определяют влажность древесины образцов по ГОСТ 16483.7. Пробой для определения влажности служит одна половина образца. Количество проб должно быть не менее пяти.

Обработка результатов

Предел прочности клеевого соединения при раскалывании (а) в МПа (кгс/см2) вычисляют с погрешностью не более 0,1 МПа (1 кгс/см2) по формуле

 (1)

 

где Р max - максимальная нагрузка, Н (кгс); - длина площади раскалывания образца, м (см); - ширина площади раскалывания образца, м (см).

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение предела прочности всех испытанных образцов. Статистическую обработку опытных данных выполняют по ГОСТ 16483.0.

Статистическая обработка данных, полученных при испытании образцов для определения прочности клеевых соединений при послойном скалывании.

Исходные данные для расчета даны в таблице 8.

 

Таблица 8- Исходные данные

№ выборки	Значения выборки
	x1	x2	x3
1	6,3	6,7	6,3
2	6,4	6,5	6,7
3	6,3	6,6	6,5
4	6,7	6,7	6,3
5	6,5	6,5	6,4

 

Расчет среднего значения а осуществляется по формуле 2:

 

, (2)

 

где аi- значения измеряемой величины,- количество значений.

Подставляя данные получим:

а=6,493.

Отклонение наблюдаемого значения (для каждого наблюдения) ai величины от среднего арифметического: ai - a. Для определения дисперсии пользуются формулой 3:

 

,(3)

 

Получаем, что дисперсия равна 0,025.

Среднеквадратическое отклонение показывает абсолютное отклонение измеренных значений от среднеарифметического. В соответствии с формулой 4 для меры точности линейной комбинации средняя квадратическая ошибка среднего арифметического определяется по формуле:

 

,(4)

 

При решении получаем 0,158.

Коэффициент вариации характеризует относительную меру отклонения измеренных значений от среднеарифметического, чем больше значение коэффициента вариации, тем относительно больший разброс и меньшая выравненность исследуемых значений. Если коэффициент вариации меньше 10%, то изменчивость вариационного ряда принято считать незначительной, от 10% до 20% относится к средней, больше 20% и меньше 33% к значительной и если коэффициент вариации превышает 33%, то это говорит о неоднородности информации и необходимости исключения самых больших и самых маленьких значений.

Расчет по формуле 5:

 

,(5)

Вариация данных значений составляет 2,433 %, т.е. изменчивость вариационного ряда принято считать незначительной.

Результаты измерений и испытаний заносят в протокол (приложение В).

 

Методы измерений показателей качества готовой продукции

На последней стадии процесса изготовления обязательным является контроль готовой продукции, на основании которого осуществляется приемка конструкции. В таблице 9 приведены методы измерений готовой продукции.

 

Таблица 9 - Методы измерений готовой продукции

Вид показателя готовой продукции	Методы измерения	Условия измерения	Выполнение измерения		Обработка результатов измерений	Контроль погрешности результатов измерения	Оформление результатов измерения
Водостойкость соединения	Метод сравнения с мерой (геом. размеры); Метод непосредственной оценки (испытание на прессе)	Образцы выдерживают в воде при температуре (20 ± 2) °С в течение 48 ч. Кипятят 3 ч. После образцы охлаждают в течение 30 мин в воде температурой (20 ± 2) °С.	Образцы протирают и подвергают обмеру и испытанию (на прессе).		В зависимости от степени водостойкости клеевые соединения подразделяют на 4 группы (по средним арифметическим показателям прочности испытанных образцов).	Испытательная машина с погрешностью измерения нагрузки до 1%	Протокол
Стойкость клеевых соединений при расслаивании	Метод сравнения с мерой (геом. размеры); Визуальный метод	Отобранные для испытаний образцы выдерживают в лаборатории при относительной влажности воздуха (55±5)% и температуре (20±3)°С не менее 12 ч	Образцы помещают в автоклав; проводится сушка; после завершения сушки проводят визуальную оценку наличия расслоений в клеевых швах; определяют показатели расслоения клеевых швов		Ро = (L''/L) · 100, где L" - суммарная длина расслоившихся участков клеевых швов на обеих торцевых поверхностях образца, мм; L - общая длина клеевых швов на обеих торцевых поверхностях	Результаты округляют до 0,1. Результат испытания -наибольшее значение показателя общего расслоения клеевых швов.	Протокол
Прочность клеевых соединений	Метод сравнения с мерой (геом. размеры); Метод	До изготовления образцов заготовки выдерживают в помещении	Образец нагружают равномерно с постоянной скоростью так, чтоб образец разрушился спустя		, где Рmax - максимальная нагрузка, Н (кгс);	Вычисляют с погрешностью не более 0,1 МПа	Протокол
при статическом изгибе	непосредственной оценки (нагружают испытательной машиной (прессом))	при температуре (20±2)оС и влажности воздуха65±5)% не < 3 суток после склеивания без нагрева (и не < 1 суток с нагревом)		(5±2) мин после начала нагружения.	l - расстояние между центрами опор, мм (см); b-ширина образца, мм (см); h - толщина образца, мм (см).

Стойкость при цикличных температурновлажностных воздействиях     Метод сравнения с мерой (геом. размеры); Метод непосредственной оценки (испытание на прессе)         Влажность образцов должна быть (10 ± 2) %.  Образцы помещают в воду с t (20 ± 2) °С; переносят в морозильную камеру и; оттаивают; затем в сушильную камеру           где - ср. арифм. результатов испытаний образцов после цикличных темп-вл. воздействий;

- ср. арифм. результатов испытаний контр. образцов.Относительную прочность клеевых соединений подсчитывают с погрешностью до 1 % (по формуле)Протокол

Теплостой-кость и морозостой-кость   Метод сравнения с мерой (геом. размеры); Метод непосредственной оценки (испытание на прессе) Образцы одной серии испытывают на скалывание при заданной температуре, а другой - после выдерживания их в течение двух недель при температуре плюс 20±2 °С и относительной влажности Влажность контрольных образцов и образцов должна быть (10±2) %.воздуха (40 - 75)%.  Испытание проводят выдерживанием образцов в термокамере в течение двух недель; испытание на морозостойкость проводят выдерживанием в морозильной камере в течение двух недель; испытывают на прессе. где АI-относ.прочность после темпер. воздействий; AII - относ. прочность после достижения образцами температуры и влажности контрольных образцов; - ср.арифм. результатов испытаний образцов, подвергнутых темпер. воздействиям;

- ср. арифм. Относительную прочность клеевого соединения подсчитывают с точностью до 1 % (по формуле)Протокол
					Результатов испытаний контрольных образцов.
Предел прочности клеевого соединения при раскалывании образцов	Метод сравнения с мерой (геом. размеры); Метод непосредственной оценки (измер. влажность; нагружают испытательной машиной (между 2 клинами).)	Образцы до испытания должны находиться в том же помещении. От окончания процесса склеивания до испытания не менее 24 часов	Образец устанавливают между клиньями и нагружают с постоянной скоростью с максим. нагрузкой до разрушения.		где Рmax - максимальная нагрузка, Н (кгс); l - длина площади раскалывания образца, м (см); b-ширина площади раскалывания образца, м (см).	Вычисляют с погрешностью не более 0,1 МПа (1кгс/см2)	Протокол