Дипломная работа: Совершенствование системы неразрушающего контроля качества изделий на предприятиях машиностроительного профиля
К10 - выполняется работниками цеха и ОТК после сборки узлов, предназначенных для дальнейшей механической обработки, и включает в себя контроль геометрических размеров и качества сборки на соответствие требованиям НТД. Форма документирования - регистрация в журнале ОТК (рекомендуемая форма УТК-3, 100), отметка в сопроводительной накладной.
К13 - выполняется дефектоскопистами ЦЗЛ и включает в себя проверку качества поверхности и/или сварного шва неразрушающими методами контроля. Форма документирования - запись в журнале ЦЗЛ, заключение лабораторных испытаний.
К14 - выполняется в процессе сборки изделий и узлов арматуры (работниками цеха и ОТК и включает в себя контроль установленных технологическими процессами параметров и их соответствие требованиям НТД. Форма документирования - запись в журнале сборки и испытаний.
К17 - выполняется технологом цеха и работниками ОТК в ходе обработки, подготовке к сборке, окраске и монтажу модельной оснастки и тары включает в себя контроль соблюдения технологического процесса. Форма документирования – запись замечаний в журнале ОТК (рекомендуемая форма УТК-18).
2.2 Организация неразрушающего контроля
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.
2.3 Проведение процесса дефектации и управление несоответствующей продукцией
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 [10].
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. Диаграмма IDF0 проведение процесса дефектации приведена на ПЛ 9.
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.
Глава 3. Перспектива автоматизации системы неразрушающего контроля изделий на предприятиях машиностроительного профиля
3.1 Комплексная технология АУЗК
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 [3] 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.
3.2 Сравнительная характеристика АУЗК и РУЗК
В качестве примера рассмотрим результаты анализа данных контроля 219 аустенитных сварных швов трубопроводов из нержавеющей стали диаметром 325 мм, выполненного в 1997-200 гг. по штатной методике РУЗК и АУЗК. Все эти швы были первоначально забракованы по данным РУЗК.
Были приведены сравнительные результаты дефектности швов по результатам АУЗК. Оказалось, что из 219 забракованных при РУЗК сварных швов 16 являются бездефектными. Заметим, что длины дефектов по данным РУЗК в этом случае превышали 100-200 мм. Анализ данных показал, что имеют место либо геометрические отражатели, либо аномально большое зерно в аустенитом сварном шве. Таким образом, «перебраковка» для РУЗК составляла около 7-8%.
Вместе с тем, при ручном контроле произошла «перебраковка» швов. Всего в результате АУЗК было обнаружено 345 дефектов различной протяженности и высоты. Их них 218 были выявлены и при РУЗК, и при АУЗК. Таким образом, почти 37% дефектов было дополнительно обнаружено при автоматизированном контроле. На рис. 3 приведено распределение по длине дефектов, обнаруженных штатным РУЗК. Большинство из них (59%) имеет размеры от 10 до 30 мм. Однако из 24% дефектов с длиной свыше 40 мм 12% длиннее 60 мм. Таким образом, при РУЗК возможны пропуски дефектов значительной длины, что может представлять серьезную опасность.
Необходимо отметить, что подобные результаты получены и за рубежом при анализе результатов различных методов НК [8].
Эффективность применения средств НК и Д определяется сокращением суммарных расходов на разработку, производство и эксплуатацию промышленной продукции.
Назначение вновь создаваемого изделия во многом предопределяет конструкцию, технологию изготовления, требования к надежности, долговечности, стоимости, а также объемы применения методов и средств контроля на всех этапах изготовления и эксплуатации.
На стадии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию изделий средства НК и Д применяют:
•для получения необходимых данных, подтверждающих правильность выбранных решений;
•для сокращения времени и объемов необходимыхисследований;
•для отбора материалов, компонентов и оборудования, обеспечивающих получение продукции необходимого качества с минимальными материальными и трудовыми затратами.
На этом этапе выбирают оптимальные методы и средства контроля, разрабатывают основные технические требования к эталонам и критерии приемки деталей.
На этапе производства и испытаний опытной партии деталей средства НК и Д используют для отработки технологических процессов и конструкций, а также при испытаниях изделий. По результатам контроля вносят изменения в конструкцию и технологические процессы с целью снижения материалоемкости и трудоемкости производства, повышения надежности и долговечности продукции. На этом этапе устанавливают необходимые технические требования к НК и Д качества изделия.
При производстве, испытаниях и гарантийном обслуживании серийной продукции средства НК и Д используют:
• для выявления соответствия материалов, полуфабрикатов и готовых изделий заданным техническимтребованиям (пассивный контроль);
• для целей управления и регулирования технологических процессов (активный контроль).
При эксплуатации и ремонте изделий и оборудования с помощью средств НК и Д предотвращаются поломки и аварии, сокращаются простои и эксплуатационные расходы, увеличиваются сроки эксплуатации и межремонтных периодов, а также сокращаются продолжительность и стоимость ремонтов. На основании результатов НК изделие может быть изъято из эксплуатации. Эффективность применения НК и Д определяется его принципиальными преимуществами по сравнению с визуальным осмотром и разрушающими испытаниями изделий.
Методы контроля, основанные на визуальном осмотре поверхности изделий, просты, не требуют высокой квалификации контролеров и применения сложной дорогостоящей аппаратуры.
В то же время они малопроизводительны, не могут быть полностью автоматизированы и являются субъективными, так как достоверность результатов зависит от самочувствия, опыта и добросовестности контролеров. Дефекты многих видов не имеют выхода на поверхность или не видны даже при просмотре с увеличением.
С помощью НК изделия сортируют по различным группам качества. Разрушающие испытания образцов, взятых из каждой группы, позволяют установить соответствие эксплуатационных характеристик изделия измеренным. Если эти связи установлены достаточно видно, то НК позволяет резко сократить объем и периодичность разрушающих испытаний. В этом случае разрушающие испытания проводятся в основном для периодической проверки результатов НК .
Во многих случаях применения средств НК и Д не дается точно оценить экономический эффект, полученный при эксплуатации проконтролированной продукции, особенно когда контроль направлен на обеспечение необходимой безопасности, надежности и долговечности работы сложных машин и агрегатов. В этих случаях критерии приемки материалов и изделий непосредственно паны с желаемым уровнем качества, который, в свою очередь, зависит от того, насколько важную роль играет данный компонент или узел в изделии. В зависимости от связи между этими факторами могут быть установлены следующие уровни качества:
•первый - для критических компонентов, т.е. для таких конструктивных элементов, отказ которых приводит к отказу всей системы или даже к аварии (например, двигатель или шасси самолета);
•второй - для некритических компонентов, т.е. для конструктивных элементов, отказ которых не приводит к аварии, но может нарушить нормальную работу системы и объекта. Такие компоненты требуют плановых осмотров и ремонта (например, лонжерон или тяга управления самолета);
•третий - для неответственных конструктивных элементов, отказ которых может привести к некоторым удобствам (например, осветительные приборы, предупредительные надписи установок и т.д.).
Установление и определение требуемого уровня качества изделия являются одной из наиболее сложных проблем, которая часто не имеет математического решения.
Для определения приемлемых уровней качества используют теоретические исследования нагрузок и статический анализ экспериментальных данных. В результате эксперимента должны быть выявлены корреляционные или другие виды связи между результатами неразрушающих и разрушающих испытаний. Наиболее часто уровень качества устанавливают, сравнивая деталь с алогичными, успешно применявшимися ранее.
Заключение
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.
Список использованных источников
1. Белокур И.П., Коваленко В.А. Дефектоскопия материалов и изделий. – К.: Техника, 1989. – 192 с.
2. Денель А.К. Дефектоскопия материалов. -2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1972 – 303с.
3. В.Й. Домаркас, Э.Л. Пилецкас Ультразвуковая эхоскопия. – Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1998 – 276 с., ил.
4. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. – М.: Машиностроение, 1981. – 240с.: ил.
5. 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.
6. Ф.А. Хромченко Справочное пособие электросварщика. М.: Машиностроение, 2003. – 416 с.; ил.
7. ГОСТ 23829 – 85 Контроль неразрушающий, акустический.
8. ГОСТ 18353 – 79 Классификация акустических методов контроля.
9. Репин В.В., Елиферов В.Г. Процессный подход к управлению. Моделирование бизнес-процессов. – 2-е издание – М.: РИА «Стандарты и качество», 2005. – 408 с. илл. – (Серия «Практический менеджмент»).
10. 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.
11. Корольков В.Ф., Брагин В.В. Процессы управления организацией. Ярославль: Ред. Из-центр Яртелекома, 2001 – 416 с.
12. Липунцов Ю.П. Управление процессами. Методы управления предприятием с использованием информационных технологий – М.: ДМК Пресс; М.: Компания АйТи, 2003. – 224с.
