Требования к качеству и его обеспечение

Качество такого сложного изделия, каким является судно, зависит от качества составляющих его отдельных элементов:

• Исходных мате­риалов;
• Деталей;
• Узлов;
• Секций;
• Блоков.

Отказ того или иного элемента при эксплуатации возможен из-за наличия в нём различных дефектов. Под дефектом понимают каждое несоответствие требованиям, установ­ленным нормативной документацией, проявляющееся в отклонении любого из показателей качества за установленные предельные значе­ния. Все дефекты делят на малозначительные (не влияющие на исполь­зование изделия по назначению, но снижающие его долговечность), значительные (существенно влияющие на использование изделия по назначению и снижающие его долговечность) и критические (при на­личии которых изделие не может быть использовано по назначению).

Дефекты бывают явные (в нормативной документации для их обна­ружения предусмотрены методы и средства контроля) и скрытые (их выявление не предусмотрено нормативной документацией). В зависимости от технической возможности и экономической целесообразнос­ти в условиях конкретного производства выделяют исправимые и неис­правимые дефекты.

В зависимости от этапа возникновения дефекты могут быть кон­структивными, производственными и эксплуатационными. Конструк­тивные дефекты являются следствием несовершенства конструкции судна или его отдельных элементов и ошибок при проектировании. Про­изводственные дефекты возникают в ходе технологического процесса постройки или при использовании некачественных, несоответству­ющих нормативной документации материалов и заготовок. Причиной эксплуатационных дефектов являются износ, коррозия, различные ус­талостные явления.

При постройке корпусов судов наиболее часто встречающимися дефектами являются геометрические погрешности формы и размеров конструкций и дефекты в сварных соединениях. Нормы допускаемых дефектов в корпусных конструкциях регламентируют Правила Регис­тра судоходства РФ или соответствующая отраслевая нормативная документация.

В зарубежном судостроении при более жестких требованиях к точ­ности выполнения узлов и секций требования качества к изготовлению и монтажу корпусных конструкций в среднем близки к отечественным.

Дефекты в сварных соединениях в основном имеют технологическое происхождение и возникают вследствие:

• Изменений качества материала при сварке и появления собственно дефектов сварки, к которым относят трещины в металле шва и основном материале;
• Газовые поры и металли­ческие включения;
• Непровары;
• Несплавления;
• Подрезы;
• Свищи и ракови­ны;
• Отклонения в геометрии сварного соединения и сварного шва.

Требовании о допустимости того или иного дефекта обусловлены Правилами Регистра, в соответствии с которыми все сварные соединения кор­пусных конструкций по степени ответственности делят на четыре класса:

1. Межблочные и межсекционные;
2. Сварные соединения, которые участвуют в обеспечении общей и местной прочности и размеры которых выбирают по расчету и нормам прочности;
3. Сварные соединения, в которых расчетные напряжения ниже до­пускаемых и которые не участвуют в обеспечении общей прочности, их размеры устанавливают из конструктивных соображений;
4. Сварные соединения, к которым не предъявляют требований обес­печения общей и местной прочности.

По сложности выполнения сварных соединений и их доступности для осмотра выделяют две группы:

1. Монтажные соединения, выполняемые в затрудненных условиях, доступ к осмотру которых ограничен;
2. Сварные соединения, выполненные в нормальных условиях.

В зависимости от установленного класса и группы для каждого свар­ного соединения назначают одну из четырех категорий, в соответствии с которыми устанавливают вид и объем контроля и требования к каче­ству. Категорию соединения устанавливает проектант судна.

Оценку результатов контроля выполняют по установленной в судо­строительной отрасли системе, когда учитывают влияние различных видов дефектов на работоспособность конструкций при эксплуатации, взаимодействие отдельных видов дефектов друг с другом, форму и раз­меры дефектов. Требования к нормированию различных дефектов опре­деляют на основе проведения больших серий испытаний штатных кон­струкций, образцов с дефектами или их имитаторами.

По результатам обработки серии таких испытаний и на основании опыта эксплуатации конструкций, анализа причин их разрушения устанавливают отрасле­вые требования.

Качество сварных соединений судовых корпусных кон­струкций оценивают по трехбалльной системе:

• 3 балла — хорошее качество;
• 1 балл — неудовлетворительное.

Допустимыми считают:

• Наружные и внутренние трещины;
• Непровары;
• Прожоги;
• Наличие пор и включений размерами до 0,1 толщины свариваемых деталей, но не более 2 мм.

Значения норм брака базируются на предварительном выявлении и изучении влияния различных дефектов на эксплуатационную надежность судовых конструкций, а также на установлении возможности использо­вания неразрушающих методов контроля для обнаружения дефектов.

При наличии однозначной связи между параметрами неразрушаю­щего контроля и размерами дефектов в технологической документа­ции задают размер недопустимого дефекта и рекомендуют методы и параметры контроля. Если же связь между размерами дефектов и па­раметрами контроля однозначно не установлена, то браковочные нор­мы задают только параметрами неразрушающего метода.

Одним из показателей качества сварных соединений является их непроницаемость и герметичность, которые оценивают на стадии из­готовления узлов и секций (предварительные испытания), а также пос­ле окончания сварочных работ по корпусу на построечном месте (ос­новные испытания).

Для оценки работоспособности конструкций наиболее широко применяют следующие основные методы контроля:

• Контроль всех изделий нагружением;
• Контроль отдельных деталей (образцов) с их разрушением;
• Контроль всех деталей или выборочно без разрушения.

При контроле первым методом испытательные нагрузки обычно превышают рабочие в определенное число раз (коэффициент запаса), а после испытаний выполняют контроль неразрушающими методами. Таким образом испытывают баллоны высокого давления, ответствен­ные и высоконапряженные в процессе эксплуатации изделия.

Разрушающие испытания позволяют оценить показатели прочности, надежности и другие характеристики поступающих на судостроительное предприятие материалов и заготовок. Испытания проводят выборочно с последующим статистическим анализом полученных результатов.

Контроль изделий без разрушения включает:

• Внешний осмотр и оцен­ку качества поверхности;
• Проверку формы и размеров;
• Различные виды дефектоскопии и определение свойств материала конструкции физи­ческими методами.

Последние два способа носят общее название — неразрушающий контроль, который проводят до эксплуатации судна или другого изделия, что позволяет отбраковывать изделия, имеющие скры­тые (внутренние) дефекты.

Качество изготавливаемой продукции в значительной степени оп­ределяется точностью и стабильностью технологических процессов. Под точностью технологического процесса понимают обеспечение рассеяния величин показателя качества внутри поля допуска при опреде­ленном группировании выборки в этом поле. Стабильность техноло­гического процесса обусловливает сохранение в течение заданного времени и в указанных границах параметров и показателей качества.

Оценкой точности и стабильности технологической операции яв­ляется коэффициент рассеяния:

К_р = ω/δ

Где:

• ω — рассеяние параметра качества;
• δ — поле допуска оцениваемого параметра качества.

Если К_р < 1, то конкретный технологический процесс имеет некоторый за­пас по точности и, следовательно, при достаточной его стабильности брака не будет. При К_р > 1 не вся продукция является качественной, а нарушение стабильности только увеличит выпуск брака.

Анализ точности и стабильности технологических процессов осуще­ствляют на основе больших выборок (порядка 50 изделий) и построе­ния гистограмм или полигонов распределения. Возможно использова­ние малых выборок (3-10 изделий), отбор которых осуществляют через определенные промежутки времени. По диаграмме зависимости средних значений от времени контроля с одновременным указанием их положения на поле допуска можно проследить динамику смещения цент­ра настройки технологического процесса и его рассеяния. На основании диаграммы делают вывод о необходимости настройки оборудования.

Основные задачи ОТК – предупреждение брака, защита потреби­теля продукции от брака и оперативное управление качеством продук­ции.

ОТК осуществляет:

• Контроль;
• Анализ причин появления брака;
• Разрабатывает мероприятия по их ликвидации и контролю выполне­ния;
• Оценивает уровень качества выпускаемой продукции.

ОТК использует различные формы технического контроля качества.

Летучий (профилактический) контроль служит для предотвраще­ния массового брака и заключается в оперативном слежении за соблю­дением технологии и периодической проверке изделий в процессе их изготовления. Ему подлежат изделия, изготавливаемые непосредствен­но после переналадки оборудования и оснастки.

Промежуточный (операционный) контроль заключается в выполне­нии установленных контрольных операций на отдельных стадиях из­готовления конструкции, определяемых технологическими службами при разработке технологического процесса с учетом обеспечения уста­новленных технических требований, предъявляемых к изготавливае­мой конструкции. Контроль осуществляют с помощью специальных приборов и измерительной оснастки. В судостроении, характеризую­щемся мелкосерийностью производства и сложностью продукции, названная форма контроля применяется наиболее часто.

Окончательный (приемочный) контроль заключается в приемке го­тового изделия или конструкции.

В судостроении окончательной при­емке подлежат:

• Отдельные узлы;
• Секции;
• Системы;
• Судовые устройства;
• Механизмы;
• Различное оборудование;
• Корпус и судно в целом.

ОТК выполняет контроль практически на всех производственных стадиях, в том числе и в процессе сдаточных испытаний судна.

Контроль поступающих на завод материалов предусматривает про­верку соответствия основных и вспомогательных материалов ГОСТам или техническим условиям и наличия сертификатов.

Контроль оборудования включает:

• Проверку комплектующих покуп­ных механизмов;
• Приборов;
• Аппаратуры внешним осмотром на целост­ность изделия и упаковки;
• Комплектность поставки и наличия соот­ветствующей документации.

Все заготовки и детали подвергают техническому контролю по опе­рациям, указанным в маршрутно-технологической карте. Тщательной проверке по установленным параметрам подвергают, в частности, изго­товление секций и блоков корпуса.

На каждую изготовленную сек­цию выдают паспорт с указанием комплектности, сертификата на металл, весовых характеристик, номера заказа и технологического комплекта, перечня допущенных отклонений от чертежа с указани­ем разрешающих их документов.

Специфическим для судо­строения является весовой конт­роль, в соответствии с которым все детали, отправляемые на построечное местоТипы построечных мест и их оборудование, должны иметь сопроводительные весовые тало­ны. В составе ОТК имеется весо­вое бюро, которое ежемесячно составляет по судну сводку, характери­зующую «недовес» или «перевес» и положение центра тяжести судна.

Проверке подвергают также все виды технологического оборудова­ния, оснастки, специального инструмента и контрольно-измеритель­ной аппаратуры.

Стоимость и трудоемкость контроля определяют затратами на со­держание аппарата и исправление забракованной продукции. Эконо­мическим результатом контроля качества является его влияние на повышение качества продукции, уменьшение потерь от брака, снижение себестоимости. Следует иметь в виду, что снижение брака за счет более качественного изготовления изделий или более тщательного контроля ведет к росту затрат, т. е. рост брака и расходы на его предотвращение связаны обратной зависимостью.

Связь затрат в производство и расходов в сфере эксплуатации с ка­чеством выпускаемой продукции прослеживают графически, как по­казано на рис.1. Из графика следует, что рост качества продукции при существующем уровне технической вооруженности производства эффективен с учетом суммарных затрат на производство и при эксплу­атации только до определенных пределов. Дальнейший рост качества связан с внедрением новых производственных технологий и оборудования, средств и методов контроля.

Рекомендуется к прочтению:
Регулировочно-сдаточные работы
Монтаж паропроизводительных установок и теплообменных аппаратов