Метрологическое обеспечение средств НК охватывает стадии: обоснования предложений па разработку новых средств; опытно-конструкторской разработки (ОКР) средств; постановки на производство; производства средств; эксплуатации и ремонта.
Применение Д. в процессе производства и эксплуатации изделий даёт большой экономический эффект за счёт сокращения времени, затрачиваемого на обработку заготовок с внутренними дефектами, экономии металла и др. Кроме того, Д. играет значительную роль в предотвращении разрушений конструкций, способствуя увеличению их надёжности и долговечности.
Отметим также задачу выбора метода (инструментов) или комплекса методов неразрушающего контроля (НК) для проведения диагностики технического состояния как отдельных элементов, так и их совокупности с учетом технико-экономических показателей. Инженерная практика выдвигает ряд требований, которым должны удовлетворять методы, прежде всего, например, возможность визуализации дефектов, высокая выявляемоесть дефектов, чувствительность приборов, компактность и практичность оборудования. Для различных работ применяются как отдельные методы НК, так и их комбинации (комплекты).
Однако, несмотря на значительные успехи в развитии методов НК и применяемые меры по контролю ТС различных деталей и изделий, отдельные дефекты остаются не выявленными и становятся причинами и результатами аварийных ситуаций и больших катастроф. Так, методы и средства НК, применяемые на стадиях производства и предэксплуатационного контроля, далеки от совершенства и в результате их применения не выявляется значительное число дефектов технологической природы.
В данной работе были рассмотрены роль и место методов НК для обеспечения надежности и долговечности изделий, а также рассматрены модели и способы комплексирования различных по своей природе и затратам ресурсов методов НК.
В зависимости от требований к объектам стандартизации стандарты подразделяют на категории: государственные (ГОСТ); отраслевые (ОСТ); предприятий (СТП).
Государственные стандарты утверждают Госстандарт и Госстрой (по закрепленной за последним номенклатуре). Эти стандарты обязательны для всех министерств и ведомств, предприятий, организаций и учреждений.
Отраслевые стандарты утверждают министерства (ведомства) являющиеся головными (ведущими) по видам выпускаемой продукции. ОСТ может охватывать деятельность ряда министерств, предприятия которых заняты производством, эксплуатацией и ремонтом конкретной продукции. Так, действие ОСТа «Ультразвуковой контроль сварных швов в мостах, вагонах, и локомотивах» распространяется не только на предприятия Министерства путей сообщения СССР но и на предприятия всех министерств, изготовляющих мостовые конструкции, вагоны, тепловозы и электровозы.
Стандарты предприятий, разрабатываемые предприятиями (организациями), обязательны для подразделений и служб предприятия (организации), утвердившего стандарт. Порядок разработки и оформления СТП устанавливает ГОСТ 1.4–85.
ОСТ и СТП разрабатывают, развивая соответствующие ГОСТы, если таковые имеются. При разработке, регистрации, внедрении и пересмотре ГОСТов, ОСТов и СТП руководствуются документами Государственной системы стандартизации (ГСС), включающей 13 стандартов. На стадии разработки стандарта выполняют его проверку на патентную чистоту.
Кроме Государственной системы стандартизации в настоящее время действует еще ряд комплексных систем (номер системы обозначают цифрой после аббревиатуры ГОСТ), среди которых: ГОСТ 4 – Система показателей качества продукции (СПК.П); ГОСТ 8 – Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ); ГОСТ 15 – разработка и постановка продукции на производство.
Примером комплексной стандартизации служат комплексные системы управления качеством продукции (КС УКП), построенные по отраслевому принципу, а также комплексная целевая программа стандартизации НК. В соответствии с последней разработано значительное число ГОСТов и ОСТов в области НК, ряд из которых по техническому уровню превосходит соответствующие стандарты, действующие за рубежом.
Необходимость международного сотрудничества в области стандартизации вызвала создание в 1946 г. Международной организации по стандартизации (ИСО). Высший руководящий орган ИСО – Генеральная ассамблея. Практическую работу по стандартизации ведут технические комитеты (ТК), сферы деятельности которых разграничены. Технический комитет ИСО/ТК 135 ведет работы по стандартизации в области неразрушающего контроля. В некоторых направлениях международная стандартизация развивается автономно. Примером могут служить Европейская организация по контролю качества (ЕОКК) и Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), уделяющие весьма серьезное внимание вопросам стандартизации и метрологического обеспечения НК.
Стандарты на неразрушающие методы контроля относят к одной из трех групп.
1. Стандарты общего назначения. Это стандарты на классификацию методов контроля, терминологию, единую систему обозначений, требования к содержанию стандартов других групп. Примером такого стандарта может служить ГОСТ18353–79.
2. Стандарты на средства контроля, разделяющие приборы данного типа на группы по определенным признакам, определяющие основные узлы и параметры этих приборов. В этих стандартах устанавливаются цифровые ряды или предельные значения параметров, рекомендованные к использованию.
Важную роль в повышении технического уровня приборов неразрушающего контроля играют стандарты на основные технические требования (ГОСТ ОТТ), система которых разработана и введена Госстандартом в 1985–1987 гг. ГОСТ ОТТ разработаны на ультразвуковые, вихретоковые, магнитные, радиационные и т.п. дефектоскопы, толщиномеры и другие типы приборов, являющиеся основными средствами неразрушающего контроля. В этих стандартах предусмотрено планомерное улучшение основных технических параметров, чтобы сначала достичь передового международного уровня, а затем превзойти его. Несоответствие прибора ГОСТу ОТТ автоматически лишает его возможности претендовать на высокую категорию качества, а, следовательно, влияет на прибыль и фонд экономического стимулирования предприятия – изготовителя прибора.
3. Стандарты на методики контроля различных видов продукции определенными методами, например: на радиационный контроль сварных соединений, ультразвуковой контроль труб, капиллярный контроль изделий разнообразного типа. В таких стандартах указывают ограничения на виды контролируемой продукции, типы выявляемых дефектов, основные требования к применяемой аппаратуре (в некоторых случаях рекомендуют простые средства проверки ее параметров), способы ее настройки, требования по подготовке изделий к контролю, порядок его проведения и оформления результатов.
Рассмотренная система стандартов на средства и методы контроля разрабатывается в нашей стране в плановом порядке. Уже создано большинство необходимых стандартов. Они периодически пересматриваются и совершенствуются [1].
Объективный анализ применения различных методов привел к целесообразности применения комплексных систем контроля, которые используют разные по физической природе методы исследования, что, в свою очередь, позволит исключить недостатки одного метода, взаимодополнить методы и реализовать тем самым принцип "избыточности" для повышения надежности контроля систем и агрегатов.
Различные методы НК характеризуется разными значениями технико-экономических параметров: чувствительностью, условиями применения, типами контролируемых объектов и т.д. Поэтому при формировании комплекса методов НК разной физической природы возникает проблема оптимизации состава комплекса с учетом критериев их эффективности и затрат ресурсов.
Комплексное использование наиболее чувствительных методов не означает, что показатели достоверности будут соответственно наибольшими, а в свою очередь, учет первоочередности технических показателей может привести к противоречиям с экономическими критериями, такими как трудозатраты, стоимость, время контроля и т.д., что, в свою очередь, может привести к тому, что выбранный комплекс методов НК может оказаться с экономической точки зрения неэффективным.
Для реализации различных методов НК разработаны различные приборы: дефектоскопы (ультразвуковые дефектоскопы сварных соединений представлены в приложении 3), толщиномеры, тепловизоры для разных дефектов (трещин, негерметичностей), электронное оборудование (для нахождения ослабления электрических контактов), механическое оборудование, которое имеет различные технико-экономические характеристики и технологии использования для различных типов дефектов и др.
Из анализа имеющихся характеристик вытекает необходимость решения задачи выбора состава (комплекса) методов НК как задачи в оптимизационной постановке. Комплексное применение методов НК для диагностики и обнаружения дефектов в агрегатах и системах направлено на обеспечение увеличения эффективности и достоверности контроля, продления работоспособности и ресурса.
Задача формирования комплекса различных методов НК для обнаружения совокупности возможных (наиболее опасных дефектов) в системе может быть сформулирована как оптимизационная многоуровневая однокритериальная (многокритериальная) задача дискретного программирования.
Решение задачи - оптимальное сочетание различных методов НК, применение которых наиболее эффективно при эксплуатации и анализе ресурса дорогостоящих систем.
Актуальными при проведении НК являются также задачи оптимального распределения объемов контроля на всех этапах жизненного цикла объекта, оптимизации мест и параметров контроля, планирования технического обслуживания системы с учетом экономических показателей [3].