Главная  Материалы 

 

Стандартизация и контроль качества продукции

 

До самого последнего времени в строительстве применялись в основном мягкие, низкоуглеродистые стали типа болгарской арматурной стали класса A-I. Верхняя граница практически целесообразного их сопротивления — это предел текучести. Так как рабочий участок графика а—е является почти линейным, здесь в силе закон Гука о соответствии между напряжениями и деформациями. Поэтому достаточно знать величину одной из двух характеристик, чтобы найти величину другой. Следует заметить, что подобная ясность и чистота поведения присуща только сталям. Позже мы еще увидим, что графики работы других строительных материалов сильно отличаются от такой пррстой и ясной схемы пропорциональности, как график а-е для сталей, ужасающим образом выходя за рамки области, на которую распространяется закон Гука. Сталь единственный материал, приближающийся по своим свойствам к однородной и упругой модели твердого тела, которой обычно оперирует строительная механика.

 

Чтобы в сечении возникли напряжения 2100 кг/м2 (таково расчетное сопротивление стали класса A-I),- согласно закону Гука, должна реализоваться деформация 0,001 (0,1%). Это значит, что каждый метр элемента должен удлиниться на 1 мм. Подобная незначительная деформация вполне приемлема в практике строительства. Вообще необходимо отметить, что деформации в строительных конструкциях в принципе очень малы, просто несоизмеримы с размерами конструктивных элементов.

 

Мерилом твердости материала является его линейный модуль упругости. Он выражается как тангенс угла между отрезком 0-а и горизонтальной осью графика а—е (см. . С физической точки зрения этот модуль означает напряжение условное напряжение, которое возникает в материале, когда образец вдвое увеличивает свою длину. С математической точки зрения это просто коэффициент пропорциональности в формуле закона Гука, которая представлена на 6.

 

Линейный модуль упругости строительных сталей приблизительно равен 2 млн. кг/см Сталь в наибольшей степени отвечает требованиям прочности и твердости. Но если вариантов по твердости не так уж много, то с прочностью дело обстоит гораздо сложнее.

 

Существует достаточно много видов современных строительных сталей. До этого мы говорили о самом распространенном из них, возможности которого наиболее ограничены. Достаточно, например, повысить содержание углерода до 0,3%, чтобы качества стали существенно изменились. Так как мы уже умеем разбираться в паспорте материала в его графике а—е, мы сможем почерпнуть необходимую информацию на Поведение такой стали там показано линией II. Как можно видеть, линейная зависимость между напряжениями и деформациями здесь сохраняется до гораздо более высокого предела, чем у мягких сталей (линия I). Площадка текучести не только значительно выше расположена, но и менее ярко выражена. Это значит, что такие стали, которые называются низколегированными, менее пластичны, чем мягкие. Например, арматурная сталь класса А-Н имеет расчетное сопротивление 2700 кг/см2, а сталь класса А-Ш 3600 кг/см

 

Сравнение рабочих диаграмм мягкой, низколегированной и высокопрочных сталей. Площадка текучести постепенно исчезает, а в зоне малых, конструктивно целесообразных деформаций сопротивления продолжают нарастать

 

Столь значительные сопротивления реализуются при соответствующих деформациях 0,13 и 0,18%. А поскольку напряжения разрушения равны соответственно 5000 и 6000 кг/см2, сталь класса А-11 используется приблизительно на 55% своих предельных возможностей, а арматурная сталь класса А-Ш — приблизительно на 60%. Этот важный показатель использования возможностей материала для арматурной стали класса A-I едва достигает 50%. Очевидно, что у низколегированных сталей не только выше расчетное сопротивление, но в этом случае значительно полнее используются и прочностные резервы материала.

 

Среди довольно широкого ассортимента строительных сталей специальные высокопрочные стали являются своего рода аристократией . Они находят применение главным образом в предварительно напряженных конструкциях, и их сопротивление действительно весьма внушительно в 5-10 раз больше, чем у вышеупомянутых сталей. В качестве примера рассмотрим высокопрочную проволоку диаметром 2,5 мм, При расчетных напряжениях 11 000 кг/см2 напряжения разрушения составляют около 16 000 кг/см. Если теперь мы разделим одно число на другое, то увидим, что в строительстве непосредственно используется приблизительно 70% предельных возможностей материала. Это уже такой результат, который достоин уважения, К лучшему вряд ли следует стремиться, так как иначе может пострадать надежность, являющаяся гарантией против внезапного разрушения. Объяснение этому мы сможем получить из 7.

 

Линией III показана зависимость о-е для подобной высокопрочной стали, Она коренным образом отличается от поведения мягких и низколегированных сталей. Площадка текучести полностью отсутствует; длинный, почти линейный график внезапно обрывается в точке разрушения материала хрупкого разрушения.

 

Для характеристики этого явления приведем пример из прошлого. Год 189 Место действия Англия, станция Норвуд на железнодорожной линии Лондон Брайтон. В этом месте был построен широкий железнодорожный путепровод с пролетом 9 м, по которому проходило семь рельсовых путей. Утром 1 мая по путепроводу в Норвуд с обычной скоростью 65 км/ч промчался почтовый поезд из Лондона, Его хвостовой вагон уже подтягивался к последней промежуточной опоре, когда вдруг с грохотом разорвалась одна из двух чугунных балок под железнодорожной колеей. Два четырехметровых обломка упали на дорогу, которая, к счастью, была пуста, а другие угрожающе повисли, неизвестно на чем держась. Состав сошел с рельсов, но все же успел миновать последний участок путепровода, не перевернувшись на крутой склон насыпи. Хвостовой вагон устоял на опоре, сильно наклонившись к пропасти и удерживаясь только благодаря зацепляющему устройству.

 

Разрушившаяся чугунная балка была в эксплуатации уже 31 год. После катастрофы в области разрыва был обнаружен пористый участок, оставщийся еще с того времени, когда отливалась балка. Тяжелые условия эксплуатации послужили причиной процессов, которые постепенно подрывали несущую способность элемента, подготавливая последовавшее за этим событие. Эта катастрофа вызвала большое волнение в инженерном мире Англии того времени. Из 9576 находящихся в эксплуатации мостов 2828 были чугунными. Перспектива их разрушения после примера с мостом в Норвуде была достаточно реальной, и потому было принято решение о срочной их замене.

 

Эта катастрофа в сотый раз доказала, что чугун хрупкий и чувствительный к ударам материал не подходит для строительства мостов, особенно мостов железнодорожных. Впрочем, с 1883 г. его применение для подобных целей в Англии было запрещено.

 

В принципе существует два вида разрушения материала хрупкое и пластичное. Хрупкое разрушение обусловлено сцеплением между частицами; когда внешнее воздействие превосходит силы сцепления, материал внезапно разрывается. Пластичное разрушение предполагает такое сильное сцепление, что частицы материала раздвигаются, взаимно перемещаются и только потом разделяются. Именно такое взаимное смещение частиц является причиной большой деформируемости и пластичности мягких сталей. В силу обстоятельства мы вынуждены работать с расчетным сопротивлением, не превышающим предел текучести, но если в действительности конструкция окажется в состоянии перегрузки (в случае некой аварийной ситуации), она не разрушится внезапно. Напряжения сначала достигнут предела текучести, сталь начнет течь и сильно деформироваться. Конструкция провиснет, искривится, станет аварийной, неиспользуемой, но разрушения в буквальном смысле слова, по-видимому, вообще не произойдет.

 

Коренным образом отличное от описанного выше и гораздо более опасное положение складывается при применении хрупких материалов, таких,как все легированные и высокопрочные стали, Отсутствие предела текучести, по существу, лишает нас сигнала о том, что напряжения опасно возросли. При слабой деформируемости этих сталей разрушение наступает внезапно, без видимых внешних причин.

 

Заслуживает внимания тот факт, что один и тот же материал может разрушаться и хрупко, и пластично. Например, мягкие стали при низких температурах, при систематическом динамическом воздействии или при сложных конструктивных формах, которые ограничивают возможности взаимного смещения кристаллов в металле, могут разрушаться внезапно, т.е. хрупко. Поэтому конструктор обязательно должен иметь в виду все эти особенности условий эксплуатации. В противном случае конфликт может завершиться победой внешних сил. А это значит, что катастрофа неминуема...

 

Дальше мы часто будем говорить о том, что материал работает или что конструкция работает , Ставить кавычки в дальнейшем нет надобности, потому что это действительно так, Коль скоро мы говорим о напряжениях и деформациях, или о силах и перемещениях, очевидно, речь идет и о работе, ибо, как нам известно, работа есть произведение силы на величину перемещения точки ее приложения (в направлении действия силы). Если мы представим себе стальной прут с поперечным сечением 1 см2 и длиной 1 м, на котором висит груз 2 т, то деформация будет равна 0,1% (арматурная сталь A-I). Но в этом случае деформация идентична перемещению в 1 мм. Если мы умножим силу на величину перемещения точки ее приложения, то получим работу, которая совершается при деформации стального прута: 2000-0,001=2 кгм. Такую работу совершают и внутренние силы в пруте, сопротивляющемся деформации. Такую же работу совершаем и мы сами, перенося груз в 1 кг на расстояние 2 м. Приблизительно такую энергию выделяет и 1000-ваттная электроплитка за 5 ч работы.

 

Но в нашем случае энергия является потенциальной и своей величиной обязана деформации. Площадка на диаграмме 0-е, в сущности, графическое выражение потенциальной энергии деформации материала, или — что то же самое — работы, которую должны совершить внешние силы, чтобы произошла деформация. Разумеется, в реальных конструкциях потенциальная энергия деформации несравнимо больше и по величине приближается к часовой производительности небольшой электростанции.

 

Стандарт — документ, устанавливающий комплекс норм, правил и требований к объекту стандартизации. Стандарт разрабатывают и утверждают компетентные органы, после утверждения он приобретает силу закона.

 

Развитие государственной стандартизации начинается в годы первых пятилеток. Первый Общесоюзный стандарт (ОСТ- был принят в 1926 г. В послевоенные годы создается Международная система стандартизации. Россия член Международной организации по стандартизации (ISO), объединяющей более 70 стран. В настоящее время в России действуют стандарты трех категорий: государственные (ГОСТ) — на всей территории России и для всех областей народного хозяйства, отраслевые (ОСТ) — Для предприятий и организаций данной отрасли (например, промышленности строительных материалов), и предприятий (ТУ) — технические условия. Каждый стандарт имеет номер с указанием года вступления в силу.

 

Сущность стандартизации. «Деятельность, заключающаяся в нахождении решений для повторяющихся задач в сфере науки, техники и экономики, направленная на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области» — так определяется сущность стандартизации в ГОСТ 1.0-85.

 

Объектами стандартизации в области строительства служат материалы, изделия и конструкции, санитарно-техническое и инженерное оборудование зданий, здания и сооружения, строительная оснастка и инструмент.

 

Стандарты устанавливаются на все виды массовой и серийной продукции. Они предусматривают типы, виды, марки и размеры изделий и материалов, а также методы испытаний, правила упаковки, хранения и транспортирования. Процесс установления и применения стандартов — стандартизация; она основывается на объединенных достижениях науки, техники и практического опыта и определяет основу не только настоящего, но и будущего развития. Стандартизация способствует улучшению качества продукции, повышению уровня унификации и взаимозаменяемости, развитию автоматизации производственных процессов, росту эффективности эксплуатации и ремонта изделий.

 

На каждый объект стандартизации разрабатывают несколько видов стандартов (иногда их объединяют в один стандарт). Для строительных материалов и изделий создают стандарты типа «общие технические требования», «технические условия» и «методы испытаний». Стандарты на методы испытаний и контроль качества необходимы потому, что каждому показателю качества продукции, включенному в стандарты «технические требования» и «технические условия», должен соответствовать единый метод оценки этого показателя. Только в таком случае можно получить объективные данные о качестве продукции, выпускаемой различными предприятиями, и оценить ее соответствие требованиям стандарта.

 

При составлении ГОСТов учитываются международные стандарты, разрабатываемые ISO.

 

Унификация возможна только на основе ранее проведенной стандартизации; она дает существенный экономический эффект на всех стадиях строительства от проектирования до монтажа зданий.

 

Стандартизируется не вся производимая продукция, а лишь та ее часть, которая предназначена для массового производства и применения.

 

Контроль качества продукции. Эффективное действие стандартов невозможно без всестороннего контроля, начиная от проверки качества сырьевых материалов до контроля готовой продукции. И здесь большая роль принадлежит стандартизации, дающей эффективные научно обоснованные и объективные методы испытаний материалов и изделий.

 

Унификация — один из методов стандартизации в современном индустриальном строительстве. Под унификацией подразумевают приведение различных видов продукции и средств ее производства к минимально возможному числу типоразмеров, марок, форм. Унификация в строительстве состоит в том, что группу близких по размерам изделий или конструкций одного назначения заменяют одним унифицированным. Это, например, относится к конструкциям фундаментов, перекрытий, лестниц, санитарно-технических узлов и т. п.

 

Основные виды производственного контроля на предприятиях стройиндустрии: входной, операционный, приемочный и инспекционный. Объектами контроля служат: качество сырьевых материалов, качество труда, соблюдение технологических режимов и качество готовой продукции. Весь контроль осуществляется на основании требований стандартов.

 

Стандартизация дает ближайшую перспективу развития производства того или иного материала, обязывая все предприятия повышать качество своей продукции до уровня передовых.

 

Операционный контроль — проверка соблюдения нормативных требований, реализуемых в ходе выполнения той или иной технологической операции. Цель контроля обнаружение и устранение дефектов в процессе изготовления изделий. Его осуществляют персонал цеха и ОТК.

 

Испытание материалов и изделий и контроль технологических режимов производства выполняют в лабораториях и отделах технического контроля (ОТК).

 

Инспекционный контроль — особый вид контроля, цель которого — получение информации о выполнении намеченных мероприятий по повышению качества продукции. Контроль производят по специальному графику, утвержденному руководством предприятия, комиссией с привлечением работников лаборатории.

 

Входному контролю подвергают сырьевые материалы, полуфабрикаты, элементы технологического оборудования. Контроль материалов выполняет лаборатория.

 

Приемочный контроль проводят лаборатория и ОТК на готовой продукции и реже на полуфабрикатах. Контролю подвергают каждое изделие или конструкцию, а при производстве материалов и мелкоштучных изделий (вяжущие материалы, кирпич) берут пробы от каждой партии материала, причем размер проб и правила их отбора указываются в стандарте.

 



Песколовки. Санитарно-химические показатели загрязнения сточных вод. "шлягер" каркаса. Систематизация факторов. Системы водоотведения на подтапливаемых территориях. Склады арматурной стали. Скользящая опалубка.

 

Главная  Материалы 



0.0076