статистический контроль качества окрашенных поверхностей

СТАТИСТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
ОКРАШЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
И КОНСТРУКЦИЙ
Логанина В.И., д.т.н., профессор, Федосеев А.А., к.т.н., доцент
Пензенский государственный университет
архитектуры и строительства
При организации контроля качества лакокрасочных покрытий
поверхностей строительных изделий и конструкций, имеющих
относительно большую площадь, необходимо решить две важнейшие
задачи:
- задание требований к показателям качества окрашенных
поверхностей, отражающих специфику изделия;
- разработка методики контроля выполнения требований к
показателям качества по всей контролируемой площади.
Очевидно, что качество покрытий определяется наличием или
отсутствием тех или иных дефектов на отдельных участках
поверхности. Так как площади дефектов, как правило, пренебрежимо
малы по сравнению с площадью поверхности, а также мала значимость
каждого отдельного дефекта, сплошной контроль всей поверхности
представляется неэффективным в условиях массового изготовления изза большой трудоёмкости и сложности установления критериев
приёмки.
Весьма актуальным является вопрос оценки качества окрашенных
поверхностей по количественным показателям качества отдельных
свойств покрытий. Интерес возникает в связи с тем, что, как
показывают опытные обследования покрытий, несоответствие
требованиям каждой отдельной поверхности характеризуется
возможными несоответствиями небольшого числа показателей, в то
время как по большинству других показателей покрытие можно считать
годным.
Решение данного вопроса осуществляли с применением методики
контроля отдельных свойств покрытий, основанной на положениях
математической статистики.
Методика
основана
на
определении
средних
и
среднеквадратических отклонений количественных оценок различных
показателей качества и, принимая во внимание нормальность
распределения этих оценок, вычислении реального уровня дефектности
(процента некачественной поверхности от общей площади) по каждому
показателю.
Решение первой задачи организации контроля заключалось в
установлении критических значений для количественных оценок
каждого показателя и допустимого уровня дефектности площади
покрытия по каждому показателю с учётом реального срока
эксплуатации. Данные критерии устанавливались, также, с учётом
«статуса» строительного сооружения. Например: «Грязеудержание
покрытия должно характеризоваться количественной оценкой не менее
0,8. Процент несоответствующей площади поверхности по данному
показателю не более 0,1%».
Под качественным участком поверхности будем понимать участок,
соответствующий требованиям по всем заданным показателям, которые
подвергаются контролю. Следовательно, главным требованием, из
которого устанавливаются все остальные, является требование к
качеству окрашенной поверхности в целом, которое формулировалось
следующим образом: «Процент некачественной поверхности не должен
превышать q%». Свойства, которые характеризуют качество, должны
оговариваться отдельно для каждого конкретного случая.
Таким образом, решение задачи установления уровней дефектности
для каждого изучаемого отдельного свойства выглядит следующим
образом. Допустим, качество окрашенной поверхности характеризуется
m свойствами. Тогда вероятность того, что поверхность будет годной по
всем показателям определяется как:
P  (1  q)  (1  q1 )  (1  q2 )  ...  (1  qm ) ,
(1)
где
q1, q2, …,qm – доли некачественной поверхности по каждому
свойству;
q – доля некачественной поверхности по всем свойствам.
Выражение (1), соответствующее доли качественной поверхности
по всем свойствам, при осуществлении контроля, очевидно,
трансформируется в неравенство:
P  (1  q)  (1  q1 )  (1  q2 )  ...  (1  qm )
(2)
Неравенство (2) служит критерием при обобщённой оценке
качества созданной окрашенной поверхности.
Рассмотрим частный случай, при котором допустимые доли
дефектности по всем свойствам покрытия равнозначны, т.е.
q1=q2=…=qm=q*. Тогда, решая неравенство (2), определим критические
уровни несоответствий по каждому свойству:
q*  1  m 1  q
(3)
Возможные решения неравенства (3) приведены в табл. 1
Таблица 1
Критические доли несоответствующей площади
поверхности покрытия по отдельным свойствам (q*)
Число
Установленная доля некачественной
показателей
поверхности по всем свойствам (q)
качества
0,01
0,05
0,1
1
0,01
0,05
0,1
-3
2
0,025
0,051
5,01310
3
0,017
0,035
3,34510-3
4
0,013
0,026
2,50910-3
5
0,01
0,021
2,00810-3
6
0,017
1,67410-3
8,51210-3
-3
-3
7
0,015
1,13510
7,30110
-3
-3
8
0,013
1,25610
6,39110
9
0,012
1,11610-3
5,68310-3
10
0,01
1,00510-3
5,11610-3
Установив, таким образом, требования к качеству покрытия по
отдельным свойствам, перейдём к решению второй задачи, а именно к
разработке методики контроля.
Руководствуясь заданными рисками производителя и потребителя
(допустимыми ошибками первого и второго рода), а также
критическими уровнями несоответствий для качественного и
некачественного покрытий (q0 и q), определим необходимый объём
выборки (число контролируемых участков поверхности).
Так как число показателей, участвующих в оценке качества
окрашенной поверхности строительных изделий и конструкций,
значительно больше четырех (максимально 15 свойств), то числовые
значения qn должны быть очень малыми, чтобы обеспечить более
низкий уровень несоответствий q качества окрашенной поверхности.
Осуществив случайным образом выборку из n участков
окрашенной поверхности, определяем для каждого участка
количественные оценки для заданных свойств. Далее для каждого
свойства вычисляем реальный уровень дефектности покрытия по
формуле:
где
 S i  S кр 
i 
,
(4)
qi  1  Ф
 S

i


S кр i - заданное критическое значение i-го свойства покрытия;
Ф(х) – значение функции нормального стандартного
распределения.
Определив реальные значения qi для свойств и сравнивая их с
заданными в требованиях значениями, можно сделать вывод о качестве
покрытия по отдельным свойствам.
Если же задано требование к качеству покрытия в целом (по всем
свойствам), то определяется значение q и также делается вывод о
соответствии качества покрытия.
Основными достоинствами предлагаемой методики является
относительно невысокая стоимость (n=5…15), объективность оценки,
основанная на статистических правилах, возможность анализа качества
покрытий
по
простиранию
поверхности,
регулирование
технологических
процессов
окрашивания,
а
следовательно,
предупреждение брака путём своевременного внесения корректировок
технологии по данным контроля.