Сварка металлов плавлением. Статистическая оценка качества по результатам неразрушающего контроля

ГОСТ 25997-83

Группа Т59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР


СВАРКА МЕТАЛЛОВ ПЛАВЛЕНИЕМ

Статистическая оценка качества по результатам неразрушающего контроля

Fusion welding of metals. Statistical quality evaluation by nondestructive testing results

ОКСТУ 0011

Дата введения 1985-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 12 декабря 1983 г. N 5819 срок действия установлен с 01.01.85 до 01.01.90*
________________
* Ограничение срока действия снято по протоколу Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 2, 1993 год). - Примечание изготовителя базы данных.

ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 1987 г.


Настоящий стандарт устанавливает правила статистической оценки стабильности статистически управляемых технологических процессов сварки соединений из металлов и их сплавов для изделий массового или серийного производства по результатам неразрушающего контроля.

Термины, применяемые в стандарте, и их определения - по ГОСТ 15467-79, ГОСТ 15895-77*, ГОСТ 16504-81 и ГОСТ 2601-74**.
__________________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют ГОСТ Р 50779.10-2000, ГОСТ Р 50779.11-2000.
** На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 2601-84. - Примечание изготовителя базы данных.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Статистическую оценку стабильности технологического процесса сварки выполняют границами доверительного интервала и по результатам неразрушающего контроля выборки сварных соединений.

1.2. Для отбора единиц продукции в выборку применяют метод систематического отбора по ГОСТ 18321-73.

При необходимости допускается применять метод отбора с применением случайных чисел.

1.3. В качестве случайных чисел в выборке принимают:

число дефектных единиц продукции , распределенных в выборках по биномиальному закону или закону Пуассона;

показатель качества технологического процесса , значения которого в выборках распределены по закону Пуассона или нормальному закону.

Согласие опытного распределения с теоретическим следует проверять в соответствии с требованиями СТ СЭВ 1190-78.

1.4. Для показателя (0,03-0,30) и фиксированных объемов выборки (5, 10, 15, 20, 30) статистическую оценку по числу дефектных единиц продукции выполняют по биномиальному закону распределения.

Для показателя 0,1 и значений выборок 0,1 объема партии статистическую оценку выполняют на основании закона Пуассона.

Для показателей проконтролированных выборок объемом 100 единиц продукции и распределенных по нормальному закону статистическую оценку выполняют для известного и неизвестного среднего квадратического отклонения.

1.5. Статистическую оценку выполняют в следующем порядке:

на этапе предварительного исследования устанавливают среднее () и номинальное () значения показателя качества.

В случае перерыва процесса изготовления сварного изделия, не связанного с изменением технологии, и известного значения уровня качества сварки допускается определять по формуле (4);

устанавливают доверительную вероятность с учетом уровня качества сварки и требований конкретного сварочного производства. При невозможности установить уровень качества сварки допускается принимать равной 0,5-0,8. На последующем этапе статистической оценки устанавливают 0,8;

для номенклатуры сварных изделий или однотипных сварных соединений устанавливают необходимый объем выборки с учетом требований п.1.4;

по установленным значениям , и определяют границы доверительного интервала или и выполняют статистическую оценку.

1.6. Параметры оценки , , , или рассматривают в качестве плана статистической оценки и обозначают [(,, ), ] или [(,, ), ].

1.7. Оценку качества допускается производить построением графиков, на которых по оси абсцисс откладывают условные номера выборок в последовательности выполнения сварных соединений, по оси ординат - значения или и верхней границы доверительного интервала.

При построении графиков рекомендуется использовать фиксированные объемы выборок по данным учетной документации.

2. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА

2.1. Определение показателей качества

2.1.1. Показатели качества определяют по результатам первичного неразрушающего контроля по альтернативному признаку.

2.1.2. За условную единицу продукции принимают участок сварного шва длиной 100 мм (например, при контроле 1 м шва сварного соединения число единиц равно 10).

При длине шва сварного соединения менее 100 мм за единицу продукции принимают изделие.

2.1.3. При радиографическом контроле за условную единицу продукции принимают участок радиографического снимка длиной 100 мм (например, для радиографического снимка длиной 300 мм число условных единиц равно 3).

При длине снимка менее 100 мм и использовании для контроля более одного снимка за единицу продукции принимают изделие.

При необходимости за условную единицу продукции принимают радиографический снимок длиной более 100 мм. В этом случае при показателе качества указывают длину снимка (например, для снимка 400 мм и показателе качества 0,2 указывают =0,2).

2.1.4. Показатель качества () по числу условных дефектных единиц продукции при вычисляют по формуле

, (1)

где - число условных дефектных единиц продукции в выборке;

- число условных единиц продукции в выборке.

Для сварных соединений, удаляемых полностью при обнаружении одного или более дефектов, число условных дефектных единиц принимают равным числу условных единиц.

2.1.5. Допускается применять показатель качества () по суммарной длине удаленных дефектных участков и проконтролированного сварного соединения при , вычисляемый по формуле

, (2)

и показатель качества по суммарному объему металла удаленных дефектных участков и объему металла шва проконтролированного сварного соединения, вычисляемый по формуле

. (3)

2.1.6. Указания по выбору показателей качества, примеры их определения и выполнения оценки приведены в справочном приложении 1.

2.2. Определение уровня качества сварки

2.2.1. Уровень качества сварки () в процентах вычисляют по формуле

, (4)

где - номинальное значение показателя качества, определяемое по среднему значению.

2.2.2. Если по результатам статистического анализа выявлено, что для данного технологического процесса изготовления сварных изделий используют свариваемые или сварочные материалы с показателями, которые не учитывались при установлении , то такой уровень подлежит пересмотру.

2.2.3. При наличии в изделиях нескольких типов сварных соединений классифицируют уровни качества для каждого типа.

2.2.4. Классификация уровней качества сварки приведена в справочном приложении 2.

2.2.5. Определение доверительной вероятности с учетом уровня качества сварки приведено в справочном приложении 3.

2.3. Оценка уровня качества

2.3.1. Для случайных величин, имеющих вид целых и положительных значений (0, 1, 2,..., ) и распределенных по биномиальному закону или закону Пуассона статистическую оценку выполняют по соотношению

, (5)

где - верхняя граница доверительного интервала, учитывающая приемлемое число условных дефектных единиц в выборке.

2.3.2. Для случайных величин, распределенных по нормальному закону, оценку выполняют по соотношению

, (6)

где - верхняя граница доверительного интервала, учитывающая допустимое отклонение показателя качества.

2.3.3. Если или превышают значения или , то считают, что с вероятностью наблюдается отклонение стабильности технологического процесса сварки.

2.3.4. Указания по определению границ доверительного интервала и приведены в рекомендуемом приложении 4.

Если или не превышают значения или , то подтверждается стабильность технологического процесса сварки.

2.4. Для статистической оценки качества разрабатывают формы учета.

Состав и количество параметров в формах учета устанавливают в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.

Образец заполнения формы учета приведен в справочном приложении 5.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (справочное). УКАЗАНИЯ ПО ВЫБОРУ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА И ПРИМЕРЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

1. Указания по выбору показателей качества

1.1. Показатель используют для толщин свариваемого металла от 3 до 40 мм.

Применение показателя требует измерения длины удаленного участка. При отсутствии требований к точности оценки для 0,2 допускается принимать длину удаляемого участка (при удалении дефектных мест шлифмашинками) равной условной единице продукции. Для повышения точности оценки учитывают среднюю длину от каждого вида дефекта, где =1, 2,..., . Тогда суммарную длину дефектных участков для выборочной совокупности вычисляют по формуле

,

где - число дефектных мест по -му виду дефекта в выборке.

При средней длине удаляемого дефектного участка, рассчитываемого по формуле

,

где - общее число дефектных мест в выборке, суммарная протяженность дефектных участков равна .

1.2. Показатель используют для толщин свариваемого металла более 40 мм.

При отсутствии требований к точности оценки для расчета показателя используют среднее значение удаляемого объема металла , вычисляемого по формуле

,

где - средний объем удаляемого металла по -му виду дефекта в выборке;

- число дефектных мест по -му виду дефекта в выборке.

Суммарный объем металла удаленных дефектных мест вычисляют по формуле

.

2. Примеры определения показателей и статистической оценки качества

Пример 1. На основании результатов радиографического контроля сварных соединений корпусной конструкции из стали 16ГС длиной 16 м, выполненных односторонней сваркой под слоем флюса, обнаружено 5 дефектных мест. Определить показатель качества .

Решение. Для условной единицы продукции 0,1 м по формуле (1) настоящего стандарта определяем для и .

.

При использовании в качестве единицы продукции длины радиографического снимка 400 мм для и показатель равен

.

Пример 2. На основании результатов ультразвукового и радиографического контроля 10 стыковых сварных соединений трубопроводов () диаметром () 159 мм с толщиной стенки 8 мм из стали 20, выполненных полуавтоматической газоэлектрической сваркой плавящейся проволокой св-08Г2С в среде углекислого газа, обнаружено 5 дефектных мест. Определить и .

Решение. По формуле (1) настоящего стандарта определяем для , и

.

При =0,1 м по формуле (2) настоящего стандарта вычисляем для суммарной длины удаленных дефектных участков м и

м.

.

Пример 3. Уровень качества ручной электродуговой сварки плавящимся электродом стыковых сварных соединений трубопровода диаметром 325 мм с толщиной стенки 16 мм из низколегированной стали =90%. Радиографический контроль 3 стыковых соединений выявил 3 дефектных места. С доверительной вероятностью =0,65 произвести оценку качества. Вероятность распределения числа дефектных участков соответствует биномиальному закону.

Решение. По табл.1 рекомендуемого приложения 4 для и числа проконтролированных единиц , показателе и определяем доверительную границу . Так как обнаруженное число дефектных мест не превышает приемлемого , то можно сделать вывод, что нет оснований считать технологический процесс сварки нестабильным.

Пример 4. На основании результатов ультразвукового и радиографического контроля 5 стыковых сварных соединений трубопровода диаметром 219 мм с толщиной стенки 8 мм и 20 стыковых соединений трубопровода диаметром 160 мм с толщиной стенки 8 мм из легированной стали, выполненных аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом, обнаружено 9 дефектных мест.

Для =95% с доверительной вероятностью =0,8 произвести оценку качества. Вероятность распределения числа дефектных участков соответствует закону Пуассона.

Решение. Для и 20 число проконтролированных единиц для двух типоразмеров сварных соединений . Для ожидаемое число дефектных мест равно . По табл.3 рекомендуемого приложения 4 для и коэффициент . Доверительная граница по формуле (4) приложения 4 равна

.

Так как обнаруженное число дефектных мест превышает приемлемое , то есть основания считать технологический процесс сварки нестабильным. Необходимо произвести анализ факторов, приведших к такому нарушению. Если анализ факторов не выявил существенных нарушений, то следует произвести повторную оценку следующей выборки стыковых соединений.

Пример 5. Для десяти выборок однотипных сварных соединений с объемом каждой выборки =300 показатели качества имеют следующие значения: 0,1; 0,15; 0,17; 0,08; 0,1; 0,12; 0,13; 0,05; 0,07; 0,1. Определить номинальное значение показателя качества .

Решение. Среднее значение (0,1+0,15+0,17+0,08+0,1+0,12+0,13+0,05+0,07+0,1)=0,107 (10,7%). В качестве номинального принимаем =0,10 (=90%).

Пример 6. Для ручной дуговой сварки плавящимся электродом ТМУ-21 стыковых соединений трубопровода из углеродистой стали толщин 8-10 мм уровень качества сварки =90%, среднее квадратическое отклонение =6%. С доверительной вероятностью =0,995 произвести оценку результатов контроля выборки =100, показатель качества которой =0,12. Вероятность распределения показателя соответствует нормальному закону.

Решение. Для =0,12, и - по табл.4 рекомендуемого приложения 4 по формуле (5) рекомендуемого приложения 4 определяем

.

Верхняя граница доверительного интервала показателя . Так как , то имеются основания считать наличие факторов (или фактора), нарушающих стабильность технологического процесса сварки.

Пример 7. Для значений , приведенных в примере 5, и неизвестном среднем квадратическом отклонении показателя произвести оценку для =90% и 0,95.

Решение. По формуле (7) рекомендуемого приложения 4 определяем

.

Для =10, =0,037, =0,95 и =2,262 - по табл.5 рекомендуемого приложения 4 для по формуле (6) рекомендуемого приложения 4 определяем

.

Верхнее допускаемое значение показателя .

Так как , то нет оснований сомневаться в стабильности технологического процесса сварки.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (справочное). КЛАССИФИКАЦИЯ УРОВНЕЙ КАЧЕСТВА СВАРКИ [УКС]

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

При выполнении классификации УКС используют следующие технологические признаки: характеристику способа сварки, тип или марку свариваемого металла и сварочного материала, диапазон свариваемых толщин, конфигурацию соединения, конструкцию свариваемых кромок, типоразмер свариваемой детали (сборочной единицы), а также условия выполнения сварочных работ, установленные нормативные требования, квалификацию сварщика, сварочное оборудование. Учитывают, что увеличение числа признаков классификации сварного соединения приводит к уменьшению величины рассеяния значений УКС, увеличению периода времени для накопления необходимого объема выборки и снижению оперативности при принятии решений.

Примеры классификации УКС приведены в табл.1 и 2. Для определения УКС по табл.1 использован показатель , а по табл.2 - .

Таблица 1

Уровни качества сварки стыковых соединений трубопроводов

Примечание. Значения УКС выше средних относятся к стационарным условиям выполнения сварочных работ, ниже средних - к условиям выполнения сварочных работ при монтаже.

Таблица 2

Уровни качества сварки стыковых соединений трубопроводов

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (справочное). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОВЕРИТЕЛЬНОЙ ВЕРОЯТНОСТИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное

1. Доверительную вероятность () выбирают с учетом уровня качества сварки () по табл.1.

Таблица 1

2. Выбор доверительной вероятности производят с учетом коэффициента стабильности, вычисляемого по формуле

.

Допускаемые значения доверительных вероятностей приведены в табл.2.

Таблица 2

Примечание. Доверительную вероятность определяют для наименьшего значения проконтролированных выборок.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 (рекомендуемое). УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГРАНИЦ ДОВЕРИТЕЛЬНОГО ИНТЕРВАЛА

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рекомендуемое

1. Для дискретных случайных величин, имеющих вид целых и положительных значений (0, 1, 2, ..., ) и распределенных по биномиальному закону, границы доверительного интервала определяют по уравнению

, (1)

где - параметр распределения. Для совокупности проконтролированных сварных соединений показатель качества принимают равным вероятности появления условной дефектной единицы;

- число сочетаний из единиц по .

1.1. Границы доверительного интервала определяют для установленных значений объемов выборок.

Верхнюю границу доверительного интервала для объемов выборки 5, 10, 15, 20, 30 проконтролированных условных единиц, доверительной вероятности (0,5-0,999) и показателя (0,03-0,30) определяют по табл.1.

Для объемов выборок более 30 верхнюю границу доверительного интервала определяют по уравнению (1).

Таблица 1

Верхняя граница доверительного интервала для объемов выборки , доверительной вероятности и показателей качества