Методология выбора материалов потребительского качества для машиностроительной продукции

в.н. протасов, д.т.н., профессор, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина

методология выбора материалов потребительского качества для машиностроительной продукции

Качество любого объекта, в том числе машиностроительной продукции, - сущность этого объекта, выражаемая совокупностью его свойств, показателей свойств и значений показателей, определяющих эту сущность. Сущность объекта - это то, что делает его определенным и отличает от других объектов.

Следует различать фактическое качество и потребительское качество объекта. Фактическое качество объекта - фактическая сущность объекта, выражаемая совокупностью присущих ему свойств, показателей свойств и значений показателей. Потребительское (требуемое) качество объекта - потребительская сущность объекта, обусловливаемая его назначением и выражаемая комплексом требуемых свойств объекта, показателей этих свойств и норм на показатели, обеспечивающих способность объекта выполнять свое назначение.

Назначение объекта - это функции, выполняемые объектом, показатели выполнения этих функций,условия применения объекта и его регламентированный ресурс или срок службы. Из приведенного определения понятия «качество объекта» следует, что свойство объекта - это только одна из составляющих сущности объекта, обусловливающая его различие или общность с другими объектами. Поэтому комплекс требуемых свойств объекта является необходимым, но недостаточным условием определения потребительского качества этого объекта. Не менее важными составляющими, определяющими потребительское качество объекта, являются показатели требуемых свойств объекта в исходном состоянии и при различных видах внеш-

него воздействия на него на различных стадиях жизненного цикла, нормы на показатели.

На рисунке 1 приведен комплекс требуемых свойств объекта, определяющий его потребительское качество. Каждое из этих свойств является сложным свойством, обусловливаемым комплексом простых свойств.

Различные виды машиностроительной продукции в большинстве случаев представляют собой совокупность взаимосвязанных элементов различной степени сложности: агрегаты, сборочные единицы и детали. Назначение и соответствующее ему потребительское качество объекта машиностроительного производства в целом определяют назначение и соответствующее ему потребительское качество отдельных элементов этого объекта в последовательности, обусловливаемой их соподчиненностью и взаимосвязью.

Технические требования к конкретному объекту и к его отдельным элементам являются нормативным документом, определяющим потребительское качество этого объекта и его элементов в соответствии с их назначением и выражающим это качество в виде совокупности требуемых свойств, показателей этих свойств в исходном состоянии и при различных видах внешнего воздействия, норм на показатели и методов контроля соответствия фактических значений показателей требуемых свойств нормам. На рисунках 2, 3, 4 и 5 представлены структурные схемы последовательности разработки технических требований, определяющих потребительское качество конкретного объекта.

Разработка технических требований к конкретному объекту машиностроительного производства и к отдельным элементам этого объекта в соответствии с их назначением в большинстве слу-

Свойства объекта, определяющие его потребительское (требуемое) качество

1 1

Способность Надежность Безопасность Технологичность

выполнять свое назначение

Рис. 1. Комплекс свойств объекта, определяющий его потребительское качество

Способность объекта выполнять свое назначение

Функции (Ф), выполняемые объектом

Ф1

Виды внешних воздействий на объект - ВВ

Ф„

Свойства (СВ) объекта,

обеспечивающие выполнение функции Ф

СВ1

Виды ВВ на стадиях хранения, транспортирования, СМР и др.

СВ,

СВ„

Метод контроля А1

Норма Н1

Виды ВВ на стадии эксплуатации

Регламентированный срок службы - т

Показатель свойства в исходном состоянии - П1

Метод контроля А2

Норма Н1

Показатель свойства после воздействий - П1

Метод контроля А3

Норма Н1

Показатель свойства после воздействий - П1

Рис. 2. Последовательность разработки технических требований к объекту, обусловливающих его способность выполнять свое назначение в заданных условиях применения в течение регламентированного срока службы

чаев является достаточно сложной, многофакторной задачей, требующей высокой квалификации разработчика этих требований, логического мышления и системного подхода. Разработкой технических требований к конкретному объекту и к его отдельным элементам должна заниматься служба качества разработчика объекта в сотрудничестве со службой качества потребителя этого объекта. Технические требования, определяющие потребительское качество отдельных элементов (деталей) машиностроительной продукции, обусловливают потребительское качество материалов этих элементов.

Потребительское качество материала, применяемого для производства конкретного элемента машиностроительной продукции,обусловливается тремя сложными свойствами этого материала:

• способностью материала выполнять свое назначение в данном элементе, которое, в свою очередь, обусловливается назначением этого элемента в конкретной машиностроительной продукции;

• технологичностью материала, обусловливаемой требуемой технологичностью элемента машиностроительной продукции в заданных условиях производства;

• безопасностью материала в заданных условиях производства и применения машиностроительной продукции. Каждое из перечисленных сложных свойств материала элемента машиностроительной продукции определяется совокупностью его простых свойств.

Совокупность простых свойств материала конкретного элемента машиностроительной продукции,обусловливающую способность материала выполнять свое

WWW.NEFTEGAS.INFO

©АКРУС

Сертифицирован па международной системе менеджмента качества 9001:2008

знаь Щш

АКРУС. АНТИКОРРОЗИЙНЫЕ ПОКРЫТИЯ

АКРУС - индустриальные химстойкие, атмосферостойкие покрытия с длительным сроком эксплуатации в различных климатических условиях для защиты стальных, бетонных поверхностей в нефтегазовой, судостроительной металлургической и других отраслях. Материалы разработаны с использованием инновационных технологий в соответствии со стандартами ISO, ASTM, ГОСТ РФ. Сертифицированы и одобрены ВНИИСТ, ВНИИГАЗ, Российским Морским Регистром Судоходства.

@ 0) о

надежность долговечность технологичность

нанесения

ООО «Антикоррозийные защитные покрытия»

117420, г. Москва, ул. Наметкина, д. 10Б

Тел./факс: +7 (495) 363-56-69

E-mail: info@akrus-akz.ru

\л/\л/\л/.акрус.рф

www.akrus-akz.ru

Ф

Рис. 3. Последовательность разработки технических требований к объекту, определяющих его требуемую надежность в заданных условиях применения в течение регламентированного срока службы

назначение в данном элементе, следует разделить на две группы:

• свойства материала, определяющие потребительское качество поверхностей рассматриваемого элемента;

• свойства материала, определяющие потребительское качество тела этого элемента под поверхностным слоем.

Подобное разбиение требуемых свойств материала элемента на две группы позволяет оценить экономическую целесообразность и техническую возможность производства конкретного элемента машиностроительной продукции из одного материала или совокупности материалов, определяющих требуемый градиент свойств этого элемента по заданным координатам. Последовательность разработки технических требований к материалу эле-

мента машиностроительной продукции, определяющих способность материала выполнять свое назначение в данном элементе, аналогична приведенной на рисунке 2.

Технологичность материала, используемого для изготовления конкретного элемента оборудования, обусловливает техническую возможность обеспечения потребительского качества этого элемента в заданных условиях производства и затраты на обеспечение этого качества.

На рисунке 6 приведена схема последовательности разработки технических требований к материалу элемента машиностроительной продукции, определяющих его технологичность в заданных условиях производства. Разработкой технических требований к материалам различных элементов

машиностроительной продукции должна заниматься служба качества разработчика этой продукции. Данные требования являются нормативным документом для конструктора, занимающегося разработкой этих элементов.

Разработка технических требований, определяющих в соответствии с выше-рассмотренными принципами потребительское качество материала конкретного элемента машиностроительной продукции, является только первым этапом процесса выбора материала для этого элемента. Не менее сложной задачей является второй этап -выбор конкретного материала, фактическое качество которого должно соответствовать сформулированному в технических требованиях потребительскому качеству. В существующих справочниках отсутствуют показатели большинства потребительских свойств конструкционных материалов и значения этих показателей у конкретных материалов в исходном состоянии и при различных внешних воздействиях на материал на разных стадиях жизненного цикла элемента, для которого он предназначен (хранение, транспортирование, монтаж, демонтаж, использование по назначению).

Отсутствие подобной информации обусловливает во многих случаях несоответствие фактического качества материалов,используемых для изготовления различных элементов машиностроительной продукции, их

СВ1

Показатель

Безопасность объекта

СВ2

Показатель

СВ3

Показатель

Норма

Норма

Норма

Рис. 4. Последовательность разработки технических требований к объекту, определяющих его требуемую безопасность в заданных условиях производства и применения

НАРУЖНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ НА ОСНОВЕ

ЭКСПЕДИРОВАННОГО ПОЛИЭТИЛЕНА;

а) трехслойная для газопроводов по ТУ 1390-005-86695843-2010 (внесено е Реестр трубной продукции ОАО «Газпром»);

б) тр е хс ло й н ая дл я н ефте п ро водо в по ТУ 1390 -007- 8669 58 43-2010 (внесено В Реестр ОАО «АК «Транснефть»).

в) двухслойная для водопроводов, систем канзлизации и городских газовых сетей по ГОСТ 9.602-2005 и ТУ 1390-001-86695843-2010.

* Линия введена в эксплуатацию в 2010 г,

* Диаметры труб - от 325 до 1420 мм.

* П р ои э водител ьность - до 50 0 к м в год (по т руб е 1020).

ТЕПЛО ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ ДЛЯ ГАЗО-И НЕФТЕПРОВОДОВ С ГРЕЮЩИМ КАБЕЛЕМ.

- По ТУ 5768-009-86695343-2011

* Линия введена а эксплуатацию в 2011 г.

* Диаметры труб - от 57 до 1220 мм.

* Производительность - до 300 км труб в год. Греющий кабель поддерживает темпЕратуру raía и нефти в период технологического останова или при аномально низких температурах.

По требованию заказчика на наружную поверхность стальных труб может наноситься антикоррозионное однослойное эпоксидное покрытие.

ВНУТРЕННЕЕ АНТИКОРРОЗИОННОЕ ПОКРЫТИЕ НА ОСНОВЕ ЭПОКСИДНОЙ ЭМАЛИ АМЕЙСОАТ 391 РС

Для нефтепроводов по ТУ 1390-002-36695343-08. Имеются Заключения по испытанию покрытия во ВНИИСТ и РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина,

• Линия введена в эксплуатацию в 2009 г,

• Диаметры труб - от 325 до 2220 мм.

• П р ои э вод ите л ьность - до 200 км в год (по трубе 1020).

141320, Россия, Московская обл., Сергиево-Посадский р-н, г. Пересвет, ул. Бабушкина, д, 9. Тел./факс: (495) 988-06-86 * E-mail: info@i-t-z.ru • www.i-t-z.ru

ПРИГЛАШАЕМ ПОСЕТИТЬ НАШ СТЕНД НА ВЫСТАВКЕ «НЕФТЬ И ГАЗи/МЮйЕ 2011, МОСКВА, ЦВК «ЭКСПОЦЕНТР», ПАВИЛЬОН № 1

ВНУТРЕННЕЕ ГЛАДКОСТНОЕ ПОКРЫТИЕ

(согласовано с ОАО «Газпром»).

* По ТУ 1390-00&-S669584 3-2011.

* Линия введена в эксплуатацию в 2011 г.

* Диаметрытруб-от530до 1420 мм.

Производительность -до 300 км в год (по трубе 1020).

СВ.

Показатель

Технологичность объекта

СВ2

Показатель

СВ3

Показатель

Норма

Норма

Норма

Рис. 5. Последовательность разработки технических требований к объекту, определяющих его требуемую технологичность в заданных условиях производства и применения

Технологичность материала

СВ.

СВ2

Показатель

СВ3

Показатель

Показатель

Норма

Норма

Норма

Рис. 6. Последовательность разработки технических требований к материалу, определяющих его требуемую технологичность в заданных условиях производства и применения

потребительскому качеству и, как следствие этого, несоответствие фактического качества этих элементов их назначению.

Таблица .

Для устранения подобной ситуации предприятиям - разработчикам машиностроительной продукции конкретного назначения необходимо создать

информационную базу, включающую в соответствии с таблицей 1, следующие данные:

• потребительские свойства материала, используемого для производства элемента конкретного назначения;

• виды внешних воздействий на элемент конкретного назначения, способные вызвать изменение потребительских свойств материала этого элемента;

• показатели потребительских свойств материала элемента конкретного назначения в исходном состоянии и при различных видах внешних воздействий, нормы на эти показатели, обусловливающие способность элемента выполнять свое назначение с заданной надежностью и безопасностью в течение регламентированного ресурса или срока службы;

• методы контроля соответствия фактических значений показателей потребительских свойств конкретных материалов нормам на эти показатели. Подобная информационная база передается предприятиям - разработчикам конструкционных материалов. На основании этой информационной базы они создают собственную информационную базу данных о фактических значениях потребительских свойств разрабатываемых ими материалов. Объединение подобных информационных баз предприятий - разработчиков машиностроительной продукции различного назначения и предприятий -разработчиков конструкционных материалов позволит создать единую информационную базу данных о потребительском качестве материалов, рекомендуемых для различных элементов машиностроительной продукции.

Потребительские свойства Материала при различных воздействиях Показатель свойства

1. СВ, • в исходном состоянии ФЗ1.0 ФЗ1.1 ФЗ1.2 ФЗ1Л

• при ВВМ, ПК, Н1.0 К,

• при ВВМ2 • при ВВМ(

2. СВ2

• в исходном состоянии ПК2.0 Н2.0 К2 ФЗ2.0

• при ВВМ, ПК2.0 Н2.0 ФЗ2.0

• при ВВМ2 ПК2(т) Н2(Т) ФЗ2.2

3. СВ3 • в исходном состоянии ПКз(т) Нз(т) Кз ФЗ3.0 ФЗз.5

• при ВВМ5

Е-таН: 51ее1\могк@ша www.ng.steel-work.net

листы для тяжелой промышленности

Оборудование, работающее в горнодобывающей промышленности, подвергается интенсивному абразивному износу в сочетании с высокими температурами, динамическими нагрузками и воздействием химически активных сред, а значит, существует задача, связанная с обеспечением сопротивления такому воздействию и увеличению межремонтного периода эксплуатации оборудования - быстроизнашиваемые запасные части должны быть изготовлены с применением износостойких материалов.

Решением подобных задач занимается ООО «Стил Ворк» (Украина), на производственной базе которого создан продукт - БИМЕТАЛЛ, имеющий высокие показатели износостойкости.

Биметалл - прокат марки Ст.З, наплавленный износостойким слоем высоколегированной стали, включающей карбиды высокой твердости.

Использование БИМЕТАЛЛА ООО «Стил Ворк» экономически выгодно Заказчику, так как позволяет сократить затраты на обслуживание, ремонты и приобретение быстроизнашиваемых расходных запасных частей, при этом возможно снижение веса конструкции до 30%.

ДЛЯ НАС НЕ СУЩЕСТВУЕТ ПРОБЛЕМ. - МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ТОГО, ЧТОБЫ ВАШ БИЗНЕС СТАЛ ЕЩЕ

Оборудование, на котором целесообразно использование биметалла: ковши экскаваторов, кузовы большегрузных автомобилей, футеровка бункеров и желобов, загрузочные механизмы, шнековые конвейеры, сита, грохоты, конусы доменных печей, вентиляторы, насосы, дробилки, шахтные скипы, тележки, мельницы, опрокиды, шламопроводы, циклоны, сепараторы, решетчатые фильтры, миксеры и т.д.

Особенная структура наплавленного слоя позволяет изготавливать из биметаллических листов различные конструкции, с использованием вальцовки и гибки. Основа биметаллического листа из низкоуглеродистой стали позволяет прочно соединять изделия из биметалла как сваркой, так и другими возможными способами.

Преимущества сотрудничества с ООО «Стил Ворк» и применения БИМЕТАЛЛА уже оценили такие лидеры в металлургической и цементной промышленности Украины: ОАО «Северный ГОК», ОАО «Центральный ГОК», ОАО «Ингулецкий ГОК», ОАО «Арсе-лор Миттал Кривой Рог», ОАО «Полтавский ГОК», ОАО «Хайдельберг Цемент Украина».