Управление долговечностью
В течение двух последних десятилетий появились принципиально новые технические решения, позволяющие проводить диагностику конструкции в течение всего срока ее эксплуатации. Если раньше разработчики ставили перед собой задачу создать конструкцию, которая бы имела максимальный срок долговечности, то сегодня они решают проблемы создания конструкций с регулируемой долговечностью. Это не означает, что проблема повышения долговечности больше не является актуальной. Новая постановка задачи связана с тем, что одним из способов увеличения долговечности является своевременная диагностика повреждений, далее либо проводят ремонт изделия, либо утилизацию.
Проблема управления долговечностью может рассматриваться с двух точек зрения:
- обеспечение гарантий долговечности на определенный срок эксплуатации;
- определение сроков проведения ремонтно-профилактических мероприятий.
Гарантия надежности. При решении задач обеспечения долговечности на определенный период времени специалисты (эта наука называется наукой об управлении производственным риском) используют понятие «отказ», которое является одним из базовых в теории надежности и очень редко применяется в технологии склеивания. Методика определения надежности заключается в следующем:
- определить значение выходных параметров, которые характеризуют свойства клеевого соединения и выход которых за установленные пределы приведет к отказу;
- определить степень риска, составив диаграмму отказов, базовая схема. На этой схеме по одной оси отложена вероятность возникновения отказа, подругой — возможные последствия отказа;
- расположить по степени значимости последствия отказа;
- определить мероприятия, позволяющие уменьшить или свести до минимума риски возникновения отказа.
Рассматривая разрушение клеевых соединений или наличие дефектов клеевого материала или клеевого соединения в качестве критерия отказа, можно подойти к управлению долговечностью клее- сборных конструкций.
Классификация клеевых соединений по последствиям отказа. Если рассматривать клеевой материал как упругое твердое тело, то его разрушение произойдет по одной из следующих причин:
- возникает и постепенно прорастает, увеличиваясь в размерах, магистральная трещина, которая приводит к появлению опасности разрешения клеевого материала;
- постепенно происходит накопление напряжений, что может приводить к образованию множества микротрещин, что также, начиная с определенной величины, может приводить к разрушению клея и клеевого соединения.
Возможные причины образования дефектов и вероятности их влияние на долговечность клеевого соединения.
Причины, приводящие к возникновению отказов. Их можно разделить на три группы: первая группа относится к ошибкам, возникающим при проектировании конструкции, вторая связана с технологией, третья — с неправильно выбранными условиями эксплуатации. Первая группа факторов оказывает влияние на скорость распространения трещин, тогда как вторая и третья группы факторов относятся к причинам, по которым происходит возникновение дефектов клеевого материала.
Способы уменьшения вероятности возникновения отказов
Зависимость вероятности возникновения дефектов от конструкторских, технологических и эксплуатационных факторов позволяет прогнозировать и предупредить разрушение клеевых соединений. Задачи прогнозирования должны решаться на стадии разработки на этапах:
- составления технических требований, которые должны включать подробный перечень условий эксплуатации, в том числе и внештатные, экстремальные случаи;
- создания клея, способного удовлетворить большую часть технических требований и разработку оптимальной технологии склеивания;
- выбора средств контроля материалов и технологического процесса при обучении технического персонала;
- разработки технологических операций, способных обеспечить качественное склеивание и воспроизводимость результатов.
Если будут выявлены все возможные проблемы и найдены решения для их своевременного устранения, то вероятность возникновения отказа также будет сведена к минимуму. Это также будет способствовать уменьшению вероятности повреждения склеенной конструкции при случайных (экстремальных) нагрузках. К традиционным способам обеспечения высокой долговечности клеевого соединения относятся требования:
- правильное проектирование клеевого соединения;
- использование клеевого материала должны быть работоспособно при воздействии эксплуатационных нагрузок;
- хорошая смачиваемость и растекание клеев;
- использование интеллектуальных клеев, способных восстанавливать свои свойства.
Риск возникновения и распространения трещины в клеевом материале существует всегда. Поэтому проблема расчета долговечности и определение вероятности безотказной работы клеевого соединения является одним из обязательных этапов при проектировании клеесборных конструкций.
Нужно ли учитывать прогнозы долговечности? Л.Дж. Харт-Шмит утверждает, что всегда легче создать прочный материал (когезионная прочность), чем обеспечить такие же значения прочности на межфазной границе (адгезионная прочность). Это действительно так, однако из этого вовсе не следует, что проблема долговечности относится только к проблеме обеспечения адгезионной прочности клеевого соединения. Можно привести множество примеров, что это не так, и для расчета долговечности одинаково значимыми являются и вопросы адгезионной прочности, и когезионной.
Одним из способов обеспечения высокой долговечности является строгое (неукоснительное) соблюдение технологии на всех без исключения рабочих местах. В этом вопросе нет мелочей, и одинаково важными для обеспечения качества клеевого соединения являются все без исключения операции технологического процесса. Однако из всего сказанного не следует, что:
- не надо экономить средства на закупку дорогостоящего оборудования для обеспечения контроля, поскольку в целом ряде случаев гораздо более эффективно проводить контроль простыми и дешевыми способами;
- проводить диагностику используемого оборудования бессистемно;
- с появлением новых достижений незамедлительно начинать их внедрение и заменять «старые» и хорошие клеевые материалы на новые.
Внедрение системы контроля качества. В данной главе речь не идет о мероприятиях по дополнительному контролю качества. Принципы этой системы установлены, которая посвящена практическим аспектам внедрения.
Загрузка ...