4 курс_1 / Курсач НК отчёт

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Кафедра: «Методы и приборы неразрушающего контроля»

Курсовая работа на тему:

«Выбор эффективной системы неразрушающего контроля»

Выполнил студент

группы ПБ-413:

Митропольский М.М.

Санкт-Петербург 2017

Содержание:

• Исходные данные;

• Описание систем Н.К., применяемых для контроля объекта в соответствии с заданием;

• Расчёт вероятности не возникновения аварийной ситуации в объекте после его изготовления;

• Расчёт вероятности обнаружения дефектов системами НК;

• Расчёт технической эффективности систем НК;

• Выбор эффективной системы НК.

Исходные данные

Исходные данные по варианту отображены в таблице 1

Таблица 1

Вариант	Тип соединения	Толщина листов S, мм	Протяжен- ность, м	Системы контроля
4	тавровое	20	10	С1, С2,С3, С4

Распределение вероятностей ƒ_ki (m) образования числа m дефектов типа-вида ki в тавровых соединениях

Таблица 2

число m дефектов	ƒki (m) для дефектов типа-вида
	трещины	непровары	включ. недопустимые	включ. Допуст.
0	0	0,975	0,988	0,987
1	0	0,023	0,0107	0,0017
2	0	0,002	0,001	0,0009
3	0	0	0,0003	0,0004

Коэффициенты опасности Rki для дефектов сварных соединений из стали

Таблица 3

	rki
	трещины	Непровары	включ. недопустимые	включ. Допуст.
Rki	100	2	1	1,5

Описание систем НК, применяемых для контроля объекта в соответствии с заданием

Расчет вероятности не возникновения аварийной ситуации в объекте после его изготовления

В качестве меры надежности технологического процесса сварки примем вероятность G₀ не возникновения аварийной ситуации в объекте в процессе его эксплуатации при заданных условиях, режимах времени:

Где ki - тип-вид дефекта, ki = 1, ki_o;

р(Аki) потенциальная опасность дефекта типа-вида ki;

m₀ максимальное число дефектов типа-вида ki в заданном объекте;

ƒki (m) - вероятность образования числа m дефектов типа-вида ki (значения ƒki (m) для различных объектов приведены в табл. 2).

В соответствии с заданием следует рассчитать G₀, используя соответствующее распределение вероятности образования определенного числа дефектов определенного типа-вида (табл. 2) и условные потенциальные опасности дефектов определенных типов-видов. Условная потенциальная опасность р(Аki) дефекта типа-вида ki:

р(Аki) = Р(Ат)* rk1/ rт

где rk1- коэффициент опасности дефекта типа-вида ki; гт - коэффициент опасности трещины;

р(Ат) - условная потенциальная опасность трещины р(АТ) = 0,9999.

Условная потенциальная опасность рассчитана и отображена в таблице 4

Таблица 4

	rki
	трещины	Непровары	включ. недопустимые	включ. Допуст.
Rki	100	2	1	1,5
P(Aki)*	0,9999	0,019998	0,009999	0,0149985

G00=Fki(0)

G01=Fki(1)*(1- р(Аki))^1

G02=Fki(1)*(1- р(Аki))^2

G03=Fki(1)*(1- р(Аki))^3

Результаты расчётов приведены в таблице 5

Таблица 5

	трещины	непровары	включ. Недопустимые	Включ. допустимые
G00	0	0,975	0,988	0,987
G01	0	0,022540046	0,010593011	0,001674503
G02	0	0,001920808	0,000980102	0,000873205
G03	0	0	0,000291091	0,00038227
Сумма	0	0,999460854	0,999864203	0,989929978
Общая сумма		0,989261904

Расчет вероятности обнаружения дефектов системами НК

Система G_j состоит из числа t₀ вариантов методов Mt, каждый из которых характеризуется вероятностью обнаружения P(B_ki/M_t) дефекта конкретного типа-вида:

P(B_ki/C_j) =1-∏(1-P(B_ki/M_t))

Значения вероятностей P_д-оп(B_ki/C_j) обнаружения дефектов типа k в сварных соединениях из стали

приведены в таблице 6

Таблица 6

		Bk/R	Bk/УЗД	Bk/Мш
непровары,трещины		0,5	0,99	0
Включения не доп		0,99	0,8	0
Включения доп		0,99	0,3	0

По формуле вычислим для каждой системы контроля вероятность обнаружения дефектов:

P(B_ki/C_j) = 1- ∏ (1- P (B_ki/ M_t ))

Вычисленные значение вероятностей занесем в Таблицу 7

Таблица 7

	Непр, трещ	Включ недоп	Включ доп
	P(Bki/Cj)	P(Bki/Cj)	P(Bki/Cj)
С1	0,5	0,99	0,99
С2	0,875	0,999999	0,999999
С3	0,99	0,6	0,9999
С4	0,9999	0,2	0

Расчет технической эффективности систем НК

Техническая эффективность системы неразрушающего контроля представляет собой приращение эксплуатационной надежности объекта контроля в результате устранения дефектов, выявленных системой, и рассчитывается как разность вероятностей не возникновения аварийных ситуаций в объекте после устранения дефектов G_j, выявленных системой, и после его изготовления G₀ :

Gj=∏ [{1- р(Аki) (1- P_д-оп(B_ki/C_j))}⁰ * fki(0) + {1- р(Аki)(1- P_д-оп(B_ki/C_j))}¹ * fki(1) + …

+{1- р(Аki)(1- P_д-оп(B_ki/C_j))}^m * fki(m)]

Для удобства вычислим {1- р(Аki)(1- P_д-оп(B_ki/C_j))}^m * fki(m) для каждой системы контроля и для каждого дефекта типа-вида ki . Полученные данные занесем в таблицу 8.

Таблица 8

Перемножим значения суммы систем контроля и получим значения G_j. Полученные значения для систем запишем в таблицу 9.

Таблица 9

	C1	C2	C3	C4
Gj	0,9897309	0,9899332	0,9899408	0,989822351

Расчет суммарных затрат на системы НК

Суммарные затраты Э_∑j на систему контроля включают в себя затраты непосредственно на контроль Э_kj, вспомогательные операции Э_вj (приведены в таблице 10) и затраты связанные с переработкой Э_пj

Таблица 10

Значение вероятности перебраковки объекта контроля примем равное 3%

P(∏_j^I,ii)=0.03

Тогда вероятные убытки от перебраковки:

Э_пj= F P(∏_j^I,ii)

Э_пj=6840

Полученные значения занесем в таблицу 11.

Так как дефект не был выявлен в процессе изготовления, а в процессе эксплуатации развился, зная, что затраты на ремонт больше, значение F примем равным 228000 руб.

Выбор эффективной системы НК

Выбор эффективной системы НК осуществляется по интегральному критерию эффективности Qj:

Qj = (Gj – G0) // Э_∑j

Где (Gj – G0) это ΔGj, а Э_∑j сумма всех затрат.

Полученные значения запишем в таблицу 11

Таблица 11

	C1	C2	C3	C4
Gj	0,9897309	0,9899332	0,9899408	0,989822351
ΔG	0,000469	0,0006713	0,0006789	0,000560447
Эпj	6840
Qj
Э∑j	489200	1146000	259200	357600

Вывод:

Так как из-за того, что дефект не был обнаружен в процессе производства и его развитие приводит к катастрофе, в которой возможна гибель людей, оценить затраты невозможно, суммарные затраты примем равными значению Э∑* = 1146000, выбор эффективной системы неразрушающего контроля осуществляется по наибольшему значению технической эффективности.

Наиболее эффективная система неразрушающего контроля С3 (1УЗД, 2Мш),

т.к. имеет наибольшую техническую эффективность системы.

9