В настоящее время мало внимания уделяется математическому моделированию характерных процессов и явлений, от которых в значительной степени зависит качество изделий. Вместе с тем, развитие компьютерной техники создает хорошие перспективы для применения достаточно сложных моделей, отражающих многофакторность и взаимосвязь явлений, протекающих в различных сварочных технологиях. Сборочно-сварочное производство является сложнейшим процессом, зависимым от множества как внутренних, так и внешних факторов. Поэтому для соответствия качества сварных соединений требованиям международных стандартов серий ISO-9000, ISO-3834 необходимо также постоянно совершенствовать системы управления и контроля качества сборочно-сварочных работ.
В ходе семинара "Эффективная сварка, ресурсосбережение и качество", организованного Центром информационного обеспечения УИР ОАО "Стройкомплекс" и научно-производственной секцией "Сварка и родственные технологии" ОО БИО совместно с кафедрой сварки Белорусского национального технического университета и Институтом сварки и защитных покрытий Национальной академии наук Беларуси (ИСЗП), прозвучал доклад к. т. н., заведующего отделом ИСЗП П. В. Занковца на тему: "Управление качеством сварочных работ и сварных соединений по алгоритму "дефект — причина — фактор".
Выступающий приветствовал многочисленную аудиторию, представляющую организации и предприятия, подведомственные четырем министерствам, в т. ч. Минстройархитектуры. Он выразил убежденность, что собравшиеся в конференц-зале ОАО "Стройкомплекс" главные сварщики и ИТР хорошо понимают, что в наше время без информационных технологий ни в одной отрасли, тем более такой важной, как сварка, нельзя работать продуктивно и быть конкурентоспособным.
"Возможно, сегодня нет процесса, более сложного, чем сварка, потому что она охватывает практически все аспекты жизнедеятельности человека, — отметил он. — И как обеспечить ее качество — это "вечная" проблема, которая была, есть и будет с учетом того, что передовыми мировыми производителями ежегодно создаются десятки, а то и сотни новых марок металлов, сварочных материалов и оборудования. И решать ее без использования компьютерных технологий невозможно".
Работы по контролю качества сварных соединений, выявлению и устранению дефектов трудоемки и существенно влияют на стоимость продукции. Поэтому необходимо, в первую очередь, устранять причины появления дефектов сварки. "Снижение вероятности образования дефектов даже за счет увеличения затрат на вспомогательные и основные технологические операции экономически целесообразно, — подчеркнул П. В. Занковец. — задача контроля качества в настоящее время и в обозримом будущем все более сводится к предупреждению, а не к обнаружению уже имеющихся дефектов. Но для этого необходимо изучать причины их возникновения".
Как было отмечено, на производствах с массовым, серийным выпуском однородной продукции проблема обеспечения качества решается достаточно успешно на основе методов математической статистики. Однако создание и внедрение таких систем в отрасли сварочно-монтажного производства (к примеру, в строительстве) считается крайне затруднительным по целому ряду причин.
Одно из принципиальных отличий заключается в том, что если, скажем, в машиностроении широко внедряются механизированные и роботизированные способы выполнения сварных швов, то в полевых условиях их зачастую невозможно применить (либо такое использование экономически невыгодно). Там, прежде всего, распространены ручные дуговые способы сварки.
Как показывает практика, проблему обеспечения качества сварочных работ и сварных соединений можно решить только в комплексе взаимосвязей производственных факторов, влияющих на качество сварки. В то же время, сложность заключается в том, что таких причин или факторов может быть очень много.
К основным относятся: квалификация исполнителей и ИТР, подготовка и сборка под сварку, сварочные материалы, сварочное оборудование, технология сварки, дефектоскопический контроль, термообработка и т. д. Специалисты ИСЗП выполнили с использованием информационных технологий исследования этих причин, на основе чего в качестве доминирующих выделили из этого перечня пять первых факторов. Именно они на 70–75 % оказывают влияние на качество сварных соединений (швов). "Это те "киты", от которых, как мы считаем, зависит качество сварных соединений сегодня, — отметил докладчик. — Причем действуют они "скопом".
Как же узнать, по какой причине возник брак? Возникновение причин брака определяли на основе данных неразрушающих методов контроля с использованием теории вероятности и математической статистики. В результате было установлено, что по каждому доминирующему фактору образуется только ему присущая структура дефектности".
В Институте сварки формируется "База данных и знаний о качестве сварки и причинах брака", где по каждому из доминирующих факторов созданы т. н. "истории качества". В них накоплены сведения, собранные за значительный период времени, о причинах возникновения дефектов в тех или иных условиях. Это позволяет до начала сварочных работ выяснить, какие дефекты и почему появлялись в аналогичных ситуациях, чтобы избежать их повторения.
Пример определения структуры дефектности, образующейся по причинам брака фактора "подготовка и сборка", представлен в таблицах 1–3.
Установлено, что в структуре дефектности по причинам фактора "Подготовка и сборка" преобладают дефекты типа "непровар" — 1,5 на участок контроля, шлаковые включения, поры и их скопления, а также различные дефекты формы шва.
В других таблицах, представленных вниманию участникам семинара, содержались результаты исследования влияния доминирующих факторов на общий технический уровень при строительстве технологических трубопроводов. На основе демонстрационного материала можно сделать вывод, что в данном случае одной из проблем является низкая квалификация сварщиков и плохая подготовка и сборка стыков под сварку. "По нашим сведениям, квалификация сварщиков лет 30 назад была намного выше, чем в настоящее время, — с сожалением прокомментировал П. В. Занковец. — Сегодня остро не хватает квалифицированных специалистов, однако эта проблема пока не решается достаточно серьезно". Если, как показывают личные наблюдения докладчика, штаты службы контроля качества нередко неоправданно "раздуты", то роли главного сварщика зачастую не уделяется достаточного внимания — начиная с фактического отсутствия рабочего кабинета (его временами заменяет тесный "катушок", который к тому же приходится делить, скажем, с главным механиком), и заканчивая невысокой заработной платой.
Таким образом, определяется слабое звено в сварочно-монтажном производстве. Значение этого факта трудно переоценить, т. к. в результате оказывается возможной реальная оптимизация технического уровня конкретного сварочно-монтажного производства и управление качеством сварочных работ по обратным связям алгоритма "фактор — причина — дефект".
Как было отмечено, благодаря "Базе данных и знаний о качестве сварки и причинах брака" можно определять причину дефектообразования с определенной вероятностью. Кроме того, в ИСЗП разработаны программы, позволяющие предприятию выбирать сварщика для того или иного способа сварки, а также системы норморасходов сварочных материалов и трудозатрат. Благодаря разработкам института главный сварщик, к примеру, заранее может просчитать, сколько людей, сварочных материалов и оборудования понадобится для производства сварочных работ на объекте. Кроме того, в электронном виде доступна вся база ТНПА в области сварки.