Раздел 4. Стандартизация и сертификация методов испытаний пластмасс
4.1. Стандартизация.
Понятие Необходимость стандартизации методов испытаний. Международные организации стандартизации (ISO и ASTM). Существующие международные стандарты в области методов испытания пластмасс. Компьютерный предварительный выбор материала по согласованным стандартам.
Стандарт – это нечто, установленное для использования как правило или как основа для сравнения или определения объема, количества, состава, иных величин или качества.
Стандартные методы испытаний и получаемые при их использовании результаты составляют основу для получения характ6ристик, оговоренных в спецификации на материал, в отношении необходимых или желательных уровней свойств.
Конечная цель создания стандарта – выработка такого общего языка, чтобы не возникло никаких недоразумений при обращении между собой производителей, конструкторов, потребителей конечной продукции и иных заинтересованных лиц. преимущества использования стандартов неисчилимы. Стандартизация обеспечивает производство такими преимуществами, как увеличение эффективности, возрастание производительности, повышение качества, однородность производимой продукции. Стандартизация открывает возможности для международной торговли, обмена технической информацией и для создания общих рынков. Можно только представить себе, какие недоразумения возникали бы в промышленности, если бы не было единых определений фундаментальных единиц длины, массы, времени, не было установленных на государственном уровне единиц весов и мер.
|
|
|
Большинство стандартов разрабатываются в промышленности. Промышленные стандарты, как правило, предлагаются самодеятельными организациями, которые прилагают усилия для того, чтобы эти стандарты на добровольной основе были приняты всеми заинтересованными лицами. К числе таких организаций, разработавших большинство стандартов, относятся Американское общество испытателей материалов, Национальный фонд здравоохранения, ряд университетских лабораторий, Национальная ассоциация производителей электрического оборудования. Общество инженеров автомобильной промышленности. Довольно часто случается так, что стандарты, разработанные в промышленности, не дают адекватной информации или не пригодны для конкретного применения материала. В таких случаях компании разрабатывают свои собственные стандарты, представляющие собой, как правило, модификации промышленных стандартов.
Другим основным источником стандартов является федеральное правительство. Стандарты, относящиеся к области пластмасс, разрабатываются Министерством обороны США и Администрацией общих служб под общим руководством управлений военной стандартизации и федеральной стандартизации соответственно.
|
|
|
Для того чтобы обеспечить создание международных стандартов была создана Международная Организация стандартизации – ИСО. ИСО включает в себя организации, занимающиеся вопросами стандартизации, из более чем 90 стран по всему миру. Работа ИСО построена на основе деятельности техническим комитетов, которые создаются по соглашению пяти или более стран-участников. Технический комитет 61 ИСО, занимающийся стандартизацией в области пластмасс, является одним из наиболее активных комитетов ИСО.
Цели стандартизации
В настоящее время доля России на мировом рынке полимерных композиционных материалов (ПКМ) составляет около 2 процентов. Благодаря вновь создаваемым производственным мощностям планируется к 2015 году увеличить эту цифру в 2-3 раза. При этом объем продаж ПКМ в России составит примерно 30 млрд. рублей (по данным ЗАО «Холдинговая компания «Композит»).
Производство ПКМ вошло в Перечень критических технологий, утвержденных Президентом РФ 21 мая 2006 года, где речь идет о необходимых для поддержания обороноспособности страны производствах, которым государство намерено помогать в приоритетном порядке.
|
|
|
Отечественная промышленность проявляет все больший интерес к ПКМ. Уже сейчас в нашей стране ведутся работы по созданию технологии изготовления однонаправленных препрегов на основе углеродных жгутовых наполнителей тонкого номинала; разрабатываются новые технологические процессы изготовления композитных конструкций, обеспечивающие снижение стоимости производства и сокращение времени производственного цикла; дорабатываются имеющиеся и внедряются новые методики испытаний ПКМ и фрагментов конструкций.
Кроме того, ведется разработка новых лакокрасочных материалов и систем лакокрасочных покрытий для защитной и декоративной окраски деталей из ПКМ, а также способов защиты от коррозии металлических поверхностей, контактирующих с подобными материалами, в том числе особо нагруженных силовых узлов конструкций. Активно идет и работа по созданию автоматизированных технологий и методик неразрушающего контроля полуфабрикатов для производства как проектируемых, так и уже выпускаемых изделий, с повышенной производительностью и достоверностью контроля.
Все более интенсивное использование полимерных композиционных материалов требует применения общих подходов к оценке свойств исходных веществ в композициях, самих ПКМ и получаемых на их основе изделий. Таким образом становится необходимым создание системы квалификации ПКМ путем разработки комплекса нормативных документов, регламентирующих все сферы обращения этих материалов.
|
|
|
В международной практике под стандартизацией понимают деятельность, направленную на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области посредством установления положений для всеобщего и многократного использования в отношении реально существующих или потенциальных задач. В Российской Федерации стандартизация – это деятельность по установлению правил и характеристик в целях их добровольного многократного использования, направленная на достижение упорядоченности в сферах производства и обращения продукции и повышение конкурентоспособности продукции, работ или услуг.
При этом важнейшими результатами деятельности по стандартизации являются повышение степени соответствия продукции, процессов и услуг их функциональному назначению; устранение барьеров в торговле; содействие научно-техническому сотрудничеству; обеспечение единства измерений. Целями стандартизации также являются повышение уровня безопасности; содействие соблюдению требования технических регламентов; обеспечение научно-технического прогресса; повышение конкурентоспособности продукции, работ и услуг; рациональное использование ресурсов; обеспечение технической и информационной совместимости, взаимозаменяемости, унификации, защиты продукции, сопоставимости результатов исследований (испытаний) и измерений, технических и экономико-статических данных; обеспечение взаимопонимания, обороноспособности и мобилизационной готовности.
Как правило, стандарты и другие документы по стандартизации (далее – стандарты) разрабатывают сами производители или потребители ПКМ с привлечением специализированных организаций или подразделений.
Сфера применения стандартизации в области ПКМ весьма многогранна. К сожалению, в нашей стране работы в этом направлении после развала Советского Союза практически не велись, поэтому подавляющее большинство отечественных нормативных документов по ПКМ разработаны в 70-80-х годах прошлого века и последние двадцать лет практически не обновлялись.
В Российской Федерации для определения всех механических, физических, структурных свойств и параметров ПКМ существуют межгосударственные, национальные (государственные) и отраслевые стандарты, технологические рекомендации и методические указания. Наиболее широко известны стандарты, действующие на национальном уровне.
Зарубежная практика
За рубежом имеется своя система нормативно-правовых документов (постановлений, директив, норм, стандартов), которые жестко регламентируют вопросы производства и оценки работоспособности ПКМ и конструкций на их основе. Одной из крупнейших организаций, проводящей работы по стандартизации ПКМ, является американское общество по испытаниям и материалам ASTM (American Society for Testing and Materials)/
Комитет ASTM по композитным материалам D30, начиная с 1964 года, стимулирует исследования и обмен технической информацией в области ПКМ (прежде всего с армирующими волокнами), разрабатывает стандарты по методам испытаний, по терминологии и руководства для пользователей.
Стандарты, разработанные в комитете D30, позволяют определить большинство механических и физических характеристик композиционных материалов и их компонентов. В частности, для компонентов ПКМ устанавливают следующие характеристики: содержание волокна, в том числе объемное; растяжение волокна; плотность волокна; содержание смолы; содержание летучих компонентов; плотность и толщина основы; сдвиг, сжатие основы и сдвиговая усталость; влагопоглощение.
Для самих композиционных материалов определяют такие параметры как растяжение, сжатие, сдвиг, усталостное трещинообразование, изгиб, объемное содержание волокна, форма разрушения материала, форма усталостного разрушения, толщина монослоя, влагопоглощение, стеклование.
Кроме того, существуют стандарты по исследованию ПКМ на усталость, сопротивлению разрушению, изгиб/ползучесть многослойных конструкций и остаточные напряжения после повреждения.
В перечень стандартов комитета D30 входят и общетехнические стандарты по технологии изготовления ПКМ, а также стандарт по терминологии. На данный момент разработано около 80 стандартов, которые постоянно обновляются и пересматриваются по мере необходимости. большинство из них посвящено методам многослойных конструкций. Однако сейчас интерес в области стандартизации ПКМ сместился в сторону испытаний готовых конструкций, так как сумма свойств отдельных компонентов чаще всего неэквивалентна свойствам композиции.
Зарубежные производители часто лоббируют разработку стандартов, которые дают возможность регулирования рынка неэкономическими методами. Задавая в стандарте максимальные требования к качеству продукции, крупные производители вытесняют мелких, а так же ограничивают доступ иностранным компаниям, которые просто не в состоянии обеспечить соблюдение заложенных в стандарте требований.
Так, например, высокой концентрацией отличается мировой рынок препрегов. Три крупнейших поставщика охватывают две трети рынка, 8 компаний обеспечивают производство до 90 процентов продукции. Половина из этих фирм представляют собой вертикально интегрированные холдинги, обеспечивающие выпуск и реализацию широкого спектра химической продукции, что позволяет осуществлять полный цикл производства и снижать итоговую цену на продукцию.
Проблемы и перспективы
В нашей стране проведение работ в области стандартизации ПКМ значительно отстает, что связано с хроническим недофинансированием. Средств, выделяемых последние 20 лет на стандартизацию, было недостаточно даже для поддержания и актуализации существующего фонда стандартов, не говоря уже о разработке новых. Хотя общеизвестно, что 1 рубль, вложенный в стандартизацию, дает в дальнейшем не менее 8-10 рублей экономии.
Даже сейчас финансирования Ростехрегулированием работ, включкенных в план национальной стандартизации, откровенно говоря, недостаточно для полноценной деятельности. В результате ведутся чаще всего те работы, которые имею дополнительное финансирование. Как правило, это разработка документов по стандартизации, предусмотренных в контрактах (договорах) с федеральными органами исполнительной власти или предприятиями промышленности на проведение НИОКР в качестве целевых индикаторов (отчетных элементов). Все это ведет к фрагментации выполняемых работ, не дает целостной картины потребностей в стандартизации, что ведет к невозможности выработки единой государственной политики в области стандартизации, часто не позволяет проводить работы по обновлению существующего фонда стандартов.
С отраслевой стандартизацией, особенно хорошо развитой в авиационной промышленности, ситуация намного сложнее. В соотвествии с Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ "О техническом регулировании" ее просто отменили. Нет ее и в разрабатываемом законе "О стандартизации". Таким образом, мы фактически наблюдаем постепенное уничтожение хорошо отлаженной и действующей системы отраслевой стандартизации.
Существую и другая проблема. В разрабатываемом законе "О стандартизации" заявлен перевод отраслевых стандартов в национальные. С учетом того, что отраслевой фонд нормативной документации превосходит почти в два раза по числу документов фонд российских национальных стандартов, такой перевод займет многие годы и отвлечет от собственно выполнения поставленных перед стандартизацией целей и задач.
Кроме того, этот перевод приведет к необходимости изменения всей конструкторской документации с целью внесения изменений в ссылочную документацию, что также приведет к значительному увеличению трудопотерь практически на каждом предприятии страны.
В соответствии с [ГОСТ Р 1.0-2004. Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения. Введ. 2005-07-01. – М.: Стандартинформ, 2007. – 12 с.] и статьей 12 Федерального закона от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ "О техническом регулировании" в качестве основы для разработки национальных стандартов необходимо использовать национальные стандарты, за исключением случаев, когда такое применение признано невозможным. Национальный стандарт разрабатываемый с использованием русской версии или аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, может быть трех видов:
- идентичным (IDT), без изменения структуры и технического содержания;
- модифицированным (MOD), с изменением его структуры и/или содержания с целью учета особенностей объекта и аспекта стандартизации, которые характерны для нашей страны в силу климатических и географических факторов, технических и технологических различий или по иным основаниям;
- неэквивалентным (NEQ), со значительным изменением структуры, содержания и оформления исходного документа (что может вызвать затруднения для пользования при их сравнении).
Во многом ориентация на уже разработанные стандарты маскирует теперь уже практически невозможность разработки и апробации своих методов испытаний по экономическим причинам. Гораздо дешевле и выгоднее в смысле кооперационного сотрудничества взять готовые документв.
Авторы этой концепции не учитывают одну особенность: этот путь ведет к постоянному отставанию развития отечественной науки и техники, так как перевод, принятие документа и подготовка к внедрению занимает время. То время, которое зарубежные производители потратят на выпуск продукции по новому стандарту и на подготовку к внесению очередных улучшений в действующий документа, чтобы мы постоянно были в роли догоняющих.
К сожалению, в настоящее время перевод и принятие международных стандартов за основу является единственным возможным вариантом развития отечественно стандартизации. Но даже это требует выделения значительных дополнительных ресурсов и поддержки на самом высоком уровне.
В тоже время выполнение работ по адаптации отечественной проектной и производственной базы к требованиям международных стандартов для изготовления изделий из ПКМ позволит обеспечить не только выполнение контрактов с ведущими зарубежными фирмами, но и повысит качество выполняемых работ для российской техники, одновременно облегчив ее сертификацию по международных требованиям.
Самым эффективным способом осуществить максимальное сближение нормативных баз, включающих десятки тысяч стандартов, является совместная с зарубежными партнерами разработка новых и доработка действующих стандартов.
Участие российских специалистов в работе организаций, разрабатывающих международные стандарты, позволит, во-первых, обеспечить своевременную подготовке отечественной промышленности к их внедрению, и, во-вторых, непосредственно участвуя в обсуждении проектов стандартов, отстаивать апробированные в отечественной практике организационные и технические решения и предлагать разработку международных стандартов на их основе.
Развитие международной кооперации в области нормативного обеспечения позволит создать единое гармонизированное информационное пространство для успешной реализации международных партнерских проектов. Использование в российской промышленности стандартов, разработанных на основе мировых достижений, поможет преодолеть технологическое отставание и позволит обеспечить эффективное участие отечественно промышленности в международной технологической интеграции.
Международная организация ASTM
Международная организация ASTM представляет собой крупнейшую в мире добровольную организацию, занимающуюся разработкой стандартов, которые являются наиболее надежным источником для характеристики материалов, продуктов, систем и обслуживания. Разработки ASTM известны как работы высокого технического уровня и компетентности. Они играют важную роль в информационной инфраструктуре мировой экономики для проектировщиков, производителей и торговых предприятий.
Международная организация ISO
Международная организация по стандартизации (ISO) представляет собой всемирную федерацию, состоящую из национальных органов по стандартизации (комитеты-члены ISO). Работа по разработке международных стандартов обычно ведется Техническими комитетами ISO. Каждый комитет-член, заинтересованный в теме, для решения которой образован данный технический комитет, имеет право быть представленным в этом комитете. Международные организации, правительственные и неправительственные, поддерживающие связь с ISO, также принимают участие в работе. ISO тесно сотрудничает с Международной электротехнической комиссией (IEC) по всем вопросам стандартизации в области электротехники.
Международные стандарты разрабатываются в соответствии с правилами, установленными в Части 2 Директив ISO/IEC.
Основное назначение технических комитетов заключается в разработке международных стандартов. Проекты международных стандартов, принятые Техническими комитетами, направляются комитетам-членам на голосование. Для их опубликования в качестве международных стандартов требуется одобрение не менее 75 % комитетов-членов, участвовавших в голосовании.
Существующие международные стандарты в области методов испытания пластмасс
Стандарты, разработанные ASTM и ISO в области методов испытаний пластмасс приведены в таблице 1.
| D5338 | Пластмассы. Определение способности к полному аэробному биологическому разложению в контролируемых условиях компостирования. Метод с применением анализа выделяемого диоксида углерода. Часть 1. Общий метод. Часть Гравиметрическое измерение диоксида углерода | 14855 |
| D5551 | Определение аэробного разложения пластмасс в условиях анаэробного поглощения | CD 15983 |
Компьютерный предварительный выбор материала по согласованным стандартам
Компьютерный предварительный выбор материала по согласованным стандартам (CAMPUS) впервые введена в Европе в 1988 г и быстро стала основным стандартным методом представления данных по свойствам полимерных материалов. Система CAMPUS способствует сопоставлению данных, полученных на основе согласованных методов стандартных испытаний, что отличает ее от увеличивающегося числа данных, представляемыми различными коммерческими группами.
Все производители, желающие представить свои данные в системе CAMPUS, должны руководствоваться стандартами ISO. В отличие от других коммерческих баз данных, которые могут использовать различные источники информации и разные методы испытаний, система CAMPUS гарантирует конечного потребителя продукции во внутренней однородности представляемых данных. Для того чтобы выбрать материал, потребитель должен только определить, какие свойства материала необходимы для применения его в конкретных условиях, и ввести показатели этих свойств или допустимый интервал в компьютер. На дисплее немедленно появится список кандидатов.
В более поздних версиях системы CAMPUS информация дается в более совершенной форме, необходимой для конструирования изделий, поскольку в этом случае представляются результаты многоточечных измерений, а именно температурные зависимости сдвигового модуля упругости, изохронные зависимости напряжения от деформации, зависимости секущего модуля от деформации. Это контрастирует с обычными «однотечечными» представлениями механических свойств полимерных материалов, таких как предел прочности, модель упругости при изгибе или ударная прочность по Изоду. Данные многоточечных измерений довольно редко включают в обычные справочники.
Используя систему CAMPUS потребитель также может выбрать и сопоставить различные свойства материала в соответствии с его специфическими требованиями, выбрать систему единиц СИ или американскую систему, выбрать и представить графически любую пару показателей свойств для выбранных продуктов или сопоставить до 10 графиков, характеризующих свойства различных материалов. Программное обеспечение также позволяет потребителю выбрать рекомендуемый метод переработки, например, литье под давлением или экструзию для данного материала, и далее получить информацию относительно режимов переработки с примерами приложения формуемых изделий и рекомендациям по фирме-изготовителю.
Наиболее полезная особенность CAMPUS состоит в том, что она может использоваться в форме отдельных программ, которые дают возможность конечному потребителю одновременно получать данные как по деформационным свойствам материала, так и по его вязкости, что позволяет непосредственно сравнивать материалы, производимые различными поставщиками, которые используют систему CAMPUS.
Сертификация.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 800; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!