Спосіб оцінки якості випробувань на вогнестійкість будівельних конструкцій

1. Спосіб оцінки якості випробувань на вогнесередньоквадратичне відхилення інтегральних стійкість будівельних конструкцій, при якому за значень розкиду та/або середньоквадратичне віддопомогою термопар вимірюють температуру у хилення інтегральних значень середньоквадративогневій печі та визначають інтегральний розкид чних відхилень температур у вогневій печі за зата/або середньоквадратичне відхилення темпералежністю: тур у вогневій печі і найвищою якість вогневих випробувань приймають за умови найменшого інтегn 1 рального розкиду та/або найменшого та ( A i (R) - A n (R))2 Sn ( A R ) = n -1 інтегрального значення середньоквадратичного i =1 відхилення, який відрізняється тим, що отримані n значення інтегральних розкидів та/або середньо1 Sn ( A S ) ( A i (S) - A n (S))2 , квадратичних відхилень температур, встановле- = n -1 них за даними вимірювання температур у вогневій = 1 i печі, разом з поточним інтегральним результатом потім з масиву розрахованих середньоквадратичвипробування перевіряють на кожному n-ому етаних відхилень Sn(AR) і Sn(AS) визначають мінімальпі, де n = 3, ..., N, на наявність викидів та квазівині та максимальні значення середньоквадратичних кидів за критерієм Граббса, перевірку проводять відхилень інтегральних значень розкиду та/або послідовно після доповнення наявної вибірки з n інтегральних значень середньоквадратичних відінтегральних значень, починаючи з n = 3, резульхилень температур у вогневій печі smin(AR), татами кожного наступного випробування, а статиSmax(AR), Smin(AS), Smax(AS), після цього будують стики Граббса розраховують за виразами: щонайменше чотири види контрольних карт: - на першій контрольній карті вказують обчислені xn max - xn x n - x n min Gn max = та Gn min = , значення A n (R), A n (S) a також значення середSn Sn ньоквадратичних відхилень ±Sn, ±2Sn та ±3Sn, що (13) 88242 (11) å C2 å (19) UA å 3 отримані для кожного A n (R) і A n (S), де відповідно Sn = Sn(AR) або Sn = Sn(AS), - на другій контрольній карті вказують отримані значення A n (R), A n (S), контрольну лінію, як середнє значення для A n (R), A n (S), а також контрольні границі, як мінімальні значення середньоквадратичних відхилень ±Sn, ±2Sn та ±3Sn відповідно для A n (R) і A n (S), - на третій контрольній карті вказують отримані значення A n (R), A n (S), контрольну лінію, як середні значення для A n (R), A n (S), а також контрольні границі, як максимальні значення середньоквадратичних відхилень ±Sn, ±2Sn та ±3Sn відповідно для A n (R) і A n (S), - на четвертій контрольній карті вказують отримані значення Ai(R), Ai(S), контрольну лінію, як середнє значення для Ai(R), Ai(S), а також контрольні границі, як значення середньоквадратичних відхилень ±S, ±2S та ±3S відповідно для Ai(R) і Ai(S), тобто маємо: Винахід відноситься до сфери випробувань будівельних конструкції на вогнестійкість і може бути використаний для оцінки якості випробувань вогнестійкості будь-яких будівельних конструкцій та будівельних виробів (перегородок, перекриттів, покриттів, колон, дверей, балок, повітроводів, кабельних проходок, електричних кабельних ліній тощо) шляхом оцінки стабільності якості проведення випробувань. У ДСТУ ISO 8258-2001 Статистичний контроль. Контрольні карти Шухарта (ISO 8258:1991, IDT) наведено відомий спосіб оцінювання якості технологічних процесів. Він базується на зборі інформації про процеси, їх аналізі та проведенню відповідних коригуючих дій. Дослідження процесів при цьому виконують за допомогою побудови карт Шухарта. Карти Шухарта будують на основі вибіркових даних процесу через приблизно рівні інтервали. Інтервали можуть бути задані або за часом (наприклад щогодини), або за кількістю продукції (кожна партія). Кожна підгрупа складається з однотипних одиниць продукції. Всі підгрупи за кількістю продукції рівні між собою. Для них визначають одну або декілька статистичних характеристик, таких як середнє арифметичне підгрупи X, розкид підгрупи R або середньоквадратичне відхилення S. 88242 4 ì±S n R var ± 2S n R var ± 3S n R var ï ï ï± S n R min ± 2S n R min ± 3S n R min í ï± S n R max ± 2S n R max ± 3S n R max ï ï± S і R сум ± 2S ш R сум ± 3S і R сум î та/або ì±S n S var ± 2S n S var ± 3S n S var ï ï± S n S min ± 2S n S min ± 3S n S min ï , í ï± S n S max ± 2S n S max ± 3S n S max ï ï± S і S сум ± 2S ш S сум ± 3S і S сум î а стабільність результатів випробувань оцінюють за трьома ступенями якості ±SR, ±2SR, ±3SR та/або ±SS, ±2SS, ±3SS, перший ступінь стабільності якості випробувань обмежений ±SR та/або ±SS, другий ступінь стабільності якості випробування обмежений ±2SR та/або ±2SS, третій - обмежений ±3SR та/або ±3SS, інтегральні значення A(R) та/або A(S), що знаходяться поза полем, обмеженим ±3SR та/або ±3SS, а також вилучені за критерієм Граббса як викиди або квазівикиди, вважаються нестабільними. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що контрольні карти, побудовані на значеннях інтегральних розкидів та/або середньоквадратичних відхилень температури в печі, використовують для оцінки стабільності якості випробувань вогнестійкості будівельних конструкцій для будь-якого інтервалу часу. Карта Шухарта - це графік зміни значень характеристик підгруп залежно від їх номерів. Карта має контрольну лінію (CL), яка відповідає деякому еталонному значенню характеристики, та контрольні границі: верхню - UCL та нижню LCL. Недоліком карт, які будуються у випадку коли стандартні значення незадані, є те, що контрольні границі (UCL, LCL) залежать від величини розкиду R і не враховують наявність викидів та квазівикидів, які можуть бути визначені наприклад, за критерієм Граббса. Контрольні границі, визначені для такого процесу можуть призвести до помилкових висновків. Процес може бути визначений стабільним як статистично регульований так і статистично нерегульованим. Тобто у даному випадку неможливо оцінити якість процесу, що досліджується. Безпосереднє застосування ДСТУ ISO 8258-2001 для оцінювання стабільності якості випробувань вогнестійкості будівельних конструкцій неможливо зокрема через відсутність даних для підгруп однотипної продукції через рівні інтервали (час, партія, продукція). Стабільність якості випробувань вогнестійкості будівельних конструкцій необхідно послідовно оцінювати для однотипної, але різної продукції (різний виробник, різні конструктивні рішення, технологія виготовлення тощо). Найбільш близьким до рішення, що заявляється, за суттю і результатом, що досягається, є 5 88242 спосіб оцінки якості проведення випробувань вогнестійкості будівельних конструкцій (див. заявку на патент України №а200712070 від 01.11.2007, МПК G01N25/00, А62С39/00). За даним способом якість проведення випробувань з вогнестійкості будівельних конструкцій оцінюють за даними вимірювання температур і визначають в кожний момент часу розкид та/або середньоквадратичне відхилення температур у вогневій печі та оцінюють якість випробувань за їх інтегральними значеннями. Недоліком даного способу є те, що оцінюється якість вогневих випробувань і не забезпечується оцінка показника стабільності вогневих випробувань. За даним способом неможливо підтвердити, що теплова дія, як впливаючий фактор, під час випробувань однорідної продукції на вогнестійкість на однотипних вогневих печах є статистично регульованою та стабільною (однаковою). В основу винаходу поставлено завдання вдосконалення способу оцінювання якості випробувань вогнестійкості будівельних конструкцій для забезпечення єдності випробувань з вогнестійкості та отримання вірогідних даних щодо відповідності продукції нормативним документам. Поставлена задача вирішена завдяки тому, що в способі оцінки стабільності якості проведення випробувань вогнестійкості будівельних конструкцій стосовно винаходу, для кожного і-го випробування (і=1, ..., n) визначають інтегральні значення розкиду температур Ai(R) та/або середньоквадратичні відхилення температур Ai(S). Отримані результати Ai(R) та Ai(S) перевіряють на наявність викидів та квазівикидів за критерієм Граббса. Цю перевірку проводять послідовно після доповнення наявної вибірки з n інтегральних значень, починаючи з n=3, результатами кожного наступного випробування (ітераційна процедура), а статистики Граббса розраховують за виразами: Gn max = xn max - xn x n - xn min та Gn min = Sn Sn де xn max тa xn min - відповідно найбільше та найменше значення вибірці інтегральних значень Ai(R) та/або Ai(S), що аналізуються на n-ому етапі ітераційної процедури; xn - їх середнє значення; Sn - значення оцінки середньоквадратичного відхилення результатів випробувань. Далі на кожному n-ому етапі для результатів випробувань, з яких вилучені викиди та квазівикиди, визначають середнє значення інтегральних значень розкиду температур за залежністю: 1 n A n (R) = å A i (R) , (n=3, N) n i =1 та/або середнє значення інтегральних значень середньоквадратичних відхилень температур за залежністю: A n (S ) = 1 n n å A (S) , (n=3, N). i i= 1 Після чого для кожного n-ого етапу визначають середньоквадратичне відхилення інтегральних значень розкиду та/або середньоквадратичне відхилення інтегральних значень середньоквадра 6 тичних відхилень температур у вогневій печі за залежністю: Sn ( AR ) = 1 n å ( A i (R) -An (R))2 та n - 1 i=1 Sn ( A S ) = 1 n å ( Ai(S) -A n (S))2 . n - 1 i=1 Потім з масиву розрахованих середньоквадратичних відхилень Sn(AR) і Sn(AS) визначають мінімальні та максимальні значення середньоквадратичних відхилень інтегральних значень розкиду та/або інтегральних значень середньоквадратичних відхилень температур у вогневій печі smin(AR), Smax(AR), Smin(AS), Smax(AS). Після цього будуют, щонайменше, чотири види контрольних карт: - на першій контрольній карті вказують обчислені значення A n (R), A n (S), а також значення відповідних середньоквадратичних відхилень ±Sn, ±2Sn та ±3Sт, що отримані для кожного A n (R) і A n (S); - на другій контрольній карті вказують отримані значення A n (R), A n (S) та контрольні лінії, як середні значення для A n (R), A n (S), а також контрольні границі, як мінімальні значення середньоквадратичних відхилень ±Sn, ±2Sn та ±3Sn відповідно для A n (R) і A n (S); на третій контрольній карті вказують отримані значення A n (R), A n (S) та контрольні лінії, як середні значення для A n (R), A n (S), а також контрольні границі, як максимальні значення середньоквадратичних відхилень ±Sn, ±2Sn та ±3Sn відповідно для A n (R) і A n (S); на четвертій контрольній карті вказують отримані значення Ai(R), Ai(S) та контрольні лінії, як середнє значення для Ai(R), Ai(S), а також контрольні границі, як значення середньоквадратичних відхилень ±S,±2S та ±3S відповідно для Ai(R) і Ai(S). Тобто маємо: ì±S n R var ; ± 2S n R var ; ± 3S n R var ; ï ï± S n R min; ± 2S n R min; ± 3S n R min; í ï± S n R max ; ± 2S n R max ; ± 3S n R max ; ï± S î і R сум ; ± 2S i R сум ; ± 3S і R сум . та/або ±S n S var ; ± 2S n S var ; ± 3S n S var ; ì ï ï± S n S min; ± 2S n S min ; ± 3S n S min; í ï± S n S max ; ± 2S n S max ; ± 3S n S max ; ï± S ; ± 2S i S сум ; ± 3S і S сум . і S сум î Перша ступінь стабільності якості випробувань обмежена ±SR та/або ±SS, друга ступінь стабільності якості випробування обмежена ±2SR та/або ±2SS, третя - обмежена ±3SR та/або ±3SS. Інтегральні значення An(R) та/або An(S) випробувань, які знаходяться поза відповідним полем, 7 обмеженим ±3SR та/або ±3SS, та вилучені за критерієм Граббса як викиди або квазівикиди, вважаються нестабільними. Внаслідок патентно-інформаційного пошуку не виявлено аналогу, що характеризується ознаками, ідентичними всім істотним ознакам винаходу, а з відомого рівня техніки не виявлено перетворень, що характеризуються істотними відмітними ознаками на досягнення технічного результату. Це дозволяє зробити висновок про відповідність способу, що заявляється, критеріям "новизна" та "винахідницький рівень". Суть винаходу поясняються кресленнями, де: на Фіг.1-32 наведено графічні пояснення способу ітераційної оцінки стабільності якості випробувань вогнестійкості будівельних конструкцій: Спосіб здійснюють таким чином: Здійснення способу наведено на прикладі випробувань вогнестійких дверей. Послідовно проводять випробування 8 (восьми) вогнестійких дверей. Під час проведення випробувань за допомогою 5-ти термопар ТХА (похибка вимірювань ±0,0075-Твим) та відповідного вимірювальнореєструючого, наприклад «FIRETEST», що має діапазон вимірювання від 0°С до 1250°С та похибку вимірювань ±(0,5+0,0009×Τ)°С (Фіг.1-8). Позначками 1-5 позначено температури, що отримують за допомогою термопар у вогневій печі, а позначкою 6 позначено середню температуру у вогневій печі. Для кожного випробування за результатами вимірювання температури за допомогою п'яти термопар визначають інтегральні значення розкиду температур Аі(R) та середньоквадратичні відхилення Aі(S), які представлено на Фіг.9-10. Сукупність перших 3 (трьох) результатів випробувань оцінюють на наявність викидів та квазівикидів за критерієм Граббса. Відповідно до ДСТУ ГОСТ ISO 5725-2 найменша кількість результатів, яка оцінюється на наявність викидів та квазівикидів 3 (три). Далі проводять ітераційну оцінку якості випробувань шляхом послідовного доповнення результатів перших 3 (трьох) випробувань результатами кожного наступного випробування. Тобто, послідовно на кожному n³3 етапі перевіряють на наявність викидів та квазі викидів оцінюючи сукуп 88242 8 ність результатів випробувань n=4,5,.... На Фіг.11 та 12 наведено розрахункові результати послідовного визначення статистики Граббса та порівняння отриманих розрахункових значень з критичними значеннями. За результатами застосування статистики Граббса в наведених прикладах викидів та квазівикидів виявлено не було. Потім будують першу контрольну карту для A n (R), A n (S) вказавши при цьому для кожного A n (R) та A n (S) відповідні середньоквадратичні відхилення ±Sn та ±2Sn, де Sn=Sn(AR) або Sn=Sn(AS) (Фіг.13 та 14). Серед отриманих значень Sn визначають мінімальні та максимальні середньоквадратичні відхилення, які вказують на другій та третій контрольній карті (Фіг.15-18). Також на цих контрольних картах вказують середнє значення для A n (R), A n (S). На двох останніх контрольних каратах (Фіг.1920) вказують отримані в результаті випробувань зразків значення Ai(R), Ai(S), контрольні лінії, як середні значення для Ai(R), Ai(S), а також контрольні границі, як значення середньоквадратичних відхилень ±S та ±2S для Ai(R) і Ai(S). Для дослідження будь-яких j-тих етапів проведення випробувань, наприклад перших п’яти хвилин, застосовують критерій Граббса та будують чотири типи вищевказаних контрольних карт (Фіг.21-32). У нашому випадку отримано другу ступінь стабільності якості випробувань. Таким чином, у способі запропоновано оцінювати стабільність якості випробувань шляхом побудови чотирьох типів модернізованих контрольних карт Шухарта, в основу яких покладено визначення інтегральних значень розкидів температур та/або середньоквадратичних значень. Запропонована ітераційна процедура дозволяє в цілому і поетапно оцінити якість створення температурного режиму у вогневій печі під час проведення випробувань будівельних конструкцій. 9 88242 10 11 88242 12 13 88242 14 15 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 88242 Підписне 16 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601