Разработка схемы устройства для электромагнитного контроля дефектов

плата сборочный 1 1 6897.dwg

Установка детали поз. 6-15 (M10:1)
Припой ПОС61 ГОСТ 21930-76
* Размеры для справок
Обозначения элементов соответствует схеме Т06.01.41.5.00.00.000Э3
Установку элементов производить по ОСТ4.ГО.010.030-81

Определение оптимального режима намагничивания.dwg

Основная кривая намагничивания стали Ст3
График зависимости m2(В) для материала контролируемого изделия
График зависимости dmdB(B) для материала изделия
График зависимости d2mdВ2(В) для материала изделия

3 Разработка схемы устройства.doc

3 Разработка принципиальной электрической схемы устройства
Принимаемый сигнал представляет собой периодические импульсы
специфической формы (рисунок 3.1)
Рисунок 3.1 – Форма сигнала на ленте.
Большие импульсы по краям сигнала - это помехи от валика шва которые
удаляются с помощью эталонного генератора. Он создаёт инвертированный
сигнал имитирующий бездефектный шов. Складывая сигнал от генератора и
усиленный сигнал от блока считывающих головок мы удаляем всплески от
валика шва. Для усиления используется два усилителя КР140УД18 а для
суммирования – микросхема К159ИМ4.
Затем производится преобразование каждого импульса в прямоугольный
сигнал высокого уровня таким образом мы получаем пачки импульсов
длительность которых пропорциональна протяжённости дефектов. При помощи
конденсатора большой ёмкости и компаратора К554СА3 мы преобразуем пачку
импульсов в один прямоугольник. Пропуская сигнал через инвертор получаем
второй сигнал прямоугольники в котором характеризуют длительность
промежутков между дефектами. Затем с помощью логики и тактового
генератора известной частоты накладываем на оба сигнала тактовые
импульсы. Полученные пачки импульсов в обоих сигналах подаются на разные
счётчики. Т. о. На одном счётчике образуется число пропорциональное
протяжённости дефекта а на другом – число пропорциональное расстоянию
Оба числа записываются в разные порта микроконтроллера 83С552LCC где
происходит обработка информации и управление памятью и выводом данных.
Протяженность и расстояние записываются в микросхему RAM имеющую 8 kБ
Подключение прибора к компьютеру позволило бы упростить восприятие
обработку и хранение полученной информации поэтому на электрической
принципиальной схеме реализовано подключение к персональному компьютеру
через стандартный параллельный порт RS-232. Техническая реализация
интерфейса осуществляется при помощи микросхемы MAX 3218.

Перечень11.dwg

СП3-19а-0.125-10 кОм ОЖ0468.134ТУ
МЛТ-0.125-2.2 кОм±10%
МЛТ-0.125-470 Ом±10%
Резисторы МЛТ ГОСТ 7113-77
К174ЛИ4 бК0.348.634-03 ТУ
К174ЛБ2 бК0.348.634-03 ТУ
КР140УД18 бК0.348.634-03 ТУ
К50-24-16В-2000мкФ ОЖ0.464.031 ТУ
CD4520BF ISO 9880.15
К10-19-М750-20пФ±20% ОЖ0.468.172 ТУ
К50-24-16В-100мкФ ОЖ0.464.031 ТУ
К159ИМ4 бК0.372.654-03 ТУ
К554СА3 бК0.348.634-03 ТУ
К174ЛН3 бК0.348.634-03 ТУ
К176ИД2 бК0.348.634-03 ТУ
АЛС324Б бК0.265.719-03 ТУ
МЛТ-0.125-47 кОм±10%
Блок регистрации сигнала

патентный поиск.dwg

Блок регистрации измерений

Схема эл принципиальная с MAX на диплом.dwg

Блок регистрации измерений

Алгоритм работы прибора.dwg

Генерация эталонного сигнала
Получение сигнала от n дефектоскопа
Удаление помех от валика шва
Создание прямоугольных n импульсов
Генерация тактовых импульсов
Подсчет длительности сигналов
Запись n сигналовn в ЦПУ
Хранение в n оперативнойn памяти
Передача n данныхn на компьютер
Вывод данныхn на мониторn компьютера

диплом экономика.doc

Функционально-стоимостной анализ процесса контроля
Анализ исходных данных
Расчет трудоёмкости (производительности)
Расчет единовременных затрат
Расчет годовых текущих издержек
Расчет годовых потерь от погрешностей контроля
Расчет показателей экономической эффективности
Список используемой литературы
На всех стадиях создания и внедрения средств неразрушающего контроля
необходимо проводить технико-экономический анализ и определять технико-
экономическую эффективность их применения. Необходимость расчетов на всех
стадиях обуславливается тем что на каждой последующей стадии
проектирования и внедрения нужно уточнять представления о создаваемом
приборе. Технико-экономический анализ и определение технико-экономической
эффективности позволяют:
- обосновать наиболее рациональное направление и очередность
развития или внедрения тех или иных средств неразрушающего контроля;
- выбрать наиболее экономичные варианты создания новых изделий
оборудования производственных процессов режимов эксплуатации
- определить оптимальные объемы производства новых средств
неразрушающего контроля и области их рационального применения;
- определить социальный эффект от внедрения средств неразрушающего
Технико-экономическое обоснование и расчет должны содержать краткое
описание поставленной задачи и варианты ее возможных решений оценку
технической эффективности применения неразрушающего контроля и
возможность повышения надежности проконтролированных изделий а также
экономическую оценку каждого варианта и их сравнение.
Курсовая работа состоит из двух частей:
) ФСА который выполнен для контроля продольных сварных швов труб
переменного диаметра магнитографическим методом;
) Расчет экономической эффективности технических решений который
выполнен на основе стандартного задания.
Эффективность инженерных решений принимается на стадиях системы
создании и освоении новой техники (СОНТ) в значительной мере определяют
себестоимость изготовления и цену изделия (прибора) а так же уровень
эксплуатационных издержек и показателей их надёжности. Одним из методов
повышения эффективности ИР является Функционально-стоимостной анализ
ФСА-организационный метод коллективного исследования функций изделия
направленный на минимизацию затрат в сфере проектирования производства и
эксплуатации при сохранении или повышения качества и полезности изделия
Главная задача ФСА на стадиях СОНТ – это предусмотреть обеспечение
комплекса необходимых потребителю функций и своевременно предупредить
принятие нерациональных инженерных решений показать разработчикам
направление поиска новых инженерных решений повышая экономическую
эффективность за жизненный цикл изделия.
Методика ФСА в данном разделе раскрывается по информативному и
анналитическому этапам.
Информационный этап.
Основная задача этапа – подготовить систематизировать и изучить
технико-экономическую информацию по аналогам и другим вопросам
относящимся к разработке изготовлению и эксплуатации объекта.
Таблица 1.1 – Карта технического уровня магнитографического
Назначение Контроль продольного сварного шва труб
Область применения ОН II категории
ЧувствительноПогрешностьЧисло Индуктив
сть к измерения%контролируность
выявлению от толщины емых магнитной
дефектов % стенки парамет головки мГн
Разрабатываемое изделие 6 1 5 350
Существующий аналог 5 2 4 352
Таблица составлена на основании технического паспорта магнитографического
дефектоскопа МДУ-2У.
Таблица 1.2 – Величина значимости параметров прибора
Наименование Чувствитель Погрешность Число Индуктивность
параметра ность к измерения % контролируемыхмагнитной головки
выявлению от толщины параметров
дефектов % отстенки
параметра 02 03 04 01
Таблица 1.3 – Технические требования к дефектоскопу
Требования к объекту Содержание Противоречия
По функционированию Выявление дефектов
По конструкции Удобство в эксплуатацииНеобходимость удобства в
малые массогабаритные эксплуатации и
параметры. уменьшения
По себестоимости Минимум затрат Сложность разработки
многофункционального
прибора с минимальными
Недостатки решений Сложность конструкции
оператор должен иметь
достаточную квалификацию
2 Аналитический этап.
На этом этапе формируются функции изделия разрабатываются его
функциональные структурные и структурно-функциональные модели
устанавливаются причины возникновения излишних затрат.
Главной конечной целью является разработка методики проведения
магнитографического контроля продольных сварных швов труб.
Установленные ограничения по этапам проектирования прибора приведены
Таблица 1.4 – Ограничения на конструктивно-технологические решения
Решаемая задача Ограничения
Функциональное Создание функциональной схемы Недостаток автоматизации
отражающей принцип проведения процесса контроля
Схематическое Разработка схемы электрической
принципиальной устройства По количеству элементов
Определение перечня и элементовПо элементной базе
Конструктивное Расположение конструктивных Жёсткость конструкции
элементов в минимальном надёжность
пространстве конфигурация По габаритам
конструктивных элементов
Согласно назначению установки и главной его цели формируют основные и
вспомогательные функции.
Методика проведения магнитографического контроля осуществляется
посредством следующих функций.
Таблица 1.5 –Описание функций
ИндекНаименование функций Значимость для: Итоговый
заказчика контролерафункциониров
F1 Подготовка объекта контроля 3 5 6 90
F2 Наложение магнитной ленты на 2 2 3 12
F2.1 Выбор магнитной ленты 2 4 2 16
F3 Намагничивание объекта 2 4 2 16
контроля с магнитной лентой
F3.1 Подключение источника питания1 3 6 18
F3.2 Выбор оптимального режима 2 5 2 20
F4 Считывание информации с 3 5 2 30
F4.1 Настройка осциллографа 4 4 5 80
F5 Расшифровка результатов 5 6 3 90
F6 Отметка дефектов на объекте 7 4 3 84
F7 Регистрация результатов в 8 4 3 96
F8 Размагничивание объекта 5 3 2 30
контроля и ленты в катушке
F9 Отключение источника питания 2 2 5 20
На рисунке 1 показана диаграмма на которой функции расставлены в
порядке убывания итогового указателя.
Функциональная модель проведения магнитографического метода контроля
представлены на рисунке 2.
Рисунок 1 - Диаграмма на которой функции расставлены в порядке убывания
итогового указателя.
Рисунок 1 - Функциональная модель проведения магнитографического метода
Таким образом по функциональной модели проведения магнитографического
метода контроля можно сделать вывод что наиболее важнейшими функциями
для дальнейшего исследования являются функции F1 F5 F6 F7.
В процессе выполнения функционально-стоимостного анализа можно
сделать следующие выводы:
) Недостаток автоматизации метода контроля приводит к повышению
трудоемкости и уменьшению скорости контроля;
) Использование персонального компьютера привело бы к увеличению
достоверности точности и удобства диагностирования а так же к повышению
эффективности разрабатываемого прибора;
) Универсальность прибора обеспечивает контроль труб в большом диапазоне
В процессе расчета курсовой работы необходимо произвести оценку
эффективности методов неразрушающего контроля в процессе их использования
на стадии эксплуатации объектов.
Объектом контроля является кольцевой сварной шов трубы общего
назначения с наружным диаметром (Дн= 1780 мм) толщиной стенки (SТ= 42
мм) и длиной (LТ= 12 м). Годовая программа выпуска (Аг=2080 шт.).
На объекте контроля осуществляется 2-х сменный режим работы. Схема
разбраковки дефектного участка сварного шва трубы – ремонт стадия
жизненного цикла – эксплуатация.
Длина кольцевого сварного шва
Допустимая величина размаха дефектного участка для труб общего
=018×St=018·42=756 мм.
Среднеквадратическое отклонение величины дефектного участка
технологического процесса на стадии эксплуатации для труб общего
Для контроля данного вида объектов подходят следующие виды
неразрушающего контроля:
а) ультразвуковой (УЗК);
б) рентгенографический (РГК);
в) магнитографический (МГК);
г) гаммаграфический контроль (ГГК).
Исходя из того что толщина стенки равна 42 мм контроль можно
производить двумя методами: ультразвуковым и гаммаграфическим.
Рентгенографический метод контроля является наиболее опасным методом
требующий дополнительных помещений для контроля поэтому на этапе
эксплуатации его не следует применять. Учитывая применяемость методов
контроля на предприятиях их производительность и погрешность
дефектоскопов выбираем следующие методы контроля: ультразвуковой и
Таблица 2.1 - Норма оперативного времени по операциям tоп часм.
Механическая зачистка одного кольцевого стыка
Контроль стыкового сварного шва
Таблица 2.2 - Характеристика оборудования используемого при
контроле на стадии эксплуатации
Наименование Цена Ц Потр. Габаритная Срок Погреш-ность
Оборудования долл.США мощ-ностьплощадь службы прибора
WкВт Sгаб м2 tсл год Zqмм
Зачистная машина 400 10 06 – –
Ультразвуковой 900 05 04 75 168
Гаммаграфический 2700 12 12 75 126
Фотооборудова- 450 01 12 10 –
Таблица 2.3 - Норма расхода материалов на контроль объекта за
минусом возвратных отходов при эксплуатации (Нм) долл. США.
Объект нормирования по стадиям УЗК ГГК
Один метр контроля сварного шва 038 265
Коэффициент по складированию ск 015 20
Доля стоимости возвратных отходов 005 028
Коэффициенты использования электроэнергии: по мощности Кw = 08; по
времени Kв = 07 в том числе по импульсным; коэффициент полезного
Оптовая цена метра трубы общего назначения при эксплуатации
Цена реализуемых отходов метра трубы
Ротх= [pic] (долл. США).
Себестоимость сварки одного метра шва
Сс = [pic] (долл. США).
Себестоимость рассверливания одного метра трубы при эксплуатации
Ср= [pic] (долл. США).
Длина рассверливаемого дефектного участка трубы Lр = 012 метра.
Длина заменяемого дефектного участка трубы Lз = 020 метра.
Расчет трудоемкости (производительности) контроля
Потребность в контрольных операциях по объекту контроля оценивается
величиной такта в часах по следующей формуле
где Fд - годовой действительный фонд работы рабочего места
Кз - коэффициент учитывающий неравномерность поступления объекта
контроля при единичном производстве (Кн = 08);
Аг - годовая программа выпуска объектов контроля (Аг = 2080) шт;
dк - коэффициент (доля) выборочности контроля (dк = 1).
Величина годового действительного фонда рабочего места контролера
определяется по следующей формуле:
где FСМ – номинальный сменный фонд работы(8 час);
КСМ – коэффициент сменности – число смен работы в течение рабочего
КВП – коэффициент учитывающий внутрисменные простои по
организационно-техническим причинам (единичное производство – 080);
DP – число рабочих дней в году (DP = 253);
КПР – коэффициент учитывающий долю времени простоев в плановых
ремонтах (КПР = 003).
Нормы времени по вариантам сравнения позволяют: оценить
интенсивность процессов; установить потребность в оборудовании и рабочей
силе. Норма штучно-калькуляционного времени на операцию складывается из
следующих элементов:
где tпз- подготовительно-заключительное время;
tоп - норма оперативного времени;
tоб – время обслуживания рабочего места;
tотл – время на отдых и личные надобности;
tтп – время регламентированных технологических перерывов.
Время tоб и tотл определяется косвенно как доля от оперативного
времени в размере 012 – 016 время технологических перерывов не
учитываем так как время затрачиваемое на контроль больше величины
такта то есть технический перерыв не связан с производством.
Рассчитаем норму штучно-калькуляционного времени на операцию по
Результаты расчёта трудоёмкости контроля приведены в таблице 3.1
Tаблица 3.1 – Трудоемкость контроля
Наименование операции Норма времени по контролям tШКi час
Контроль шва 734 175
Проявление пленок – 103
Единовременные затраты рассчитываются по элементам
где Ко – стоимость оборудования долл. США;
Коб – стоимость оборотных средств связанных с контролем
Кзд – стоимость потребной площади здания долл. США;
Кск – стоимость в социально-культурную сферу долл. США;
Кпр – затраты на проектирование долл. США.
Стоимость единовременных затрат в оборудование определяются по
атiамi – коэффициенты учитывающие транспортно-
заготовительные расходы затраты на монтаж и отладку оборудования (атi =
Кзi – коэффициент учитывающий занятость оборудования
Число единиц оборудования по операциям определяем по формуле
ГГ- дефектоскопов [p
Фотооборудование [pic] (шт.)
Затраты в оборудование получаем:
Ко=(4(400(097+7(900(087)((1+01+01)=84396 (долл.США);
Ко=(1(450(086+11(2700(097)((1+01+01)=350352 (долл.США).
Стоимость оборотных средств связанных с контролем
рассчитывается по формуле
где Hm – норма расхода материала за минусом возвратных отходов;
Аr – годовая программа (Аr= 2080 шт.);
атз – коэффициент учитывающий транспортно-заготовительные
[pic] - средний запас материала используемого при контроле
(принимается в размере 0075 от годового расхода материала);
Lш – длина шва (Lш =56);
РТ – цена одного метра трубы (РТ=4964 долл. США).
Коб = 038 ( 56 ( 2080 ( 0075 ( (1+005) + 56 ( 4964= 31284
Коб = 265 ( 56 ( 2080 ( 0075 ( (1+005) + 56 ( 4964=
Затраты в здания определяются по формуле
Кд – коэффициент учитывающий дополнительную площадь к
[pic]цена квадратного метра здания производственного
Кзi – коэффициент учитывающий занятость здания работой на i-ой
[pic] - коэффициент учитывающий площадь под складирование
материалов для контроля ([p
SСБ – норматив площади служебно-бытового назначения на
одного рабочего (SСБ =6 м2);
[pic] - цена одного квадратного метра здания служебно-
бытового назначения ([pic]=220 долл.)
Рассчитаем затраты в здания:
Рассчитаем затраты в стоимость средств социально-культурного
где Рск – стоимость вложений в социально-культурную сферу на одного
работника (Рск=6000 долл. США) (долл. США).
Кск = (4(097+7(087) ( 2 ( 6000 =119640 (долл. США.);
Кск = (11(097+1(086) ( 2 ( 6000 = 138360 (долл. США.).
Затраты на проектирование равны
где tпрk - трудоемкость проектирования по k-му виду работ ([pic]=1
РПР - сметная стоимость одного чел. - ч. проектирования
которая рассчитывается по формуле
где ЗТ - часовая тарифная ставка 1 -го разряда (определяется
делением принятой на период проектирования месячной ставки 1-го разряда
на месячный фонд рабочего времени 168 ч) р.;
КТ - тарифный коэффициент проектировщика(157);
КП- коэффициент премирования - 15;
КД - коэффициент учитывающий дополнительную заработную
КСС - коэффициент учитывающий отчисления в фонд социального
КНР - коэффициент учитывающий накладные расходы - 06
где З – месячная тарифная ставка первого разряда(68000р=3148
Fпр - месячный фонд рабочего времени (Fпр=168 часов).
Зт= 3148168 = 019 (долл.США);
Подставим найденные значения в формулу (4.1) и получим
К = 84396+31284+35744+119640+534=167486 (долл. США.)
К =350352+52106+677964+138360+534=2469362 (долл.
Таблица 4.1 - Единовременные затраты (долл. США).
Наименование затрат Величина затрат
Затраты в оборудование 84396 350352
Единовременные затраты в 31284 52106
Затраты в здания 35744 677964
Затраты в социально-культурную119640 138360
Затраты на проектирование 534 534
Итого единовременных затрат 167486 2469362
Расчет текущих издержек
Годовые текущие издержки на контроль рассчитываются по формуле
где ИМ – годовые затраты на материалы (основные и вспомогательные
материалы покупные полуфабрикаты комплектующие изделия);
ИЗ – годовые затраты на заработную плату основным рабочим
(операторам) с начислениями;
ИЭ – годовые затраты на энергию (силовую и технологическую
электроэнергии топливо);
ИРО – годовые затраты на ремонт и содержание оборудования;
ИРЗ – годовые затраты на ремонт и содержание зданий;
ИНР - годовые накладные расходы по обслуживанию и управлению
Рассчитаем затраты на материалы
где тз– коэффициент учитывающий транспортно-заготовительные
Им = 038(56((1+01)(2080 = 48688 (долл. США);
Им = 265(56((1+01)(2080 = 339539
Затраты на заработную плату с начислениями находим по формуле
где Зт - часовая тарифная ставка 1-го
Ку - коэффициент учитывающий условия труда рабочего (Ку =
Кд - коэффициент учитывающий дополнительную заработную плату
КСС - коэффициент учитывающий отчисления в фонд социальной
Кт - тарифный коэффициент разряда по операциям (Кт = 135 –
зачистка и очистка (3 разряд); Кт = 19 – проявление пленок (6
разряд); Кт = 157 – контроль (на основе таблицы в исходных данных для
контроля труб II-й категории выбираем 4 разряд)).
В результате получим:
Годовые издержки потребляемой электроэнергии если оборудование
работает в режиме прямого включения – выключения по каждому объекту
контроля рассчитываем по формуле
Кw- коэффициент учитывающий использование потребляемой
Кt- коэффициент учитывающий использование мощности во
Кп- коэффициент учитывающий потери в заводских сетях (Кп =
(- коэффициент полезного действия электроустановки (( = 09);
РЭ- цена за один кВт(ч (РЭ = 0045 долл. США.) долл. США.
Рассчитаем годовые издержки на ремонт и содержание оборудования
Затраты на ремонт и содержание зданий рассчитываются по формуле
где Нрз- норматив на содержание и ремонт здания (Нзд = 25%).
Годовые накладные расходы складываются из следующих статей затрат: на
управление (ИУ) освещение (ИОС) воду на бытовые нужды (ИБВ)
теплоэнергии на горячую воду (ИГВТЭ) отопление (ИОТТЭ) вентиляцию
которые определяются по следующим формулам
где ККУ - коэффициент учитывающий косвенные расходы по управлению
где WS – норма освещенности кВтм2 (WS = 002 кВтм2);
S – площадь зданий производственных и служебно-бытовых м2;
где РБВ – цена воды на бытовые нужды (РБВ = 0048 долл.м3);
Нбв – норма расхода воды на бытовые нужды за сутки на одного
работника м3 (Нбв =0025 м3);
ЧР - численность рабочих чел.;
где РТЭ–цена (тариф) за теплоэнергию (РТЭ= 17 долл. Гкал)
qВТХ – удельная тепловая характеристика воды ккалм3-ч оС
VВГ –объем потребления горячей воды за час л (VВГ определяется
из расчета 3 л на одного работающего);
tВГ tВХ – температура горячей воды в системе (принимается
tвг=+65оС) холодной воды (принимается tвх=+5оС) о С;
FГВ– период теплоснабжения горячей водой ч (FГВ = FСМ КСМ DР);
где qЗДТХ– удельная тепловая характеристика здания ккалм3-ч оС
VЗД –объем здания по наружному обмеру м3 (VЗД =SH где высота
tЗДВН tЗДН– температура воздуха внутри помещения снаружи оС
(tЗДВН =+20 o C tЗДН = - 10 o C );
FОТ – отопительный период за год ч (Fот =4320 ч);
где qВТТХ – удельная тепловая характеристика вентиляции здания
ккалм3-ч оС (qВТТХ =012);
tВТВН tВТН – температура воздуха вытяжного снаружи о С
(tВТВН=+20 o C tВТН = - 15 o C );
FВТ –период работы вентиляционной системы за год ч (FВТ
КПТЭ –коэффициент учитывающий потери теплоэнергии (КПТЭ
ИНР = 37547+2013+333+1366+1647+122=42728
ИНР = 58534+2442+364+1486+200+148=64646 (долл.
Подставим полученные значения в формулу (6.1)
Таблица 5.1 - Годовые текущие издержки (долл. США.)
Наименование статей Величина издержек
Затраты на материалы 48688 339539
Затраты на заработную плату 187736 292668
Затраты на электроэнергию 510 12905
Затраты на ремонт и содержание12714 4203
Затраты на ремонт и содержание8936 1695
Затраты на накладные расходы 42728 64646
Расчет потерь от погрешностей контроля
Технические решения направленные на снижение погрешностей измерений
и контроля качества позволяют снизить потери от ошибок первого и второго
рода а также в некоторых случаях получать дополнительную экономию
(эффект) от повышения цены объекта контроля за счет получения
гарантированного повышения его качества. Годовая сумма потерь от
погрешностей измерения и контроля по сравниваемым вариантам складывается
из следующих элементов:
где ПГД – потери от ошибок первого рода связанных с признанием
объектов контроля дефектными которые в действительности являются
ПДГ – потери от ошибок второго рода связанных с признанием
объектов контроля годными которые в действительности являются
Составляющие годовых потерь определяются по следующим формулам:
где РГД РДГ – вероятность (частота) ошибок первого второго рода;
ЗГД ЗДГ – средние удельные затраты (потери) на объект
контроля от ошибок первого второго рода р.;
Величина вероятности (частоты) появления ошибок 1-го и 2-го рода
устанавливается на основе имеющихся статистических данных или определятся
аналитически с использованием табличных значений функции стандартного
нормального распределения Ф(х) по параметру х по следующим формулам
где (Т – половинная величина допуска ((Т = (Д 2) симметрично
расположенного от центра рассеивания ( номинала) параметра контроля
(ТЕХ - среднеквадратическое отклонение параметра контроля
ZД –погрешность измерения имеющая нормальное
распределение со среднеквадратическим отклонением (Z (УЗК – ZД=168 ГГК
Ф - значение функции нормированного нормального распределения
от вычисленного параметра;
Найдем значения вероятности ошибок первого и второго рода
Выбор варианта расчета удельных затрат (потерь) от перебраковки (Згд)
мы делаем с учетом важности и ответственности объекта контроля
технологических возможностей и экономической целесообразности.
Принимаем вариант восстановления - ремонт дефектного участка трубы.
Для осуществления ремонта необходимо выполнить следующие операции при
ложно забракованной продукции:
а) вырезка дефектного участка трубы;
б) заваривание участка причем в этом случае необходимо учитывать
что для варианта ремонта в условиях эксплуатации возникает необходимость
производить сварку в двух местах для замены дефектного участка трубы на
в) повторный контроль.
В случае если в результате появления невыявленного дефектного участка
в процессе эксплуатации происходит аварии средние затраты включают в
себя следующие составляющие:
а) потери от аварии;
б) вырезка дефектного участка трубы;
в) заваривание участка причем в этом случае необходимо
учитывать что для варианта ремонта в условиях эксплуатации возникает
необходимость производить сварку в двух местах для замены дефектного
участка трубы на новый;
г) повторный контроль.
Средние затраты от продукции с дефектом повлекшим за собой аварию
Расчет Ср и Сс приведены в разделе 2.
Тогда затраты от недобраковки получаем
где ЗАВ – средние потери от аварии
где ТАВ – продолжительность аварии суток (ТАВ =5).
Здг=[pic]=1521 (долл.США).
В результате составляющие годовых потерь составят:
[pic] Пдг=00049(1521(20803= 5167 (долл. США.).
П = 1303+5262=18292 (долл. США);
П = 613+5167=578 (долл. США.).
Таблица 6.1 - Годовые потери от погрешностей контроля (долл. США.)
Наименование потерь Величина потерь
Потери от ошибок первого рода 1303 613
Потери от ошибок второго рода 5167 5262
Годовые приведенные затраты рассчитываются по формуле
где Ен - нормативный коэффициент эффективности (Ен = 01);
Рi - норма реновации средств.
Норма реновации рассчитывается по формуле:
рi = ЕН [(1 + ЕН)tСЛ – 1]
где tсл - срок службы лет;
Найдем нормы реновации:
Зачистная машина: [p
оборотные средства: [p
Фотооборудование: [p
Годовые приведенные затраты будут равны:
Зг=01(167486+(0087(18624+0096(65772+01638(31284+0002(35744+
+0002(119640+53401638)+30590+18292=508719 (долл. США);
Зг=01(2469362+(006274644+0096(345708+01638(52106+0002(677964+
+0002(138360+53401638)+768738+578= 1068466 (долл. США.)
Годовой экономический эффект:
ЭГ = ЗГ (ГГК ) – ЗГ(УЗК) = 1068466 - 508719 =559747 (долл. США.)
Таблица 7.1 - Технико-экономические показатели сравниваемых
Наименование показателей Величина показателей
Годовая программа производства 2080 2080
Технико-эксплуатационные
показатели контроля:
Трудоемкость час 1504 2203
Погрешность прибора мм 168 126
Потребляемая мощность прибора 05 12
Годовые единовременные затраты 167486 2469362
Годовые текущие издержки 26164 460066
Годовые потери от погрешности 18292 578
Годовые приведенные 508719 1068466
затраты (долл. США.)
Годовой экономический эффект - 559747
В процессе выполнения курсовой работы мы произвели экономическую
оценку эффективности применения двух методов неразрушающего контроля. На
основании данных приведенных в таблицы 7.1 можно сделать следующие
) целесообразно применять для контроля предлагаемого объекта
ультразвуковой метод контроля что подтверждается величиной годового
экономического эффекта равного 559747 (долл. США);
) единовременные затраты в УЗК меньше на 794502 (долл. США)
аналогичных затрат в ГГК. На плохие показатели единовременных затрат в
ГГК повлияли затраты в оборудование затраты в стоимость оборотных
средств затраты в социально-культурную сферу и затраты в здания;
) текущие издержки в ГГК также превышают аналогичную величину
издержек УЗК на 198426 (долл. США.) На показатели текущих издержек в ГГК
повлияли затраты на материалы на заработную плату на энергию на ремонт
и содержание зданий и оборудования затраты на накладные расходы;
) потери от погрешностей УЗК выше чем аналогичные потери ГГК что
связано с большой погрешностью ультразвуковых дефектоскопов.
Таким образом годовой экономический эффект для УЗК
полученный из-за меньших единовременных затрат и годовых текущих
издержек делает этот метод контроля более целесообразным в данном
Организационно–экономическая часть дипломного проекта.
Методические указания для студентов специальности 1-54 01 02. Могилев:
Организация и планирование производства. Методические указания по
выполнению курсовой работы для студентов специальности Т.06.01 Могилев:
Отключение источника питания F9
Размагничивание объекта контроля
и ленты в катушке индуктивности F8
Регистрация результатов в журнале
Отметка дефектов на объекте контроля F6
Выбор магнитной ленты
Наложение магнитной ленты на объект контроля F2
Подготовка объекта контроля
Намагничивание объекта контроля с магнитной лентой F3
Выбор оптимального режима намагничивания F3.2
Считывание информации с магнитной ленты F4
Настройка осциллографа
Расшифровка результатов контроля
Подключение источника питания

БЖД диплома.doc

7 Безопасность и экологичность проекта
Обеспечение безопасной жизнедеятельности человека в значительной
степени зависит от правильной оценки опасных вредных производственных
факторов. Одинаковые по тяжести изменения в организме человека могут быть
вызваны различными причинами. Это могут быть какие-либо факторы
производственной среды чрезмерная физическая и умственная нагрузка нервно-
эмоциональное напряжение а также разное сочетание этих причин.
1 Идентификация и анализ вредных и опасных факторов в разрабатываемом
С трудовой деятельностью человека связана особая группа
психофизиологических факторов создающих высокие уровни физических и
нервно - психических нагрузок и обусловленную ими тяжесть и напряженность
Опасные и вредные производственные факторы влияющие на оператора в
данном проекте подразделяются на:
- психофизиологические.
Физические опасные вредные производственные факторы подразделяются на
- повышенной значение напряжения в электрической цепи замыкание
которой может произойти через тело человека;
- повышенный уровень статического электричества;
- отсутствие или недостаток естественного света;
- недостаточная освещенность рабочей зоны;
- повышенная яркость света;
Психологические опасные и вредные факторы по характеру действия
подразделяются на следующие:
- умственное перенапряжение;
- монотонность труда;
- эмоциональные перегрузки.
При неправильной эксплуатации магнитографического дефектоскопа и всей
установки в целом существует опасность поражения электрическим током.
Источником опасности при поражении электрическим током является понижающий
трансформатор в блоке питания а точнее его первичная обмотка. Источником
опасности могут быть также и различные соединительные кабели находящиеся
При нарушении изоляционных обмоток трансформатора а также изоляции
проводов питания и кабелей возможно появление искры и как следствие –
возгорание блоков. Вследствие неисправности электроустановок и повреждений
изоляции токоведущих частей может возникнуть перегрев проводников и
искрение что может послужить причиной возгорания.
Так как контроль осуществляется с помощью намагничивающих устройств
которые является источником электромагнитных полей то следует
предусмотреть методы и средства защиты обслуживающего персонала от
воздействия электромагнитных полей в соответствии с требованиями ГОСТ
1.006-84. Напряжённость электромагнитного поля в диапазоне частот работы
преобразователей (0.03 – 3 МГц) на рабочем месте персонала в течение
рабочего дня не должна превышать установленных ГОСТ 1117-94 предельно
допустимых уровней по электрической составляющей 20 Вм по магнитной
составляющей 5 Ам. Электрические компоненты установки в силу
незначительной мощности не могут воздействовать на человека с соизмеримыми
показателями что допускает не использование дополнительных мер защиты от
вредного воздействия электромагнитного поля.
Источником незначительной вибрации в установке является
электродвигатель. Для уменьшения вибрации и шума следует производить
установку двигателя в устойчивое положение.
Важным фактором при работе с прибором является освещение помещения.
Неравномерное освещение оказывает негативное влияние на организм человека
приводит к быстрой утомляемости и снижению производительности труда.
По ГОСТ 12.1.005-88 метеорологические условия труда (микроклимат)
определяются температурой воздуха в помещении относительной влажностью
воздуха скоростью движения воздуха интенсивностью теплового излучения.
Неблагоприятные метеоусловия могут привести к быстрой утомляемости
повышению заболеваемости и снижению производительности труда.
Для обеспечения комфортных условий труда в помещении должен
поддерживаться определённый температурный режим.
Контролер при работе с магнитографическим дефектоскопом подвергается
воздействию комплекса неблагоприятных факторов обусловленных характером
производственного процесса:
- повышенная интенсивность работы и ее монотонность;
- специфический характер зрительной работы который вызван непрерывным
осмотром контролируемого объекта а также с восприятием изображения на
экране магнитографического дефектоскопа необходимостью слежения за
- неудовлетворительные условия световой среды в помещении и освещения
Работа с магнитографическим дефектоскопом характеризуется высоким
уровнем психической нагрузки т.к. на человека возлагаются функции
контролера поэтому у работающих могут отмечаться головные боли снижение
работоспособности и др.
В большинстве случаев работа с прибором требует высокой степени
сосредоточенности звуковые раздражения вызываемые посторонними шумами
должны быть сведены к минимуму.
Таким образом при работе на данной установке возможны следующие
- поражение электрическим током;
- механические опасности;
- воздействие электромагнитных полей;
- возможность возникновения пожара при замыкании на корпус.
2 Разработка технических решений и защитных средств по устранению
опасных и вредных факторов
В соответствии с ГОСТ 12.2.061-81 рабочее место должно иметь
достаточную освещенность соответствующую характеру и условиям выполняемой
работы. Рабочее место и взаимное расположение его элементов должны
обеспечивать безопасное и удобное техническое обслуживание и чистку.
Конструкция рабочего места должна обеспечивать удобную рабочую позу
человека что достигается регулированием положения кресла высоты и угла
наклона подставки для ног при ее применении и (или) высоты и размеров
рабочей поверхности. Организация рабочего места должна обеспечивать
возможность изменения рабочей позы. Организация рабочего места должна
обеспечивать устойчивое положение и свободу движений работающего сенсорный
контроль деятельности и безопасность выполнения трудовых операций.
Организация рабочего места должна исключать или допускать редко и
кратковременно работу в неудобных позах (характеризующихся например
необходимостью сильно наклоняться вперед или в стороны приседать работать
с вытянутыми или высоко поднятыми руками и т. п.) вызывающих повышенную
утомляемость. Организация рабочего места должна обеспечивать необходимый
обзор зоны наблюдения с рабочего места. Средства отображения информации
должны быть размещены в зонах информационного поля рабочего места с учетом
частоты и значимости поступающей информации типа средства
отображения информации точности и скорости слежения и считывания.
Визуальные средства отображения информации должны быть соответственно
По ГОСТ 12.1.004-85 прибор должен иметь системы пожарной безопасности
направленные на предотвращение воздействия на людей опасных факторов
пожара. При возникновении пожара для тушения используем углекислотный
Согласно ГОСТ 12.4.021-75 обеспечение нормализации микроклимата на
рабочем месте осуществляется при помощи отопления кондиционирования
воздуха и вентиляции помещений. По ГОСТ 12.1.005-88 благоприятным
микроклиматом будет считаться состояние окружающей среды при температуре 21-
ºС относительной влажности 40-60% и скорости движения воздуха 01 м.с.
Однофазные замыкания тока которые могут возникать в приборе опасны
тем что на корпусе появляется напряжение достаточное для поражения
человека и возникновения пожара.
Большинство средств неразрушающего контроля (дефектоскопы установки
приборы средства механизации и автоматизации) в процессе работы полностью
или частично находятся под напряжением. Поэтому при их эксплуатации должны
строго соблюдаться “Правила техники эксплуатации электроустановок
потребителей. Правила безопасности при эксплуатации электроустановок
Все неизолированные питающие кабели прибора при любом напряжении
должны быть ограждены от случайного прикосновения а корпус прибора надёжно
При проведении работ необходимо обеспечить пожарную безопасность в
соответствии с “Типовыми правилами пожарной безопасности для промышленных
предприятий ”. Перед тушением электроустановок их необходимо отключить от
электросети. Небольшие загорания могут быть ликвидированы с помощью
углекислотных огнетушителей. Такими огнетушителями можно тушить загорания
электроустановок находящихся под напряжением.
Предельно допустимый уровень напряжённости воздействующего
электрического поля устанавливается равным 25 кВм по ГОСТ 12.1.002-84.
Пребывание в электрическом поле напряжённостью до 5 кВм включительно
допускается в течение рабочего дня. Разрабатываемая электроустановка
запитывается от сети переменного тока и потребляет незначительную мощность
(до 60 Вт) поэтому она способна создать уровень напряжённости
электрического поля на несколько порядков ниже чем предельно допустимый.
Напряжённость электромагнитного поля в диапазоне частот работы
преобразователей (1.5 – 5 МГц) на рабочем месте персонала в течение
рабочего дня не должна превышать установленных ГОСТ 12.1.006-84 предельно
Защита от поражения электрическим током и возгораний осуществлена в
соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 защитным заземлением.
Наиболее простым и широко используемым способом защиты является
защитное заземление. Снижение напряжения прикосновения и шага достигается
путём уменьшения потенциала заземлённого оборудования (уменьшением
сопротивления заземлителя) а также путём выравнивания потенциалов
основания на котором стоит человек и заземлённого оборудования (подъём
потенциала основания на котором стоит человек до значения близкого к
значению потенциала заземлённого оборудования). Защитное заземление следует
отличать от рабочего заземления (например нейтральных точек обмоток
генератора трансформаторов и заземления молниезащиты).
Защитное заземление – способ защиты человека от поражения
электрическим током. Оно заключается в том что все металлические части
комплекса с помощью проводника соединяются с устройством заземления. При
этом в случае неполадки (пробой на корпус) ток возвращается к источнику
напряжения что приводит к срабатыванию соответствующего устройства токовой
защиты и повреждённый блок отключается от сети. Возврат тока к источнику
напряжения (например к нулевой точке трёхфазной сети) осуществляется через
грунт или по имеющимся системам трубопроводов. Эффективность защитного
заземления устанавливается посредством его испытания.
Расчёт защитного заземления производится по допустимому сопротивлению
растекания тока. При расчёте заземляющих устройств по допустимому
сопротивлению подбирают такую конструкцию искусственного заземлителя при
которой выполнялись бы нормы на допустимое сопротивление при наименьших
затратах на сооружение заземлителя.
Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя -
проводников (электродов) соединенных между собой и находящихся в
непосредственном соприкосновении с землёй и заземляющих проводников
соединяющих заземляющие части электроустановки с заземлителем. Схема
заземляющего устройства приведена на рисунке 6.1.
Для одиночных стержневых заземлителей сопротивление тока определяют по
следующей эмпирической формуле (для стержневых круглого сечения электродов
где ( - удельное сопротивление грунта Ом*м;
d – диаметр сечения м;
t – расстояние от поверхности грунта до середины вертикального
Для суглинка удельное сопротивление грунта (=100 Ом*м. Для
вертикальных электродов используем стальные трубы диаметром 60 мм с
толщиной стенки не менее 35 мм.
Необходимое количество электродов рассчитывается по формуле
где Rдоп – допустимое сопротивление заземления Ом;
(с – климатический коэффициент учитывающий возможное изменения
удельного сопротивления вследствие промерзания грунта зимой или его
Сопротивление заземляющих устройств в сетях напряжением до 1000 В при
суммарной мощности генераторов и трансформаторов питающих данную сеть не
более 100 кВ(А должно быть не более 10 Ом. Климатический коэффициент
выбираем максимальным для летнего сезона (с =22.
Длина полосы связи между электродами при контурном заземляющем
устройстве определяется как
где п – число стержней;
а – расстояние между стержнями а=2 м.
Сопротивление соединительной полосы равно
где h – глубина заложения м;
b – ширина полосы м.
Расчётное сопротивление заземляющего устройства с учётом коэффициентов
взаимного влияния электродов и использования полосы
где (3 – коэффициент взаимного влияния (увеличения сопротивления
растеканию группового тока заземления) ;
(п – коэффициент использования полосы.
Коэффициент взаимного влияния (3 и коэффициент использования полосы
(п зависят от числа электродов.
Заземление будет удовлетворять требованиям при условии R(Rдоп. При
условии R>Rдоп увеличивают в контуре заземлителя количество вертикальных
электродов а затем вновь находят коэффициенты использования (3 и (п и
Измерение сопротивления заземляющего устройства производится после
монтажа через год после включения в эксплуатацию и в последующем при
комплексном ремонте электроустановки но не реже чем через 10 лет на
электростанциях подстанциях и линиях электропередачи энергосистем через 3
года на подстанциях потребителей и через 1 год в цеховых электроустановках
Расчёт защитного заземления производился на ЭВМ по программе Sasemlp.
Результаты вычислений приведены в приложении А.
Рассчитанное значение сопротивления защитного заземления для схемы
состоящей из восьми электродов удовлетворяет условию R(Rдоп
3 Разработка мер безопасности при эксплуатации объекта
3.1 Общие требования безопасности.
К самостоятельной работе контролер обслуживающий магнитографический
дефектоскоп может приступить после прохождения вводного инструктажа и
первичного инструктажа на рабочем месте. Допуск к работе отмечается в
Контролер один раз в шесть месяцев должен получить повторный
Контролер должен каждый день осуществлять проверку оборудования и
в случае его неисправности не приступать к самостоятельной работе до
устранения неисправности. О неисправности оборудования поставить в
известность начальника отдела.
Контролер должен уметь оказать первую доврачебную помощь пострадавшим
при несчастном случае и поставить в известность о происшедшем начальника
Контролер обязан соблюдать правила внутреннего трудового распорядка не
а) употребление алкогольных наркотических и токсических средств;
б) курение в не установленных местах.
Контролер обязан знать противопожарные средства защиты и места их
За невыполнение данной инструкции виновные лица привлекаются к
ответственности согласно действующему законодательству.
3.2 Требования безопасности перед началом работы.
К проведению работ по неразрушающему контролю допускаются лица
прошедшие обучение по утверждённой программе и успешно выдержавшие
испытания по общим и специальным вопросам безопасности.
Помещения в которых проводят контроль должны соответствовать
действующим нормам и правилам проектирования промышленных предприятий.
Место на котором производят контроль должно быть удалено от сварочных
постов. На объект контроля во время проведения работ не должны оказывать
влияние воздействия вызывающие вибрацию. При контроле на открытом месте в
дневное время или при сильном искусственном освещении необходимо принять
меры по затемнению экрана дефектоскопа.
Все неизолированные питающие кабели при любом напряжении должны
быть ограждены от случайного прикосновения. Неизолированные провода и
электросхемы необходимо защищать корпусами.
Контролер перед началом работы должен подготовить свое рабочее место
(убрать со стола ненужное оборудование и другие предметы не используемые
при его работе). Перед включением прибора контролер обязан визуально
осмотреть его на предмет поломки и только после осмотра включать прибор в
сеть. Если при включении прибора будет чувствоваться запах гари от
прикосновения к металлическим частям оборудования ощущается действие
электрического тока или обнаружиться другая неполадка то контролер обязан
выключить прибор и доложить о неисправности своему непосредственному
3.3 Требования безопасности при выполнении работы.
При работе необходимо следить чтобы питающий провод не касался
металлических и влажных поверхностей не допускать перекручивания или
образования петель на проводе.
Контролер обязан содержать свое рабочее место в чистоте и порядке не
загромождая его посторонними предметами.
В процессе работы не разрешается:
а) класть на корпус оборудования какие-либо предметы документы;
б) допускать к работе посторонних лиц;
Категорически запрещается работа оператора на съёмных механизмах на
неустойчивых конструкциях и в местах где возможно повреждение питающих
кабелей приборов. Запрещается вскрывать блоки и разбирать их во время
3.4 Требования безопасности в аварийных ситуациях.
Вследствие неисправности электроустановок и повреждений изоляции
токоведущих частей может возникнуть перегрев проводников и искрение что
может послужить причиной возгорания. Перед тушением электроустановок их
необходимо отключить от сети. Небольшие загорания могут быть ликвидированы
с помощью углекислотных и порошковых огнетушителей. Такими огнетушителями
можно тушить загорания электроустановок находящихся под напряжением.
В случае поражения работников электрическим током необходимо:
-освободить пострадавшего от токоведущих частей;
- оказать первую помощь;
В случае возникновения пожара необходимо отключить электропитание
вызвать по телефону пожарную команду эвакуировать людей из помещения
согласно плану эвакуации и приступить к ликвидации пожара
огнетушителями. При наличии небольшого очага пламени можно воспользоваться
подручными средствами с целью прекращения доступа воздуха к объекту
3.5 Требования безопасности по окончании работы.
Контролер по окончании работы обязан отключить оборудование от
электросети. При отключении прибора выдергивая штепсельную вилку нельзя
держаться за питающий провод.
Контролер обязан привести в порядок рабочее место после проведения
5 Заключение по принятым мерам безопасности
В данном разделе были выделены основные вредные и опасные факторы при
работе с магнитографическим дефектоскопом. Даны некоторые рекомендации по
устранению этих факторов. Также в разделе защитных средств был произведен
расчет заземления электроустановки.
Разработаны рекомендации по безопасности эксплуатации данного прибора
что уменьшает потенциальную опасность при обращении с данным прибором.
Прибор не влияет на окружающую среду и не представляет никакой
Расчёт защитного заземления
Длина электрода м L = 3;
Электроды трубчатого сечения;
Диаметр электрода м d = 006
Номер схемы заземления S = 2;
Глубина заложения электродов м Н = 05;
Допустимое сопротивление Ом RD = 10;
Климатический коэффициент KL = 22;
Расстояние между электродами м A = 24;
Глубина заложения полосы м HP = 07;
Ширина полосы м BP = 0018;
Сопротивление одиночного элетрода Ом Rz = 286;
Сопротивление заземляющего устройства Ом R = 98;
Количество электродов N = 7;
Рисунок 6.1-Схема заземляющего устройства