ZZ SČZL 4/2014. Zkouška rázem v ohybu metodou Charpy za okolní teploty. Ing. Jan Wozniak, CSc.

Transkript

1 ZZ SČZL 4/2014 Zkouška rázem v ohybu metodou Charpy za okolní teploty Ing. Jan Wozniak, CSc. CTN WOZNIAK Centrum technické normalizace Nr. 2009/0008/RS

2 Základní úkoly organizátorů zkoušení způsobilosti ZZ SČZL 4/2014 Specifikace zkoušených a hodnocených výsledků; (ve smyslu normy ČSN EN ISO Kovové materiály Zkouška rázem v ohybu metodou Charpy Část 1: Zkušební metoda ) - Absorbovaná energie, KV 2 ; [J] - Podíl smykového lomu, FA; [%] - Příčné rozšíření, LE; [mm]

3 Základní úkoly organizátorů zkoušení způsobilosti ZZ SČZL 4/2014 Volba způsobu praktické realizace zkoušení způsobilosti; - Osobní návštěva Pohovor s managementem zkušebny a pověřeným personálem k provedení zkoušky, předání zkušebních těles, dozor při provádění zkoušky, převzetí formuláře záznamu naměřených výsledků. Pozn.: Průvodní dokumentace ke zkoušce způsobilosti ( Pokyny pro účastnické zkušební laboratoře a Záznam výsledků ) se zkušebně zašle předem, spolu s pracovním postupem příslušného ZZ. - Komerční kontakt zákazník vs. zkušebna Zkušební tělesa se zašlou poštou, spolu s výše uvedenou průvodní dokumentací. Způsob a vlastní provedení zkoušek je výsadní záležitostí zkušebny a její způsobilost se posuzuje z prezentovaných výsledků na základě jejich vyhodnocení.

4 Základní úkoly organizátorů zkoušení způsobilosti ZZ SČZL 4/2014 Volba vhodného materiálu k přípravě zkušebních těles; Základní požadavek strukturní homogenita determinující homogenitu absorbované energie a minimalizaci nejistot při jejím stanovení, včetně nejistot při měření specifikovaných veličin, tj.: - Absorbované energie, KV 2 ; [J] - Podílu smykového lomu, FA; [%] - Příčné rozšíření, LE; [mm]

5 Volba vhodného materiálu k přípravě zkušebních těles Zkušební tělesa Charpy V z nástrojové Cr-Mo-Si-V oceli certifikovaná pro zkoušky nepřímého ověřování kyvadlových kladiv Certifikovaná hodnota KV 2 = 28 J je příliš nízká, než aby umožnila relevantní hodnocení FA a LE?!

6 Výsledky předběžné zkoušky požadovaných výsledků ZZ Číslo zkoušky Délka l (mm) 55,1 55,4 55,4 55,4 55,4 Výška h (mm) 10,07 10,04 10,04 10,04 10,07 Šířka w (mm) 10,06 10,01 10,05 10,05 10,06 Výška pod vrubem (mm) 8,03 8,00 8,02 8,01 8,06 Úhel vrubu OK OK OK OK OK Poloměr vrubu OK OK OK OK OK Abs. energie (J) Průměr abs. energie (J) 28,4 Hodnocení FA a LE bylo z programu ZZ SČZL 4/2014 vypuštěno!

7 Praktické provedení mezilaboratorního zkoušení Termín realizace : září až listopad 2014 Počet zkušebních těles: 5 ks Účastnické laboratoře, KMZ, kalibrace a technika zkoušení Laboratoř Typ stroje Kapacita [J] Způsob středění Způsob kontroly vrubu Kalibrační laboratoř Přímé ověření Nepřímé ověření A VEB WPM Leipzig 300 Středicí kleště Profiloprojektor AKL Zálešák B Charpy, RKP Středicí kleště Profiloprojektor ČMI, OI Paha C Charpy, RKP Středicí kleště Přístroj NOTCH VISION ČMI, OI Brno D Charpy, RKP Středicí kolík Přístroj NOTCH VISION AKL Zálešák E WOLPERT PW30/ Středicí přípravek Profiloprojektor AKL Zálešák F PS Středicí přípravek Profiloprojektor ČMI, OI Brno G VEB WPM Leipzig 300 Středicí kleště Metalografický mikroskop LABORMACHINE; K.l. č H VEB WPM Leipzig 300 Středicí přípravek Metalografický mikroskop ČMI OI Praha I VEB WPM Leipzig 300 Středicí přípravek Metalografický mikroskop AKL Zálešák J PSW Středicí přípravek (doraz) 3D scan LABORMACHINE; K.l. č K VEB WPM Leipzig 300 Středicí kleště Šablona + mikroskop ČMI, OI Brno L Charpy, RKP Středicí kolík Profiloprojektor AKL Zálešák M Toni/MFL Berlin 300 Boční středění Profiloprojektor + šablona AKL Zálešák N VEB WPM Leipzig 300 Středicí přípravek Mikroskop Zeiss ČMI Pardubice, k.l O VEB WPM Leipzig 300 Měrkou Mikroskopem ČMI, OI Praha P VEB WPM Leipzig 50 Ruční Mikroskop s IA AKL Zálešák

8 Statistické hodnocení výsledků ZZ SČZL 4/2014

9 Statistické hodnocení výsledků ZZ SČZL 4/2014 Percentuální podíly výsledků Gaussova pravděpodobnostního rozdělení

10 Statistické hodnocení výsledků ZZ SČZL 4/2014 Vztahy pro stanovení mezních hodnot pásma spolehlivosti Použitý statistický model Standardní statistika Robustní statistika x i, xi = X 2 σ ~ n 1 x i, ~ xi = X ± 2 IQRnorm x i = X 3 σ ~ n 1 x i = X ± 3 IQR norm xi, xi X ~ Z = 2 = xi, ~ xi X Z = 2 = σ n 1 IQRnorm xi X ~ Z = 3 = xi X Z = 3 = σn 1 IQR norm

11 Naměřená hodnota, {J] Statistické hodnocení výsledků ZZ SČZL 4/2014 Hodnocení standardní statistikou, absorbovaná energie, KV2 Kritéria způsobilosti zkušebních laboratoří (Směrnice EAL-G6) Naměřená hodnota [J] A B C D E F G H I J K L M N O P Zkušební laboratoř Hodnocení robustní statistikou, absorbovaná energie,kv2 {J] Splněná podmínka X 2σ n 1 xi, xi X + 2σ n 1 i X 3σ n 1 xi, xi < X 2σ n 1 i a/nebo X + σ n 1 xi, xi > X + 2σ n X 3σ n 1 > xi, xi a/nebo X 3σ < x x n 1 i, i Výsledky porovnávání x, x - vyhovují i x - podezřelé x i - nevyhovuje x, x - nevyhovují i i Z 2 x i, xi - vyhovují 2 Z 3 x i - podezřelé x i - nevyhovuje Z 3 x, x - nevyhovují i i A B C D E F G H I J K L M N O P Zkušební laboratoř

12 Statistické hodnocení výsledků ZZ SČZL 4/2014

13 Statistické hodnocení výsledků ZZ SČZL 4/2014 Hodnocení standardní statistikou, absorbovaná energie, KV Naměřená hodnota, {J] Ind.průměr Celk.průměr Horní mez (1) Horní mez (2) Dolní mez(1) Dolní mez(2) Ind. min. Ind. max A B C D E F G H I J K L M N O P Zkušební laboratoř

14 Statistické hodnocení výsledků ZZ SČZL 4/2014 Hodnocení robustní statistikou, absorbovaná energie,kv2 {J] Naměřená hodnota [J] Ind. medián Ind. min Ind. max Celk. medián Horní mez (1) Horní mez (2) Dolní mez (1) Dolní mez (2) A B C D E F G H I J K L M N O P Zkušební laboratoř

15 Statistické hodnocení výsledků ZZ SČZL 4/2014 Hodnocení standardní statistikou; Z-score;absorbovaná energie, KV Z-score Z-score průměr Z-score min. Z-score max A B C D E F G H I J K L M N O P

16 Statistické hodnocení výsledků ZZ SČZL 4/2014 Hodnocení robustní statistikou; Z-score;absorbovaná energie, KV Z-score Z-score median Z-score min. Z-score max A B C D E F G H I J K L M N O P Zkušební laboratoř

17 Specifikace způsobilosti laboratoří ZZ SČZL 4/2014 Zkušební laboratoř Diskutabilní výsledky Odlehlé výsledky H 1 M 1 N 1 P 1 3

18 Objektivita zvoleného statistického modelu hodnocení ZZ SČZL 4/2014 Hodnocení způsobilosti vychází z: EAL-G6 Kritéria WELAC pro zkoušení způsobilosti, ČIA Praha, říjen 1996 Verdikt o způsobilosti zkušebny nemůže být brán absolutně a závisí na: aplikovaném modelu hodnocení prezentovaných výsledků; preciznosti účastnických zkušeben určenou směrodatnou odchylkou a opakovatelnou nejistotou. Čím je směrodatná odchylka výběru a nejistota posuzovaných výsledků prezentovaných zkušebnami větší, tím je riziko, že zúčastněná zkušebna bude v MPZ posuzována jako nezpůsobilá nižší a naopak; Vysvětlení souvisí se šířkou pásma spolehlivosti.

19 Objektivita zvoleného statistického modelu hodnocení ZZ SČZL 4/2014 Mezilaboratorní porovnávání - zkoušení způsobilosti ZZ Zkušební metoda: Zkouška rázem v ohybu metodou Charpy za okolní teploty Hodnocená veličina: Absorbovaná energie (nárazová práce) KV 2 Naměřená data Případ 1 Laboratoř Naměřené výsledky Odchylka Nejistota (kód) počet suma průměr median "σ n-1 " u A ,55 0, ,89 0, ,14 0, ,52 0, ,82 0, ,82 0, ,64 0, ,22 0, ,84 0, ,55 0,245 Naměřená data Případ 2 Laboratoř Naměřené výsledky Odchylka Nejistota (kód) počet suma průměr median "σ n-1 " u A ,55 0, ,27 1, ,35 1, ,51 1, ,35 1, ,61 1, ,84 0, ,32 1, ,13 1, ,09 1,828

20 Objektivita zvoleného statistického modelu hodnocení ZZ SČZL 4/2014 Statistická data použité standardní a robustní statistiky Případ 1 Standardní statistika Aritmetický průměr všech hodnot: 99 Sm.odchylka všech hodnot: 1,948 Horní mez (1): 103 Dolní mez(1): 96 Horní mez (2): 105 Dolní mez (2): 94 Koeficient variace: 1,960 Reprodukovatelná nejistota, ua: 0,276 Robustní statistika Median: 100 Kvartil 3: 101 Kvartil 1: 98 IQR: 3,000 IQRnorm: 2,224 Horní mez (1): 104 Dolní mez(1): 96 Horní mez (2): 107 Dolní mez (2): 93 Robustní koeficient variace: 2,224 Případ 2 Standardní statistika Aritmetický průměr všech hodnot: 99 Sm.odchylka všech hodnot: 5,459 Horní mez (1): 110 Dolní mez(1): 89 Horní mez (2): 116 Dolní mez (2): 83 Koeficient variace: 5,491 Reprodukovatelná nejistota, ua: 0,772 Robustní statistika Median: 99 Kvartil 3: 105 Kvartil 1: 95 IQR: 9,500 IQRnorm: 7,042 Horní mez (1): 113 Dolní mez(1): 85 Horní mez (2): 120 Dolní mez (2): 78 Robustní koeficient variace: 7,113

21 Objektivita zvoleného statistického modelu hodnocení ZZ SČZL 4/2014 Hodnocení standardní statistikou, absorbovaná energie, KV2 Případ Naměřená hodnota, {J] Ind.průměr Celk.průměr Horní mez (1) Horní mez (2) Dolní mez(1) Dolní mez(2) Ind. min. Ind. max Zkušební laboratoř Hodnocení standardní statistikou, absorbovaná energie, KV2 Případ 2 Naměřená hodnota, {J] Ind.průměr Celk.průměr Horní mez (1) Horní mez (2) Dolní mez(1) Dolní mez(2) Ind. min. Ind. max Zkušební laboratoř

22 Kritika hodnocení podle EAL-G6 - Je nepřípustné, aby způsobilost byla determinovaná výsledky konkurenčních zkušeben, které se ZZ účastní?! Návrh na změnu modelu hodnocení - Vztažnou hodnotu a meze spolehlivosti stanoví referenční laboratoř. - Výsledky účastnických laboratoří se srovnávají s výsledky a pásmem spolehlivosti určeném touto laboratoří. Postup je analogií nepřímého ověřování kyvadlových kladiv. - Management zkušeben SČZL se vyzývá k navržení jiných modelů hodnocení výsledků MPZ. Pojem ZPŮSOBILOST a jeho chápání - bez vztahu k jiným zkušebnám postrádá tento termín smysl. - Preciznost zkušeben promítající se do minimalizace nejistot (zpřísnění podmínek splnění kritérií způsobilosti) je hnacím motorem zvyšování úrovně zkoušení ve zkušebnách v národním i nadnárodním měřítku.