Методы и средства экспертизы качества базового образца

Для определения показателей качества в товароведении применяют различные методы, которые основываются на правилах применения определенных принципов и средств испытаний. К средствам испытаний могут относиться техническое устройство, вещество и/или материал для проведения испытаний.

В зависимости от источника и способа получения информации эти методы классифицируются на объективные, эвристические, статистические и комбинированные (смешанные).

Объективные методы делят на измерительный, регистрационный, расчетный и опытной эксплуатации. Эвристические методы включают в себя органолептический, экспертный и социологические методы.

Органолептический метод основывается на использовании информации, получаемой в результате анализа ощущений и восприятий с помощью органов чувств человека - зрения, обоняния, слуха, осязания, вкуса.

Измерительный (лабораторный, инструментальный) метод определения численных значений показателей качества основан на информации, получаемой при использовании технических средств измерений (измерительных приборов, реактивов и др.).Использование технических средств осуществляется в соответствии с методикой проведения измерений и предполагает использование приборов и реактивов Методика проведения измерений включает методы измерений; средства и условия измерений, отбор проб, алгоритмы выполнения операций по определению показателей качества; формы представления данных и оценивания точности, достоверности результатов.

Регистрационный метод основан на наблюдении и подсчете числа определенных событий, случаев, предметов или затрат. Этим методом определяют, например, количество отказов за определенный период эксплуатации изделия, затраты на создание и (или) использование изделий, число различных частей сложного изделия (стандартных, унифицированных, оригинальных, защищенных патентами), количество дефектных изделий в партии.

Расчетный метод основан на получении информации расчетом. Показатели качества рассчитываются по математическим формулам, по параметрам, найденным другими методами, например измерительным.

Метод опытной эксплуатации является разновидностью регистрационного метода. Его используют, как правило, для определения показателей надежности, экологичности, безопасности. В процессе реализации этого метода изучается взаимодействие человека с изделием в конкретных условиях его эксплуатации или потребления, что имеет большое значение, так как измерительные методы не всегда позволяют полностью воспроизвести реальные условия функционирования изделия.

Экспертный метод определения показателей качества основан на учете мнений специалистов-экспертов.

Социологический метод определения показателей качества основан на сборе и анализе мнений потребителей. Сбор мнений потребителей осуществляется различными способами: устный опрос; распространение анкет-вопросников, организация выставок-продаж, конференций, аукционов. Для получения достоверных результатов требуются научно обоснованная система опроса, а также методы математической статистики для сбора и обработки информации.

В нашей работе на экспертизу качества представлены керамогранитные плиты «Техногресс» размером 400х400х3,5 мм, изготовляемые в соответствии с ТУ 5752-003-00288024-2007. Экспертиза качества керамогранита осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 27180-01.

3.4.1 Контроль линейных размеров и правильности форм керамогранитных плит «Техногресс»

Контроль линейных размеров и правильности форм осуществляется согласно п.2 ГОСТ 27180.

Контроль линейных размеров и правильности форм осуществляется с применением следующих средств измерений:

- штангенциркуль по ГОСТ 166-80,

- угольник поверочный по ГОСТ 3749-77,

- щупы по ГОСТ 882-75,

-шаблоны радиусные по ГОСТ 4126-82,

- линейка измерительная с погрешностью измерения не более 1 мм по Г0СТ 427-75.

Средства измерения геометрических параметров керамогранитной плитки представлены на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 - Средства измерения геометрических параметров

керамогранитной плитки

Измерения плиток проводят с погрешностью не более 0,1 мм. На рисунке 3.8 представлена схема измерения размера плитки.

Рисунок 3.8- Схема измерения геометрических параметров керамогранита

Длину и ширину плитки измеряют штангенциркулем по двум граням лицевой поверхности на расстоянии не менее 5 мм от грани. За длину и ширину плиток принимают среднее арифметическое значение результатов двух измерений.

Толщину плитки измеряют штангенциркулем в четырех местах на расстоянии не менее 15 мм от середины каждой грани к краю плитки. За толщину плитки принимают среднее арифметическое значение четырех измерений.

Искривление лицевой поверхности измеряют следующим образом:

- при вогнутой поверхности - измерением при помощи щупа (калибра) наибольшего зазора между лицевой поверхностью плитки и ребром металлической линейки, поставленной по диагонали;

- при выпуклой поверхности - измерением наибольшего зазора между лицевой поверхностью плитки и ребром металлической линейки, поставленной по диагонали и опирающейся одним концом на щуп (калибр), равный допускаемой величине искривления. Величину искривления рельефных плиток определяют с монтажной стороны по двум взаимно перпендикулярным направлениям между рифлениями. За результат измерения принимают наибольшее значение в миллиметрах.

Косоугольность плитки определяют с помощью угольника с углом 90°. Угольник прикладывают так, чтобы одна грань плитки плотно лежала на горизонтальной стороне угольника, а другая - касалась вертикальной.

Нормативным требованием к качеству измерений является точность измерений с погрешностью не более 0,1 мм.

3.4.2 Контроль внешнего вида керамогранитных плит

Контроль внешнего вида осуществляется согласно п.4 ГОСТ 27180.

Сплошной контроль внешнего вида плитки осуществляют визуально на расстоянии не более 1 м от глаза наблюдателя при рассеянном искусственном свете при освещенности от 300 до 400 лк. Приемочный контроль осуществляют при этих же условиях с укладкой плиток на щите площадью не менее 1 м, расположенном под углом (45±3)° с шириной зазора между плитками до 3 мм.

Наличие невидимых трещин определяют на слух путем простукивания плиток деревянным или металлическим молоточком массой 0,25 кг. Плитки, имеющие трещины, при простукивании издают дребезжащий звук.

Измеряемые показатели внешнего вида плиток контролируют штангенциркулем с погрешностью не более 0,1 мм. За результат контроля внешнего вида принимают количество плиток, у которых суммарное количество отклонений по показателям внешнего вида превышает установленные в нормативно-технической документации на плитки конкретных видов.

При контроле цвета (оттенка) плитки укладывают на щите вперемежку с образцами-эталонами. Осмотр проводят с расстояния 1 м при дневном свете. Соответствие цвета ковров образцам-эталонам проверяют при выборочном контроле осмотром с расстояния 10 м при дневном свете, после предварительного снятия бумаги. В результате контроля цвета (оттенка) регистрируют видимое расхождение между контролируемыми плитками и образцами-эталонами.

Экспертные методы контроля качества внешнего вида представлены на рисунке 3.9.

а) б)

Рисунок 3.8 – Экспертные методы контроля качества внешнего вида:

а) стенд для оценки разнотона плитки; б) стенд для определения наличия трещин в плитки.

3.4.3 Определение водопоглощения керамогранитных плит

Определение водопоглощения осуществляется согласно п.7 ГОСТ 27180.

Для проведения испытания применяют сосуд металлический высотой 150 - 200 мм, площадь которого должна обеспечить размещение не менее 3 штук образов керамогранита. Сосуд должен быть снабжен проволочной сетчатой подставкой, укладываемой на его дно, весы настольные гирные или циферблатные с относительной погрешностью взвешивания не более 0,1 % от массы взвешиваемых плиток.

Испытания проводят на целых плитках или на отколотых частях любой формы. Образцы высушивают до постоянной массы при температуре (110±5)°С, охлаждают и взвешивают с погрешностью не более 0,01 г. Образцы помещают в сетчатую подставку, которую помещают в сосуд и заливают водой выше уровня образцов. Воду в сосуде доводят до слабого кипения и кипятят 3 ч. Затем образцы оставляют в воде на 24 ч для охлаждения, после чего их вынимают, вытирают и взвешивают с погрешностью не более 0,01 г. Лабораторное оборудование и средства испытаний керамогранитных плит на водопоглощение представлены на рисунке 3.10.

а) б)

Рисунок 3.10 – Лабораторное оборудование для определения водопоглощения керамогранитных плит: а) контейнер с сетчатой подставкой;

б) весы для контрольного взвешивания

Водопоглощение W в процентах вычисляют по формуле:

(3.1)

где m₁ - масса образца после кипячения, г;

m - масса высушенною образца, г.

Водопоглощение вычисляют как среднее арифметическое результатов испытаний всех образцов.

Керамогранит характеризуется низким водопоглощением, около 0,05%. Это исключительное свойство позволяет применять керамический гранит для наружной облицовки зданий в системах НВФ.

3.4.4 Определение предела прочности при изгибе

Определение предела прочности при изгибе осуществляется согласно п. 5 ГОСТ 27180.

При определении предела прочности при изгибе применяют: прибор для определения предела прочности при изгибе. Для испытания образцов плиток на изгиб могут быть использованы приборы любой конструкции, удовлетворяющие требованиям:

-средняя скорость нарастания испытательной нагрузки на образец должна быть (0,05 +/- 0,01) кН/с или (0,12 +/- 0,02) МПа/с в пересчете на единицу площади приведенного сечения плитки;

- захват для установки образца должен быть снабжен цилиндрическими элементами, изготовленными из стали твердостью 56... 61 HRC;

- нижние опорные элементы должны иметь возможность поворота относительно горизонтальной оси, лежащей на нижней опорной плоскости образца и являющейся осью ее продольной симметрии.

Высушенный образец – плитку устанавливают на две опоры лицевой поверхностью вверх и в середине образца прикладывают нагрузку.

Расстояние между опорами выбирают в зависимости от размеров образца и регулируют в пределах от 80 до 90 % его длины. Нагружение испытуемого образца производят равномерно до разрушения. Нагрузку, зафиксированную при разрушении с погрешностью 2 %, принимают для расчета предела прочности при изгибе.

Схема приложения разрушающей нагрузки представлена на рисунке 3.12.

Р - нагрузка; l - расстояние между опорами;

1 - плитка;

2 - резиновая прокладка;

3 – опора;

4 - нажимная кромка

Рисунок 3.12 - Схема приложения разрушающей нагрузки

Предел прочности при изгибе в МПа (кгс/см²) вычисляют по формуле:

, (3.2)

где Р - нагрузка в момент разрушения образца, Н;

l - расстояние между опорами, см;

b - ширина образца, см;

h - наименьшая толщина образца без рифлений в месте излома, см.

Прибор для определения предела прочности при изгибе представлен на рисунке 3.11.

Рисунок 3.11 - Прибор для определения предела прочности при изгибе керамогранитной плитки

Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое результатов испытаний всех образцов.

3.4.5 Определение износостойкости неглазурованных плиток

Определение износостойкости неглазурованных плиток согласно п.9 ГОСТ 27180.

При определении износостойкости неглазурованных плиток используют:

- шкаф сушильный электрический с регулированием температуры до 120°С,

- весы технические с погрешностью взвешивания не более 0,01 г,

- прибор ЛКИ-3 или прибор, приведенный на рисунке,

- штангенциркуль по ГОСТ 166-80,

- корунд синтетический с зернами размером от 0,20 до 0,16 мм по ГОСТ 22028-76 или песок кварцевый фракций от 0,5 до 0,25 мм (50 %) и от 0,25 до 0,16 мм (50 %) по ГОСТ 22551- 77.

Прибор для испытания состоит из горизонтального металлического шлифовального диска 4 на вертикальном приводном валу, держателя 1, испытуемого образца 2 и нагрузочного устройства 5. Образец удерживает квадратная с одной стороны открытая рамка, нижняя грань которой находится на (3 ± 1) мм выше шлифовального диска. За держателем образца расположены два резиновых скребка 3, которые направляют абразивный материал так, чтобы он попадал на центр набегающей грани образца. Нагрузочное устройство должно обеспечивать равномерное давление на образец 0,06 MПa (0,6 кгс/см²). Скорость вращения шлифовального диска должна быть (30 ± 1) об/мин.

Испытание проводят на квадратных образцах неглазурованных плиток для полов со сторонами размером (70 ± 1) мм или (50 ± 1) мм. Из плиток большего размера выпиливают образцы указанных размеров.

Схема прибор для испытания представлен на рисунке 3.13.

1 - держатель; 2 - испытуемый образец; 3 - резиновый скребок;

4 - шлифовальный диск; 5 - нагрузочное устройство

Рисунок 3.13 - Схема прибора для испытания керамогранитных плит

на износостойкость

.

Образец плитки высушивают при температуре (110 ± 5)°С до постоянной массы. Высушенный образец взвешивают с погрешностью не более 0,01 г, измеряют его длину и ширину с погрешностью не более 0,1 мм. Взвешенный и измеренный образец помещают в держатель лицевой поверхностью к шлифовальному диску и нагружают его так, чтобы было обеспечено давление 0,06 МПа. На шлифовальную дорожку насыпают равномерно слой абразивного материала в количестве 0,4 г на 1 см² поверхности образца и включают шлифовальный диск на 1 мин. После 30 оборотов диска машину выключают, образец вынимают, тщательно очищают и взвешивают с погрешностью не более 0,01 г. Шлифовальный диск очищают от отработанного абразивного материала. Затем испытуемый образец поворачивают на 90° и снова шлифуют с новой порцией абразивного материала. Этот процесс повторяют четыре раза на тех же образцах, каждый раз поворачивая образец на 90°.

Если расхождение между наименьшей и наибольшей потерями массы после отдельных циклов меньше 3% общей потери массы после четырех циклов, то испытание считают завершенным. Если это расхождение больше, то испытание продолжают тем же способом и проводят 12 циклов шлифования на тех же образцах.

Износостойкость (O) в г/см² вычисляют но формуле:

, (3.3)

где m₄ - суммарная потеря массы после 4 циклов, г;

m₁₂ - суммарная потеря массы после 12 циклов, г;

S - шлифованная площадь образца, см².

Все результаты испытаний отражают в формах экспертного заключения.

3.4.6 Определение устойчивости к глубокому истиранию для неглазурованной плитки по EN ISO 10545-6:1999.

Определение износостойкости неглазурованных плиток проводится путем косвенной оценки по измерению длины желоба, сделанного на поверхности плитки вращающимся диском с использованием абразивного материала.

Схема оборудования для оценки устойчивости к глубокому истиранию представлена на рисунке 3.14.

Рисунок 3.14 – Схема оборудования для оценки устойчивости к глубокому истиранию керамогранитных плит

Оборудования для оценки устойчивости к глубокому истиранию, так называемый, абразивный аппарат (в терминологии EN ISO 10545-6:1999), состоит из:

несущей плиты (1), вращающегося диска (7), бункера хранения (5) с устройством подачи абразивного материала (6), клапана дозирования абразивного материала (4), опоры для тестового образца (3),фиксатора тестового образца (2), противовеса (8).

Схема установки абразивного аппарата для определения устойчивости к глубокому истиранию неглазурованных плиток представлена на рисунке 3.15.

α – угол, в градусах, противолежащий с центром вращающегося диска по хорде;

ℓ - длина хорды в мм

Рисунок 3.15 – Схема установки для определения устойчивости

к глубокому истиранию неглазурованных плиток

Диск изготовлен из стали Е 235А (Fe 360А) (ISO 630-1) диаметром (200±0,2)мм и толщиной края (10±0,1)мм и с числом оборотов 75 об/мин. Давление, с которым тестовые образцы соприкасаются с абразивным диском, устанавливается таким образом, чтобы после 150 оборотов с абразивом F80 (ISO8486-1) получилась хорда (24±5)мм. В качестве стандартного образца используется прозрачный расплав кремния. Стальной диск подлежит замене при износе 0,5% и более от первоначального диаметра. Штангенциркуль и штангенциркуль с глубиномером по ГОСТ 166. Абразив: белый сплав оксида алюминия, размер гранул Р80, по ГОСТ Р 52381-2005 (ИСО 8486-1:1996, ИСО 6344-2:1998, ИСО 9138:1993, ИСО 9284:1992).

Из каждой плитки, отобранной для контроля, выпиливают по одному квадратному образцу с размерами сторон (100±1) мм. Если плитка имеет указанные размеры, то ее испытывают целиком. Образцы для тестирования должны быть чистыми и сухими.

Поместить тестируемый образец в прибор так, чтобы он был направлен по касательной к вращающемуся диску. Убедитесь, что абразивный материал равномерно подается в зону помола с расходом (100±10) грамм/100 оборотов. Провернуть стальной диск на 150 оборотов. Убрать тестируемый образец из прибора и измерять длину хорды l желоба с точностью измерения до 0,5 мм. Протестировать поверхность каждого образца дважды под прямым углом друг к другу. Повторное использование абразивного материала запрещено.

Устойчивость к износу поверхности выражается в объеме,V, в мм³ удаленного материала и рассчитывается по хорде желоба с использованием формулы:

V=( /180-sin )h*d²/8, (3.4)

где - угол, в градусах, противолежащий с центром вращающегося диска по хорде (см. рисунок 3.15); Sin(0,5 )=L/d;

h – толщина вращающегося диска, мм;

d – диаметр вращающегося диска, мм;

L - длина хорды, мм.

Результат вычисления округляют до 1,0 мм³.

За устойчивость к глубокому истиранию плиток данной партии принимают среднеарифметическое значение результатов испытаний всех образцов.

3.4.7 Определение твёрдости лицевой поверхности осуществляется по п.14 ГОСТ 27180

Оценка твердости лицевой поверхности контролируется с помощью пробных минералов Шкалы Мо́оса. Этот вид испытаний устанавливается как для глазурованных так и неглазурованных плит. Значение твердости по Моосу дл неглазурованных плит, согласно требованиям ТУ 5752-003-00288024-2007 « Плитки керамические «Керамогранит»» должно быть не менее 5 позиции шкалы Мооса.

Шкала Мо́оса — набор эталонных минералов для определения относительной твёрдости методом царапания. В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости. Шкала Мо́оса предложена в 1811 году немецким минералогом Фридрихом Моосом.

Значения шкалы от 1 до 10 соответствуют 10 достаточно распространённым минералам от талька до алмаза. Твёрдость минерала измеряется путём поиска самого твёрдого эталонного минерала, который он может поцарапать; и/или самого мягкого эталонного минерала, который царапает данный минерал. Например, если минерал царапается апатитом, но не флюоритом, то его твёрдость находится в диапазоне от 4 до 5.

Шкала Мо́оса предназначена для грубой сравнительной оценки твёрдости материалов по системе мягче-твёрже. Испытываемый материал либо царапает эталон и его твёрдость по шкале Мооса выше, либо царапается эталоном и его твёрдость ниже эталона. Таким образом, шкала Мооса информирует только об относительной твёрдости минералов.

Твердость лицевой поверхности контролируют в баллах с помощью пробных минералов, указанных в таблице 3.5.

Таблица 3.5 – Оценка твердости в баллах по Шкале Мо́оса

Минерал	Твердость (баллы)
Тальк Гипс Известняк Флюорит Апатит Полевой шпат Кварц Топаз Корунд Алмаз

Для контроля испытуемый образец помещают на прочную подставку.

Острой гранью пробного минерала легким и равномерным нажатием проводят по лицевой поверхности испытуемого образца, затем образец осматривают. Твердость лицевой поверхности образца соответствует твердости того пробного минерала, который предшествует минералу, повреждающему поверхность образца.

Экспертные испытания образцов керамогранитных плит пробными минералами Шкалы Мооса представлены на рисунке 3.16

Рисунок 3.16 – Пример испытания образцов керамогранитных плит

пробными минералами Шкалы Мооса

Значение твердости по Моосу для неглазурованных плит, согласно требованиям ТУ 5752-003-00288024-2007 « Плитки керамические «Керамогранит»» должно быть не менее 5 позиции шкалы Мооса, соответствующей минералу апатит.

Твердость в 5 баллов по шкале Мооса свидетельствует о высокой плотности, прочности поверхности, высокой стойкости к силовым и атмосферным воздействиям. Данные характеристики соответствуют требованиям, предъявляемым к отделочным фасадным материалам, эксплуатируемым в жестких атмосферных условиях – воздействие ветра, влаги, мороза, коррозионного воздействия конденсата городского воздуха насыщенного промышленными кислыми газами, вследствие выхлопов автомобильного транспорта.

Твердость в 5 баллов по шкале Мооса является достаточно вандалоустойчивой, что не менее важно для сохранения эстетичности городских фасадов многие годы эксплуатации.

3.4.8 Определение морозостойкости керамогранитных неглазурованных плит осуществляется по ГОСТ 27180-2001 п.12

При определении морозостойкости керамогранита используют: камеру морозильную с принудительной циркуляцией воздуха, обеспечивающая поддержание температуры воздуха в камере от минус 15 до минус 20 °С, термостат или другой прибор, обеспечивающий поддержание температуры воды от 15 до 20 °С, емкость для насыщения образцов водой, контейнер для образцов. Камера морозильная с принудительной циркуляцией представлена на рисунке 3.17.

Рисунок 3.17 - Камера морозильная с принудительной циркуляцией

Для определения морозостойкости используют целые плитки. Для плиток номинальными размерами 400х400 мм и более допускается проводить испытание на образцах. От каждого изделия, отобранного для контроля, выпиливают по одному образцу размером 300х300 мм.

Образцы насыщают водой одним из двух способов. Первый способ - образцы насыщают водой кипячением. Второй способ - образцы помещают на решетку в емкость с водой так, чтобы уровень воды был выше образцов не менее чем на 50 мм. Образцы выдерживают в воде с температурой 15-20 °С в течение 48 ч, после чего их протирают влажной тканью. Насыщенные водой образцы помещают в контейнер так, чтобы они не соприкасались друг с другом. При размещении образцов в несколько рядов по высоте отдельные ряды плиток разделяют прокладками толщиной не менее 20 мм. Общий объем контейнера (контейнеров) с образцами не должен превышать 50 % объема морозильной камеры.

Проводят попеременное замораживание и оттаивание образцов по следующей схеме:

- замораживание в течение (2±0,2) ч при температуре воздуха в морозильной камере от минус 15 до минус 20 °С;

- оттаивание в течение (1±0,1) ч в воде с температурой 15-20 °С.

Цикл испытания - совокупность одного периода замораживания и оттаивания образцов. Число циклов устанавливают в стандартах или технических условиях на конкретные изделия. Началом замораживания образцов считают температуру воздуха в камере минус 15 °С. В случае временного прекращения испытания образцы после оттаивания должны храниться в воде.

Образцы осматривают после каждого цикла испытания независимо от общего числа циклов испытаний. Выявление повреждений образцов (разрушение, образование сколов, трещин, расслоение и т. п.) проводят после оттаивания.

Образцы считают морозостойкими, если после установленного числа циклов не обнаружено их повреждения, как с лицевой, так и с монтажной поверхности. Если повреждение образцов наступило раньше, то указывают цикл, на котором было обнаружено это повреждение. Партию плиток считают морозостойкой, если все испытанные образцы выдержали установленное число циклов испытаний.