大口径厚壁不锈钢管检验中测量不确定度的应用

随着社会各行业对大口径厚壁不锈钢管质量要求的不断提高,大口径厚壁不锈钢管检验中不确定度的测量技术逐渐受到人们的关注。本文首先对大口径厚壁不锈钢管不确定度的概念和涉及的大致内容进行分析,并从大口径厚壁不锈钢管表面不确定度测定、大口径厚壁不锈钢管化学成分分析不确定度测定、钢铁力学性能不确定度测量展开分析,为大口径厚壁不锈钢管检验中不确定度的测量提供资料参考。

1导言

大口径厚壁不锈钢管是国家建设、经济发展中不可缺少的重要物资,大口径厚壁不锈钢管一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类,大口径厚壁不锈钢管制造产业的发展,不仅是国民经济的重要组成部分,也是基础设施建设和工业发展的重要基础。

大口径厚壁不锈钢管作为一种应用广泛的材料,根据不同产业和建设项目的需要分为不同的种类,大口径厚壁不锈钢管检验结果不仅大口径厚壁不锈钢管品种划分的重要依据,也是大口径厚壁不锈钢管应用和使用中判断质量和参数确定的基础。

大口径厚壁不锈钢管检验中对不确定度的测量,是大口径厚壁不锈钢管检验测量中的重要工作,更是直接影响着大口径厚壁不锈钢管的定价和使用,如何更准确的测量大口径厚壁不锈钢管的不确定度,更是受到大口径厚壁不锈钢管检验领域的广泛重视。

2测量不确定度概念及意义

在《测量不确定度评定与表示》(JJF1059.1-2012)中,对测量不确定度的定义是“根据所用到的信息,表征赋予被测量值分散性的非负整数”,是一个与测量结果相联系的参数。测量结果是对被测量值的最佳估计,所有的不确定度分量都对其分散性有贡献。测量不确定度意味着测量结果的可信任程度或者不肯定程度,是衡量测量结果质量的重要指标。

3测量不确定度与误差的区别

误差为被测量的测量结果减被测量的真值。真值是一个理想概念,它是不能测得的,误差也就无法知道。误差无法知道,不确定度可以量化。不确定度是对测量误差的估计,只有对测量误差产生的各种因素有了透沏了解,才能科学和准确地表达不确定度。

误差与不确定度的主要区别有:

1)量的定义:误差值为测量结果减被测量的真值;不确定度以标准差或标准差的倍数或置信区间的半宽表示。

2)与测量结果的关系:误差针对某给定测量结果、不同结果误差不同。而不同测量结果,不确定度可以相同。

3)与测量条件的关系:误差客观存在,只要测量结果不变,误差就不变;不确定度与被测量、影响量及测量过程有关。

4)计算方法:误差当用约定真值代替真值时,可以得到其估计值;不确定度可以根据实验、资料、经验等信息进行评定,评定方法有AB两类。

5)分量的划分:误差按性质可分为随机误差和系统误差,按定义两者都是无穷多次测量情况下的理想概念;不确定度分量评定时,一般不必区分其性质。

4大口径厚壁不锈钢管检验中测量不确定度的应用

4.1大口径厚壁不锈钢管表面检验不确定度的评定

大口径厚壁不锈钢管的表面检测是大口径厚壁不锈钢管不确定度检测的重要内容,大口径厚壁不锈钢管的表面特征直接影响着大口径厚壁不锈钢管的使用质量,作为给人以直观印象的表面不确定度检测,更是直接影响了大口径厚壁不锈钢管产品的销售。大口径厚壁不锈钢管的外型尺寸,如钢管类,有外径、壁厚、椭圆度、定尺长度等;棒材类,如热轧螺纹钢筋有内径、横肋高、纵肋高、间距、定尺长度等,圆钢类,有直径及定尺长度等;钢板类,如钢板的厚度、宽度及长度等等。两点之间距离的测量产生的长度测量值,每种产品标准都对它们作出了硬性的规定。只有在范围之内才是合格的产品,而范围之外则判为废品,足见测量的重要性。如果大口径厚壁不锈钢管的品质在合格与不合格的边缘上,此时的测量质量成为决定性因素。在这些测量中,不确定度的来源有:操作者的技术水平。钢尺、量具,如果经过校准后再进行测量,其测量的准确度无疑会提高,从而降低该不确定度分量。钢尺的温度效应和弹性效应。通常情况下,它们可忽略不计。

4.2化学成分分析不确定度的评定

大口径厚壁不锈钢管是一种合金材料,不同化学元素配比,将会生产出不同化学和物理特性的大口径厚壁不锈钢管产品,因此大口径厚壁不锈钢管在检测中需要采用化学分析评定其不确定度。我国大口径厚壁不锈钢管检验中,要求各元素的不确定度符合GB/T222规定,在规定中针对不同品种大口径厚壁不锈钢管碳、硅、锰、磷、硫等元素的含量,及对合金元素和生产加工残余元素的测量有着定性和定量的要求。

化学分析法能够精准的测量大口径厚壁不锈钢管样品中元素的构成,检验人员通过对样品化学检验结果的分析和计算,还能够准确的计算大口径厚壁不锈钢管中各元素的含量。化学分析法测量大口径厚壁不锈钢管的不确定度不仅需要多种多样的试剂和仪器,而且对检测人员的专业技术还有较高的要求。化学分析法测量不确定度虽然比较准确,但由于化学分析法步骤复杂,耗时是很长的,因而这种测量方法对测量环境要求较高。随着光谱分析技术的发展,利用光谱分析原理也能够完成对大口径厚壁不锈钢管的定性和定量测量,并帮助检验人员确定不确定度,虽然该方法仍然需要以化学分析法为基础制作标准样品,但由于光谱分析法效率高,测量结果准确,对操作人员专业要求不高等优点,仍然得到了较为广泛的推广应用,并促进了大口径厚壁不锈钢管化学分析法不确定度测量技术的发展。

4.3评定钢铁力学性能时不确定度的测量

大口径厚壁不锈钢管的刚性、延展性和可加工性,是大口径厚壁不锈钢管之所以成为现代社会应用最广泛材料的原因之一,锻造、冲压、弯折等大口径厚壁不锈钢管加工方式,都对大口径厚壁不锈钢管力学性能具有特定的要求。不同品种的大口径厚壁不锈钢管由于其元素构成及加工方法的不同有着不同的力学性能,确定钢铁力学性能的不确定度,正是评价不同类型大口径厚壁不锈钢管是否适合加工或应用的标准。大口径厚壁不锈钢管力学性能的不确定度测量,主要采用拉伸试验,通过定量的拉伸试验来测定大口径厚壁不锈钢管的屈服强度、抗拉强度、最大承压能力、断后伸长率、断后收缩率等指标。传统的钢铁拉伸试验是通过读取拉伸测力计的刻度盘得到的,但这种测量方式却存在着一定的测量误差,对不确定度的测量结果有着一定的影响。

随着现代拉力测验技术的发展,现如今的大口径厚壁不锈钢管力学性能测试采用拉伸测算的频率已经降低,而更多的采用拉力试验机来进行不确定度的测量。拉力试验机以拉力传感器为主要测量元件,通过对自动控制技术和计算机技术的应用,集成了测量、控制、计算、存储等多种功能,能够准确测量材料的应力、延伸率、抗拉强度、弹性模量等参数,被广泛应用于橡胶、塑料、电缆、大口径厚壁不锈钢管、型材等材料的拉力试验中。采用拉力试验机测量大口径厚壁不锈钢管的不确定度,极大的提高了不确定度测量的准确性,促进了现代大口径厚壁不锈钢管制造产业的发展。

5结语

测量不确定度不但以很好的表征测量结果的分散性,同时通过对其分析和评定又可以掌握到整个测量过程中影响测量结果质量的各个环节和因素,为改进测量方法,提高测量结果的准确性和可靠性提供参考。误差判定结合测量结果不确定度判定,对提高产品检验质量具有重要意义。目前有些检测检验领域没有对测量不确定度做出相应要求,但在相关检测检验工作中应积极开展不确定度研究、探索。

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