注裝藥底隙動態(tài)調(diào)整型驗收方案的研究

注裝藥底隙動態(tài)調(diào)整型驗收方案的研究

0般工藝性缺陷對于注射緩沖炸藥，將rdx和tnt按照一定比例混合，然后添加少量增塑改性劑，形成混合炸藥。注裝藥底隙是常規(guī)榴彈的工藝性缺陷,屬致命缺陷。由于受檢驗成本和檢驗周期的制約,現(xiàn)通常采用抽樣檢查。而一般工藝性缺陷出現(xiàn)在生產(chǎn)初期的可能性較大,在生產(chǎn)初期采用抽樣檢查則很可能接收有缺陷的產(chǎn)品批,給部隊帶來較高的使用風(fēng)險。為此從提高檢驗可靠性的思路來設(shè)計新的動態(tài)調(diào)整型檢驗方案,在不增加檢驗成本的情況下降低軍方的使用風(fēng)險,提高檢驗可靠度。1密度和底隙檢測注裝藥工藝缺陷,主要是藥柱在凝固過程中因溫度分布造成熱應(yīng)力,導(dǎo)致藥柱產(chǎn)生溫差裂紋;同時由于藥柱在凝固時的體積收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力,導(dǎo)致出現(xiàn)收縮裂紋和底部間隙;另外在排氣不暢時,會出現(xiàn)縮孔和縮松。在注裝藥護(hù)理時冷卻介質(zhì)溫度過低易產(chǎn)生裂紋,過高易形成底隙或側(cè)隙。在生產(chǎn)初期,當(dāng)工藝參數(shù)不穩(wěn)定時,容易產(chǎn)生注裝藥缺陷。目前在彈體螺旋裝藥檢查時,依據(jù)WJ1805-2004標(biāo)準(zhǔn),被檢批按4%～6%抽樣進(jìn)行X射線檢驗,其抽驗量的大小隨生產(chǎn)量的大小變化,抽樣比例的變化是人為確定的。對彈體注裝藥質(zhì)量的檢驗,還沒有檢驗標(biāo)準(zhǔn),一般是借用螺旋裝藥的檢驗方法進(jìn)行X射線檢驗。采用ICT檢測還是一種新的嘗試。ICT檢測技術(shù)又稱計算機層析成像技術(shù)。是近年來無損檢測技術(shù)領(lǐng)域的一項新技術(shù),是利用射線與物質(zhì)的相互作用產(chǎn)生衰減的原理,測量射線衰減并計算出彈丸橫截面上的各點密度值,經(jīng)計算機處理后用圖像顯示彈丸的底隙及密度值的技術(shù)方法。影響底隙檢測質(zhì)量的主要因素是系統(tǒng)噪聲和偽像。系統(tǒng)噪聲包括電路噪聲、射線散射噪聲、射線光子的量子統(tǒng)計噪聲等。噪聲的存在增加了額外的信號,可能使得低反差結(jié)構(gòu)難以顯現(xiàn)。誠然,徹底消除ICT系統(tǒng)的噪聲干擾是不可能的,即使將電路噪聲、射線散射噪聲減小到最低限度,射線光子的量子統(tǒng)計噪聲也是不可避免的。偽像是指在ICT圖像上出現(xiàn)了與被檢物體的物理結(jié)構(gòu)不相符的圖像特征。任何成像技術(shù)都將產(chǎn)生一定程度的偽像,ICT技術(shù)尤其如此。因為ICT系統(tǒng)對微弱的信號變化十分敏感,且圖像上每一點都是經(jīng)過大量運算給出的結(jié)果。偽像的存在不僅影響圖像的空間分辨率及密度分辨率,也容易引起ICT圖像的誤判。目前對注裝藥進(jìn)行底隙檢測采用ICT-××××型工業(yè)計算機斷層掃描儀(簡稱ICT)檢測系統(tǒng)。檢測費用分析按檢測設(shè)備折舊費,設(shè)備定期維護(hù)費,人員管理經(jīng)費,試驗消耗費用計算;每發(fā)檢測成本約308元,遠(yuǎn)比X射線檢驗幾十元的費用要高。從上述分析可知,ICT檢查存在一定誤差,同時ICT檢查費用比X光射線檢查費用要高,長期實施100%的檢查是不現(xiàn)實的。2新修訂的注入藥新方案的設(shè)計2.1彈性底隙的測量美軍標(biāo)MIL-P-63252A(M795-155mm殺爆彈裝藥裝配與包裝規(guī)范)對注裝藥底隙的有關(guān)規(guī)定如下:3.3.5底隙。用X光檢查時,彈體底凹處與裝藥之間不應(yīng)有可辨別的彈底間隙。按4.5.3條款檢查時,底隙最大允許值應(yīng)為0.38mm。4.5.3底隙的測定。每個加速循環(huán)熱處理批的樣彈熱處理后應(yīng)冷卻至環(huán)境溫度。然后,這些彈丸置于21±5℃的條件下至少8h,并在此溫度下剖開。從彈底開切,按下列方式剖切:從與彈底相距約90mm處平行彈底,剖切至中心線;下一個切口垂直于前一個切口,通過彈底中心向頭部剖切。剖開后取下鋼瓣,露出炸藥與金屬件的接觸面。接著將彈頭向下,在這個方向上作用200～250G等級的加速度。用最大寬為1.25cm的塞規(guī)測量底隙(見6.13)。6.13彈丸G載荷(重力載荷)。根據(jù)1971年6月的M107/M110自行火炮負(fù)載錘擊檢查程序,采用200～250G的載荷加速度模擬彈丸撞擊。美軍標(biāo)MIL-C-45195E(M1-105mm殺爆炮彈裝藥裝配與包裝規(guī)范)對注裝藥底隙的有關(guān)規(guī)定如下:3.3.5底隙。彈體底凹處與裝藥之間不應(yīng)有間隙。從美軍的檢驗規(guī)范看,注裝藥后是不允許底隙存在的,并在初批100%進(jìn)行X光檢查。2.2檢驗方案及檢驗程序我們知道,螺裝TNT炸藥的安全性和工藝性已得到了充分的考核和認(rèn)同。而注裝藥,其安全性和工藝穩(wěn)定性尚待時間和空間的考核。注裝藥工藝仍存在底隙缺陷的可能性。從成本和可行出發(fā),在學(xué)習(xí)研究美軍注裝藥檢驗方法和美軍標(biāo)MIL-STD-1916的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國工業(yè)基礎(chǔ)現(xiàn)實,構(gòu)建了以下ICT動態(tài)調(diào)整底隙檢驗方案:1)在用X光機進(jìn)行100%投影檢查裝藥質(zhì)量(包括底隙)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步采用ICT照像檢查。2)在生產(chǎn)初期進(jìn)行100%ICT檢測裝藥底隙,當(dāng)裝藥質(zhì)量穩(wěn)定并連續(xù)檢驗數(shù)nr=513發(fā)沒有底隙時,則可轉(zhuǎn)換為ICT間隔抽樣檢測,間隔周期為T=68發(fā)抽測1發(fā),若出現(xiàn)底隙,則對前一間隔周期彈丸進(jìn)行100%檢測。由于正常原因?qū)е峦．a(chǎn),且前生產(chǎn)周期中沒有出現(xiàn)重新計數(shù)時:①間隔不超過1年內(nèi)恢復(fù)生產(chǎn)初期,可以按連續(xù)檢驗數(shù)nr=228發(fā)計;②間隔半年內(nèi)恢復(fù)生產(chǎn)初期,可以按連續(xù)檢驗數(shù)nr=116發(fā)計;③間隔1個月內(nèi)恢復(fù)生產(chǎn),可以按連續(xù)生產(chǎn)對待。3)在用ICT抽樣檢測底隙時,當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時,停止抽樣檢測,恢復(fù)100%檢測,重新開始條款1)的檢驗程序,并重新從0開始計數(shù)。a)抽樣檢測中出現(xiàn)底隙不合格(則開始連續(xù)檢驗,nr=513);b)生產(chǎn)中有波動或改變工藝狀態(tài)(則開始連續(xù)檢驗,nr=228);c)一天內(nèi)注藥工序被3次中斷(則開始連續(xù)檢驗,nr=116)。3可靠度計算公式美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-1916標(biāo)準(zhǔn)是將計數(shù)型檢查、計量型檢查和連續(xù)型檢查集中在一起的現(xiàn)行有效裝備檢驗標(biāo)準(zhǔn)。借鑒該標(biāo)準(zhǔn)中的連續(xù)型檢驗方法,設(shè)計了上述動態(tài)調(diào)整檢驗方案。下面從可靠性方面進(jìn)行簡單分析。對于檢驗樣本的可靠度計算用以下公式:F=0?R=n√1-γ(1)F=0?R=1?γ????√n(1)F≥1?F∑x=0n!x!(n-x)!Rn-x(1-R)x=1-γ(2)式中:F為合格判定數(shù);R為可靠度;n為樣本量;γ為置信度。上述公式建立在二項分布理論基礎(chǔ)上,使用條件是保證抽取的樣本遠(yuǎn)比批量要小。以下可靠度計算是針對過程檢驗方案樣本量累積的可靠性而言,以置信度γ=0.9計算。合格判定數(shù)為0時,三種檢驗方案的樣本量和可靠度計算,見式(1)。從圖1(自上而下的三條曲線分別是動態(tài)方案、6%抽樣方案和4%抽樣方案)的可靠度隨樣本量變化曲線可以看出,原方案在生產(chǎn)數(shù)量比較少時,可靠度變化比較大,而動態(tài)方案的變化不大。當(dāng)生產(chǎn)量達(dá)到2萬發(fā)后,可靠度的增長非常緩慢,只有檢驗數(shù)達(dá)到24萬發(fā)并無缺陷時,才能達(dá)到可靠度99.999%。當(dāng)生產(chǎn)量從1000到1000000變化時,原檢驗方案的可靠度從94.406%變化到99.996%,變化量為5.59%;動態(tài)檢驗方案的可靠度從99.558%變化到99.985%,變化量為0.427%。新老檢驗方案可靠度差值隨生產(chǎn)量的變化為0.75%～0.05%。4ict動態(tài)調(diào)整型底隙檢驗方案美軍對中大口徑炮彈注裝藥的要求是不允許存在底隙。在特殊模擬加速度沖擊試驗中允許底隙達(dá)到0.38mm。我國在炮彈注裝藥的生產(chǎn)與檢驗中,在沒有實施模擬加速度沖擊試驗的情況下,則不應(yīng)該允許底隙存在。應(yīng)用ICT檢測注裝藥底隙,在檢測水平無法滿足100%檢測時,應(yīng)最大限度控制生產(chǎn)初期的檢驗風(fēng)險,采用動態(tài)調(diào)整檢驗方案是一個可行的辦法。在生產(chǎn)量從1000發(fā)到1000000發(fā)變化時,若質(zhì)量水