注裝藥底隙動(dòng)態(tài)調(diào)整型驗(yàn)收方案的研究

注裝藥底隙動(dòng)態(tài)調(diào)整型驗(yàn)收方案的研究

0般工藝性缺陷對(duì)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(yàn)成本和檢驗(yàn)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(duì)帶來(lái)較高的使用風(fēng)險(xiǎn)。為此從提高檢驗(yàn)可靠性的思路來(lái)設(shè)計(jì)新的動(dòng)態(tài)調(diào)整型檢驗(yàn)方案,在不增加檢驗(yàn)成本的情況下降低軍方的使用風(fēng)險(xiǎn),提高檢驗(yàn)可靠度。1密度和底隙檢測(cè)注裝藥工藝缺陷,主要是藥柱在凝固過(guò)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(shí)由于藥柱在凝固時(shí)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(shí),會(huì)出現(xiàn)縮孔和縮松。在注裝藥護(hù)理時(shí)冷卻介質(zhì)溫度過(guò)低易產(chǎn)生裂紋,過(guò)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(shí),容易產(chǎn)生注裝藥缺陷。目前在彈體螺旋裝藥檢查時(shí),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(yàn),其抽驗(yàn)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(duì)彈體注裝藥質(zhì)量的檢驗(yàn),還沒(méi)有檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),一般是借用螺旋裝藥的檢驗(yàn)方法進(jìn)行X射線檢驗(yàn)。采用ICT檢測(cè)還是一種新的嘗試。ICT檢測(cè)技術(shù)又稱計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)。是近年來(lái)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)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(cè)量射線衰減并計(jì)算出彈丸橫截面上的各點(diǎn)密度值,經(jīng)計(jì)算機(jī)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(cè)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(jì)噪聲等。噪聲的存在增加了額外的信號(hào),可能使得低反差結(jié)構(gòu)難以顯現(xiàn)。誠(chéng)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(jì)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?yàn)镮CT系統(tǒng)對(duì)微弱的信號(hào)變化十分敏感,且圖像上每一點(diǎn)都是經(jīng)過(guò)大量運(yùn)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(duì)注裝藥進(jìn)行底隙檢測(cè)采用ICT-××××型工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描儀(簡(jiǎn)稱ICT)檢測(cè)系統(tǒng)。檢測(cè)費(fèi)用分析按檢測(cè)設(shè)備折舊費(fèi),設(shè)備定期維護(hù)費(fèi),人員管理經(jīng)費(fèi),試驗(yàn)消耗費(fèi)用計(jì)算;每發(fā)檢測(cè)成本約308元,遠(yuǎn)比X射線檢驗(yàn)幾十元的費(fèi)用要高。從上述分析可知,ICT檢查存在一定誤差,同時(shí)ICT檢查費(fèi)用比X光射線檢查費(fèi)用要高,長(zhǎng)期實(shí)施100%的檢查是不現(xiàn)實(shí)的。2新修訂的注入藥新方案的設(shè)計(jì)2.1彈性底隙的測(cè)量美軍標(biāo)MIL-P-63252A(M795-155mm殺爆彈裝藥裝配與包裝規(guī)范)對(duì)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(shí),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(shí),底隙最大允許值應(yīng)為0.38mm。4.5.3底隙的測(cè)定。每個(gè)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(gè)切口垂直于前一個(gè)切口,通過(guò)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(gè)方向上作用200～250G等級(jí)的加速度。用最大寬為1.25cm的塞規(guī)測(cè)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(duì)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(yàn)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(yàn)方案及檢驗(yàn)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(shí)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(yàn)方法和美軍標(biāo)MIL-STD-1916的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)現(xiàn)實(shí),構(gòu)建了以下ICT動(dòng)態(tài)調(diào)整底隙檢驗(yàn)方案:1)在用X光機(jī)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(cè)裝藥底隙,當(dāng)裝藥質(zhì)量穩(wěn)定并連續(xù)檢驗(yàn)數(shù)nr=513發(fā)沒(méi)有底隙時(shí),則可轉(zhuǎn)換為ICT間隔抽樣檢測(cè),間隔周期為T=68發(fā)抽測(cè)1發(fā),若出現(xiàn)底隙,則對(duì)前一間隔周期彈丸進(jìn)行100%檢測(cè)。由于正常原因?qū)е峦．a(chǎn),且前生產(chǎn)周期中沒(méi)有出現(xiàn)重新計(jì)數(shù)時(shí):①間隔不超過(guò)1年內(nèi)恢復(fù)生產(chǎn)初期,可以按連續(xù)檢驗(yàn)數(shù)nr=228發(fā)計(jì);②間隔半年內(nèi)恢復(fù)生產(chǎn)初期,可以按連續(xù)檢驗(yàn)數(shù)nr=116發(fā)計(jì);③間隔1個(gè)月內(nèi)恢復(fù)生產(chǎn),可以按連續(xù)生產(chǎn)對(duì)待。3)在用ICT抽樣檢測(cè)底隙時(shí),當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí),停止抽樣檢測(cè),恢復(fù)100%檢測(cè),重新開始條款1)的檢驗(yàn)程序,并重新從0開始計(jì)數(shù)。a)抽樣檢測(cè)中出現(xiàn)底隙不合格(則開始連續(xù)檢驗(yàn),nr=513);b)生產(chǎn)中有波動(dòng)或改變工藝狀態(tài)(則開始連續(xù)檢驗(yàn),nr=228);c)一天內(nèi)注藥工序被3次中斷(則開始連續(xù)檢驗(yàn),nr=116)。3可靠度計(jì)算公式美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-1916標(biāo)準(zhǔn)是將計(jì)數(shù)型檢查、計(jì)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。借鑒該標(biāo)準(zhǔn)中的連續(xù)型檢驗(yàn)方法,設(shè)計(jì)了上述動(dòng)態(tài)調(diào)整檢驗(yàn)方案。下面從可靠性方面進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。對(duì)于檢驗(yàn)樣本的可靠度計(jì)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(xiàng)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(jì)算是針對(duì)過(guò)程檢驗(yàn)方案樣本量累積的可靠性而言,以置信度γ=0.9計(jì)算。合格判定數(shù)為0時(shí),三種檢驗(yàn)方案的樣本量和可靠度計(jì)算,見式(1)。從圖1(自上而下的三條曲線分別是動(dòng)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(shí),可靠度變化比較大,而動(dòng)態(tài)方案的變化不大。當(dāng)生產(chǎn)量達(dá)到2萬(wàn)發(fā)后,可靠度的增長(zhǎng)非常緩慢,只有檢驗(yàn)數(shù)達(dá)到24萬(wàn)發(fā)并無(wú)缺陷時(shí),才能達(dá)到可靠度99.999%。當(dāng)生產(chǎn)量從1000到1000000變化時(shí),原檢驗(yàn)方案的可靠度從94.406%變化到99.996%,變化量為5.59%;動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)方案的可靠度從99.558%變化到99.985%,變化量為0.427%。新老檢驗(yàn)方案可靠度差值隨生產(chǎn)量的變化為0.75%～0.05%。4ict動(dòng)態(tài)調(diào)整型底隙檢驗(yàn)方案美軍對(duì)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(yàn)中允許底隙達(dá)到0.38mm。我國(guó)在炮彈注裝藥的生產(chǎn)與檢驗(yàn)中,在沒(méi)有實(shí)施模擬加速度沖擊試驗(yàn)的情況下,則不應(yīng)該允許底隙存在。應(yīng)用ICT檢測(cè)注裝藥底隙,在檢測(cè)水平無(wú)法滿足100%檢測(cè)時(shí),應(yīng)最大限度控制生產(chǎn)初期的檢驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn),采用動(dòng)態(tài)調(diào)整檢驗(yàn)方案是一個(gè)可行的辦法。在生產(chǎn)量從1000發(fā)到1000000發(fā)變化時(shí),若質(zhì)量水