УДК 691

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МНОГОМЕРНОГО АНАЛИЗА ПРИ ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ

Логанина Валентина Ивановна
Пензенский государственный университет архитектуры и строительства
д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Управление качеством и технология строительного производства»

Аннотация
Приведены сведения о применении метода многомерного статистического анализа для анализа причин снижения качества покрытий и появления дефектов. Показано, что пористость окрашиваемой поверхности является решающим фактором, определяющим качество лакокрасочного покрытия.

Ключевые слова: качество внешнего вида, лакокрасочные покрытия, пористость поверхности, способ нанесения, шероховатость покрытия


APPLICATION OF THE METHOD OF MULTIVARIATE ANALYSIS TO ASSESS THE QUALITY OF COATINGS

Loganina Valentina Ivanovna
Penza State University of Architecture and Construction
doctor of technical Sciences, Professor, head of the "Department of quality Management and technology of building production"

Abstract
Information is given on the application of multivariate statistical techniques for analyzing the causes of the declining quality of the coatings and the occurrence of defects. It is shown that the porosity of the surface is a decisive factor in determining the quality of the coating.

Keywords: coatings, quality of appearance, roughness of the coating, surface porosity and application method


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Логанина В.И. Применение метода многомерного анализа при оценке качества лакокрасочных покрытий // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 10. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/10/39796 (дата обращения: 29.09.2017).

Проведенные ранее исследования показывают, что стойкость лакокрасочных покрытий в числе других факторов определяется качеством внешнего вида покрытий [1,2,3]. На качество внешнего вида покрытий существенное влияние оказывают технология нанесения краски, ее реологические свойства, качество окрашиваемой поверхности. Известно, что любой технологический процесс подвержен изменчивости, характер которой определяется влиянием множества случайных и неслучайных факторов. Сюда можно отнести изменчивость в качестве исходного сырья от партии к партии, износ технологического оборудования, несовершенство технологических приёмов, различная квалификация исполнителей и прочие. 
Проведенные ранее результаты исследований свидетельствуют, что процесс создания лакокрасочных покрытий на пористой цементной подложке зачастую является нестабильным и невоспроизводимым [4,5,6].В связи с этим актуальным является оценка наиболее значимых факторов, оказывающих влияние на качество покрытий.
В данной работе приведены результаты оценки возможности применения методов многомерного статистического анализа для оценки наиболее значимых факторов причин снижения качества покрытий и появления дефектов. Метод канонических корреляций дает возможность одновременно анализировать взаимосвязь нескольких выходных параметров и большого числа определяющих факторов. Алгоритм расчетов метода канонических корреляций строится таким образом, что исходные переменные заменяются их линейными комбинациями. Коэффициенты в канонических переменных характеризуют силу влияния соответствующих признаков-факторов
Для анализа влияния способа нанесения красочного состава, его реологических свойств и качества подложки на качество поверхности покрытий нами был проделан следующий эксперимент. 
Красочные составы с различными реологическими характеристиками наносились на растворные подложки пористостью 24%, 28%, 32% в два слоя с промежуточной сушкой в течение 20 минут. Перед нанесением красочных составов поверхность подложки загрунтовывалась. Кроме того, часть растворных образцов выравнивалась шпаклевочными составами. Реологические свойства красок оценивали по показателю их условной динамической вязкости и поверхностному натяжению. В качества красочных составов применяли эмаль алкидную марки ПФ-115, масляную краску марки МА-15, акриловую вододисперсионную (фасадную) краску. Красочные составы наносились пневматическим способом, кистью. Качество поверхности покрытий оценивалось по показателю шероховатости и прочности сцепления покрытий. Шероховатость поверхности покрытия определяли с помощью прибора профилографа марки TR-100, прочность сцепления – методом отрыва шайб.
Анализ данных, приведенных в табл.1, свидетельствует, что значение шероховатости поверхности покрытия зависит от способа нанесения красочного состава, его реологических свойств и пористости цементной подложки. Так, для масляной краски МА15 (цвет зеленый) минимальное значение шероховатости, равное Rа=3,12мкм, достигается на подложке с пористостью П=24% при вязкости краски 0,00261.103 Па.с при нанесении ее кистью. Для краски ПФ-115 минимальное значение шероховатости, равное Rа=1,3мкм, достигается на подложке с пористостью П=28% при вязкости краски 0,00065.103 Па.с при нанесении ее кистью. Для вододисперсионной краски минимальное значение шероховатости, равное Rа=3,5мкм, достигается на подложке с пористостью П=32% при вязкости краски 0,013.103 Па.с при нанесении ее кистью, а максимальное значение шероховатости, равное Rа=6,5мкм, достигается на подложке с пористостью П=24% при вязкости краски 0,0347.103 Па.с при нанесении ее кистью. Минимальное значение шероховатости характерны для поверхности покрытий, формируемых на зашпатлеванной подложке независимо от способа нанесения и реологических свойств красочных составов.
Таблица 1. Влияние технологических факторов на качество внешнего вида покрытий

Пористость подложкиx1

Вязкость краскиx2

Шероховатостьпокрытия

y1

Прочность сцепления y2
МА-15 кисть
24
0,0026
3,12
1,4
24
0,0021
7,4
1,1
28
0,0026
4,3
1,2
28
0,0021
6,27
0,7
32
0,0026
5,65
0,6
32
0,0021
3,76
0,9
0
0,0026
1,79
1,8
0
0,0021
2,54
1,7

Поскольку дисперсии факторных переменных существенно отличаются одна от другой и имеются разнородные единицы измерения, разумно использовать корреляционную матрицу, для составления которой применялись данные табл.2.

Таблица 2. Факторы варьирования эксперимента

Порис-тость x1
Вязкость X2
Шерохова-тость y1
Прочность сцепления y2
Пористость x1
1
0
0,6532
-0,8831
Вязкость X2
0
1
-0,3518
0,1822
Шероховатость y1
0,6532
-0,3519
1
-0,7619
Прочность сцепления y2
-0,8831
0,1822
-0,7619
1

Корреляционная матрица имеет вид

Корреляционная матрица факторных переменных  и  имеет вид: .

Корреляционная матрица показателей качества  и имеет вид: .

Корреляционная матрица  содержит парные коэффициенты связи переменных . При этом .

Вспомогательная матрица имеет вид: . Решение уравнения  дает следующие результаты по собственным значениям матрицы С. Соответствующие собственные вектора:

Получаем каноническую комбинацию технологических факторов: . Таким образом, вклад первой факторной переменной в общую нестабильность показателей качества больше, более, чем в 4 раза превышает вклад второго фактора.
При изменении способа нанесения краски на пневматический, каноническая комбинация для МА-15 такова: , при .
Изучая главные канонические корреляции по краске МА-15 при различных способах ее нанесения, можно заметить, что в обеих линейных комбинациях сохраняется наибольший коэффициент при (пористость подложки). Из этого можно сделать вывод, что именно пористость подложки является в рассматриваемом контексте решающим фактором, определяющим качество лакокрасочного покрытия. Вязкость краски (фактор ) при нанесении ее пневматическим способом влияет на показатели качества на порядок слабее по сравнению с кистевым нанесением. Аналогичные выводы можно сделать и по другим исследуемым краскам

ПФ-115 кисть
ПФ-115 пневматический
ВД кисть

Изучение динамики факторных характеристик нестабильности результата может быть важной составляющей обнаружения и устранения причин получения некачественного покрытия,что особенно важно при проведении контроля процесса окрашивания [7].


Библиографический список
  1. Карякина М. И. Физико-химические основы процессов формирования и старения покрытий. М., Химия, 1980. 216 с.
  2. Сухарева Л. А. Долговечность полимерных покрытий. М., Хи­мия, 1984. 240 с.
  3. Логанина В.И., Смирнов В.А., Кислицына С.Н., Захаров О.А., Христолюбов В.Г.Оценка декоративных свойств лакокрасочных покрытий//Лакокрасочные материалы и их применение. 2004. № 8. С. 10-12.
  4. Логанина В.И. К вопросу о регулировании технологических процессов производства бетона //Известия высших учебных заведений. Строительство. 2009. № 3-4. С. 42-45.
  5. Логанина В.И., Круглова А.Н. К вопросу о достоверности контроля при производстве бетона// Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2011.№ 4. С. 24-26.
  6. Логанина В.И., Учаева Т.В.. К вопросу о системе контроля качества на предприятиях стройиндустрии //Региональная архитектура и строительство. 2010. № 1. С. 31-33.
  7. Логанина В.И. Организация статистического приемочного контроля качества строительных изделий и конструкций //Строительные материалы. 2008. № 8. С. 98-99.


Все статьи автора «Логанина Валентина Ивановна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: