CC BY
175
СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ
УДК 621.778.08 Харитонов В.А., Петров И.М.
ОЦЕНКА И НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ
КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ БУНТОВОЙ АРМАТУРНОЙ СТАЛИ
Аннотация. В статье представлена оценка и приведены направления повышения конкурентоспособности бунтовой арматурной стали. Для оценки использована методика определения индекса конкурентоспособности. Проведено сравнение уровня требований отечественных и зарубежных стандартов на арматурную сталь. Также рассмотрены варианты современных технологий производства бунтовой арматурной стали, проведена оценка их эффективности с использованием закона экономии времени и даны рекомендации по повышению их эффективности.
Ключевые слова: сталь арматурная, конкурентоспособность, оценка конкурентоспособности, анализ технологии, технологические процессы, выбор технологии.
Конкурентоспособность можно рассматривать как способность субъекта или объекта успешно состязаться со своими конкурентами за лидерство в конкретное время на конкретном рынке в конкретной ситуации [1]. В современном мире фактор высокого качества при низкой цене является реальным средством повышения конкурентоспособности товаров [2].
Конкуренция на строительном рынке порождает необходимость снижения себестоимости и сокращения сроков строительства, для чего нужны эффективные строительные материалы, обеспечивающие надежность и долговечность сооружений. Основным композитным строительным материалом сегодня остается железобетон. Арматурная сталь является важным армирующим компонентом железобетона [3].
Целью статьи является оценка конкурентоспособности бунтовой арматурной стали с использованием методики определения индекса конкурентоспособности, а также оценка различных вариантов технологических процессов производства арматурной стали.
В европейской и международной практике проектирования и строительства в соответствии с международным стандартом £N1992-1 Бигосоёе2 для арматуры, используемой в ненапряженном железобетоне, для каждого класса прочности включены три категории пластичности арматуры: А, В и С. Категория пластичности С соответствует сейсмостойкой арматурной стали. Показатель полного относительного удлинения при максимальном напряжении Agt для указанных категорий соответственно составляет >2,5, >5 и >7,5% при классе прочности не менее 500 Н/мм2, что обеспечивает экономию металла. Также необходимо высокое сцепление с бетоном, характеризующееся относительной площадью смятия поперечных рёбер профиля (по £N1992-1 имеет значение 0,035 до 0,056 в зависимости от диаметра). Сцепление зависит главным образом от геометрических размеров профиля. Формат поставки арматурной стали - важная экономическая составляющая для потребителей. В мировой практике на
смену формата бухт горячекатаного проката приходит формат бухт рядной смотки.
В России бунтовую арматурную сталь выпускают по требованиям ГОСТ 6727-80, ГОСТ Р 52544-2006, ГОСТ 5781-82, а также технических условий. Примерами зарубежных стандартов могут служить DIN 488 часть 1:1984 (Германия), ASTM A 615 (США), BS 4449:2005 (Великобритания).
В отечественных стандартах СТО АСЧМ 7-93 и ГОСТ Р 52544-2006 регламентируются свойства, соответствующие лишь категории А по Eurocode 2, то есть Agt>2,5%. Категории В и С, то есть нормирование высокопластичного арматурного проката, в отечественных стандартах не предусматриваются. В лучшем случае отечественный арматурный прокат класса А500С по этим документам соответствует классу В500А по EN 10080:2005, то есть уровню хо-лоднодеформированного проката [4-6].
Оценки конкурентоспособности продукции -важнейший этап деятельности предприятия по созданию и производству продукции, соответствующей требованиям и ожиданиям потребителей. Для проведения оценки конкурентоспособности продукции разработаны многочисленные методики, использующие различные подходы и показатели. Главное, чтобы эти показатели были понятны потребителю, так как именно они являются предметом конкуренции [7].
Общая проблема большинства методов оценки конкурентоспособности продукции - сложность приведения разнородных абсолютных стоимостных, натуральных, физико-технических, эргономических показателей к однозначному критерию эффективности [8].
Конкурентоспособность продукции в наибольшей степени определяется следующими показателями [9]: F - показатель, характеризующий наличие функциональных и потребительских свойств изделия, К - показатель уровня качества этих свойств, С - показатель потребительской стоимости изделия.
Индекс конкурентоспособности позволяет одно значно оценивать и прогнозировать экономичность и
СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ
качество продукции на любом уровне управления и стадиях её создания [10].
Индекс конкурентоспособности можно определить по зависимости
Таблица 1
Требования к свойствам бунтовой арматурной стали в различных стандартах
I
q = F + а2K + a3C,
где aj, а2, а3 - весовые коэффициенты F, K, C соответственно при выполнении усло-
вия а.
-а.
- а3 = 1.
Стандарт
ГОСТ 6727-80
ТУ 14-170-217-94
ТУ 14-1-5166-92
ТУ 14-1-5254-94
СТО АСЧМ 7-93
EN 10080:2009
ISO/DIS 6935-2
ASTM A 615
BS 4449-97
П 1 2
Значения весовых коэффициентов зависят от потребностей покупателей. Так, экономный покупатель чувствителен к цене, и для него а3 будет иметь наибольшее значение. Если покупатель ориентирован на качественный товар, то для него более значим коэффициент а2. Если для покупателя важен имидж товара с широким набором свойств К, то в этом случае а1 будет наибольшим. Преобладание качества товара К или стоимостных показателей С зависит от типа конкурентного рынка [9].
Основным назначением показателя функциональных и потребительских свойств (К) является фиксация наличия в оцениваемом товаре множества приведенных полезных свойств. Наличие того или иного свойства фиксируется в двоичном виде: изделие обладает некоторым свойством или нет, безотносительно к глубине его технической проработки. Для определения показателя К необходимо определить расширенное множество эталонных показателей качества для оцениваемых товаров. Субъект оценки из расширенного множества функциональных показателей формирует свое множество показателей, включающее только те показатели, по которым он желает оценить приобретаемый товар и ранжирует их по степени значимости и присваивает каждому показателю коэффициент значимости. В одном случае это может быть весь набор показателей товара на уровне эталонного товара, в другом случае -это только часть этих свойств, соответствующая конкретным целям покупки.
Определение численного значения показателя функционального назначения рассматриваемого товара проводится по следующей зависимости [11]:
ГОСТ Р 52544-2006
ТУ 14-1-5544-2006
DIN 488. Часть 1:1984
От, Н/мм2
Ов, Н/мм2
Agt,
Лин. плот.
Откл. ЛИН. плот.
0
1
fR
Таблица 2
Значения весовых коэффициентов
Коэффициент СТт, Н/мм2 СТв, Н/мм 05, % Agt,% Сэкв Лин. плот. Откл. ЛИН. плот. fR
ß 0,10 0,15 0,15 0,15 0,15 0,10 0,10 0,10
Результаты оценки представлены в табл. 3.
Таблица 3
Оценка функциональных и потребительских свойств арматурной проволоки
Стандарт Значение F
ГОСТ 6727-80 0,50
ТУ 14-1-5166-92 0,50
ТУ 14-170-217-94 0,60
DIN 488. Часть 1:1984 0,60
ТУ 14-1-5544-2006 0,75
ASTM A 615 0,75
BS 4449-97 0,75
ТУ 14-1-5254-94 0,85
ГОСТ Р 52544-2006 0,85
ISO/DIS 6935-2 0,90
СТО АСЧМ 7-93 1,00
EN 10080:2009 1,00
F = ßj Fj + ß2 F2
ß F
/ее
где К - значения локальных показателей из выбранного множества; ^ - степень значимости локальных показателей.
Выбранные для оценки конкурентоспособности стандарты и свойства представлены в табл. 1.
Для оценки показателей конкурентоспособности
эксплуатационным показателям качества (о , 35,
и Сэкв) были присвоены более высокие значения весовых коэффициентов Д чем остальным (табл. 2).
Уровень отечественных стандартов уступает уровню зарубежных стандартов. Даже те отечественные стандарты, которые регламентируют тот же набор свойств, что и зарубежные, имеют более низкие требования к этим свойствам. Поэтому необходимо разрабатывать новые стандарты, соответствующие западным или гармонизировать с ними действующие стандарты.
Кроме того, для получения конкурентоспособной бунтовой арматуры необходимо разработать и реализовать в промышленных условиях современное про-
изводство, элементами которого являются передовая технология с соответствующей материальной базой и персонал. Именно они определяют основные условия производства и служат базой качества. Если предприятие в процессе создания продукции использует передовую технологию и имеет соответствующую ей материальную базу и квалифицированный персонал, заинтересованный в результатах своего труда, значит, имеется благоприятная база качества. Она создает возможность улучшения качества продукции. Для реализации возможностей, создаваемых базой качества, необходимо четко организовать управление качеством. Отсутствие необходимой материальной базы, устаревшая технология, недостаточная мотивация или квалификация персонала приводят к тому, что процесс управления качеством будет проходить вхолостую, без улучшения качества продукции [12]. Представленная модель качества приведена на рисунке.
Модель качества
Производственный процесс представляет собой систему, выходом которой является готовая продукция с требуемым набором качественных показателей, а входом - заготовка. Реализацию процесса осуществляют основные операторы: люди (специалисты) и технические системы (технологическое оборудование). Эффективность процесса обеспечивают обобщённые операторы: внутренние и внешние условия; специальная информация; управление и регулирование. Основой производственного процесса является технологический процесс (технология), состоящий из операций основных, вспомогательных и операций обслуживания.
Бунтовая арматура производится в прокатном и метизном переделах черной металлургии. В первом варианте осуществляется горячая прокатка на проволочных или мелкосортных станах. Нанесение периодического профиля осуществляется в чистовой клети с
двух- или многовалковыми чаще всего калибрами. На ручьях валков, образующих калибр, нарезаются впадины требуемой формы и размеров. В качестве заготовки для профилирования используется фасонная заготовка, прокатываемая в предчистовой клети. Механические свойства определяются химическим составом заготовки и структурой, формируемой в процессе прокатки и управляемого охлаждения на участке между чистовой клетью и намоточным устройством.
Технология производства бунтовой арматуры, применяемая в метизном переделе, построена на получении круглой заготовки (проволоки) из катанки или мелкосортной бунтовой стали и нанесением на неё профиля. Заготовка может иметь различную степень готовности: разный уровень прочности, различаться по состоянию поставки (горячекатаная или холоднодеформированная заготовка), иметь гладкую поверхность или периодический профиль. На качество готовой арматурной стали влияют состав, структура, свойства и напряженное состояние заготовки. С целью минимизации затрат целесообразно использовать заготовку из низкоуглеродистой стали с минимальной неравномерностью свойств, поскольку легирование и термомеханическое упрочнение не только удорожают, но и усложняют производственный процесс. Помимо этого, термомеханическое упрочнение создаёт в заготовке неблагоприятное напряженно-деформированное состояние.
Для изготовления проволоки используют волочение в монолитных или роликовых волоках, холодную (теплую) прокатку в двух- или многовалковых калибрах. Профилирование осуществляется чаще всего в роликовых волоках или прокатных клетях. Профилирующие калибры могут быть как двух-, так и многовалковыми.
В последнее время за рубежом для получения бунтовой арматуры применяется способ «Stretching», при котором горячекатаная арматурная сталь периодического профиля на специальных установках подвергается растяжению в холодном состоянии, совмещенным с изгибом [13].
Таким образом, основной операцией в применяемых в настоящее время технологических процессах изготовления бунтовой арматурной стали является способ ОМД, с технологической точки зрения характеризуемый следующими показателями [14]:
1. Способ подвода энергии в очаг деформации.
2. Механическая схема деформации.
3. Очаг деформации (структура, поверхностный фактор, масштабный фактор, схема пластического течения, контактные условия).
4. Температурно-скоростные условия.
5. Количество и сложность вспомогательных операций, необходимых для реализации способа.
6. Технологический инструмент.
7. Оборудование.
С цель выбора рационального технологического процесса изготовления бунтовой арматуры был проведен анализ следующих основных схем:
1) технология, основанная на волочении в монолитной волоке;
2)технология, основанная на волочении в роликовой волоке;
3) технология, основанная на холодной прокатке;
4) технология, основанная на тёплой прокатке;
5)технология, основанная на волочении термо-упрочнённой заготовки;
6) технология, основанная на горячей прокатке;
7)технология, основанная на профилировании термоупрочненной катанки;
8) способ «Stretching».
Оценка эффективности технологического процесса была проведена по затратам времени с использованием следующей зависимости [15]:
впп =
ПТ + ЖТ + БТ П,
■ min,
где ВПП - время производственного процесса; ПТ, ЖТ и БТ - сумма затрат времени прошлого, живого и будущего труда соответственно; Пс - комплекс свойств арматурной стали (за базу были взяты требования е Бигосоёе2).
Методика расчета приведена в работе [16], результаты - в табл. 4.
Таблица 4
Эффективность технологий производства арматурной стали
Процесс ВПП
Волочение 27,5
Роликовое волочение 20,0
Холодная прокатка 17,5
Тёплая прокатка 8,0
Волочение термоупроченной заготовки 27,5
Профилирование заготовки 22,5
Горячая прокатка 13,3
«Stretching» 7,0
Анализ результатов, приведенных в табл. 4, показывает, что из всех рассмотренных технологических процессов конкурентоспособную бунтовую арматуру можно производить, используя теплую прокатку и способ «Stretching». Наименьшую эффективность имеют технологические процессы, построенные на применении волочения в монолитных волоках.
Выводы
1. Отечественная арматурная сталь уступает зарубежным аналогам по уровню свойств, прежде всего пластических, что требует повышения уровня российских стандартов до мирового.
2. Для повышения конкурентоспособности отечественной бунтовой арматурной стали необходимо совершенствовать существующие технологии и разрабатывать новые, позволяющие получать арматурную сталь, соответствующую современным мировым требованиям.
3. Большое влияние на конкурентоспособность арматурной стали оказывает эффективность технологического процесса. Расчеты коэффициентов затрат времени показали, что наибольшую эффективность имеют технологические процессы, основанные на теплой прокатке, и способ «Stretching», а наименьшую -основанные на волочении в монолитных волоках.
4. Способ «Stretching» целесообразно применять для производства арматурной стали диаметрами свыше 6,0 мм, а тёплую прокатку - для арматуры диаметрами 3,0-6,0 мм.
Список литературы
1. Фатхутдинов P.A. Ориентация на конкурентоспособность // Стандарты и качество. 2007. №12. С. 79-83.
2. Разработка и реализация конкурентоспособных технологий производства низкоуглеродистой арматурной проволоки в условиях ОАО «ММК-МЕТИЗ» / Носов А.Д., Носков Е.П., Семенов В.Е. и др. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2008. 107 с.
3. Дорохин П.С., Харитонов В.А. Прогресс в структуре потребления арматурного проката диаметром до 18 мм неизбежен // Стройметалл. 2012. №3. С. 14-23.
4. Аникеев В.В., Харитонов В.А. Арматура нуждается в унификации требований // Металлоснабжение и сбыт. 2010. №10. С. 60-65.
5. Перспективы производства высокопрочной стальной арматуры из высокоуглеродистых марок стали / Чукин М.В., Гун Г.С., Кор-чунов А.Г., Полякова М.А. // Черные металлы. 2012, дек. С. 8-15.
6. Харитонов В.А., Петров И.М. Анализ и направления развития процессов производства низкоуглеродистой бунтовой арматурной стали // Обработка сплошных и слоистых материалов: межвуз. сб. науч. тр. / под ред. проф. М.В. Чукина. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2012. Вып. 38. С. 31-38.
7. Назаренко В.В. Оценка конкурентоспособности как снова планирования // Стандарты и качество. 2006. №8. С. 72-77.
8. Кочетов В.В. Методы оценки конкурентоспособности продукции и производства // Стандарты и качество. 2006. №6. С. 62-64.
9. Шестопал Ю.Т., Щетинина Н.Ю. Качество и конкурентоспособность // Стандарты и качество. 2010. № 2. С. 62-65.
10. Кочетов В.В. Методы оценки конкурентоспособности продукции и производства // Стандарты и качество. 2006. №7. С. 88-91.
11. Короткое Э.М., Шестопал Ю.Т., Дорофеев В.Д. Конкурентные позиции бизнеса: монография. М.: ИНФРА-М, 2003. 261 с.
12. Огвоздин В.Ю. Модель качества // Стандарты и качество. 2006. №1. С. 63-64.
13. Харитонов В.А., Иванцов А.Б., Лаптева Т.А. Обработка проволоки растяжением: монография. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2012. 162 с.
14. Харитонов В.А. Классификация способов ОМД по технологическим признакам при производстве проволоки // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2012. С. 49-58.
15. Фатхутдинов P.A. Стратегический маркетинг: учебник. М.: ЗАО «Бизнес-школа «Интел-Синтез», 2000. 640 с.
16. Харитонов В.А., Петров И.М. Выбор эффективных технологических процессов производства низкоуглеродистой бунтовой арматуры // Техника и технология: новые перспективы развития: материалы VIII Меж-дунар. науч.-практ. конференции. М.: Изд-во «Спутник+», 2013. С. 18-21.
Сведения об авторах
Харитонов Вениамин Александрович - канд. техн. наук, проф. кафедры машиностроительных и металлургических технологий ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный университет им. Г.И. Носова», Россия. Тел.: (3519) 29-84-82. E-mail: [email protected].
Петров Игорь Михайлович - аспирант кафедры машиностроительных и металлургических технологий ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный университет им. Г.И. Носова», Россия. Тел.: (3519) 29-84-82. E-mail: [email protected].
INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH
ASSESSMENT AND WAYS FOR COMPETITIVENESS INCREASING OF COIL REINFORCING STEEL
Kharitonov Veniamin Aleksandrovich - Ph.D. (Eng.), Associate Professor, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Russia. Phone: (3519) 29-84-82. E-mail: [email protected].
Petrov Igor Mikhailovich - Postgraduate Student, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Russia. Phone: (3519) 29-84-82. E-mail: [email protected].
Abstract. The assessment and ways for competitiveness increasing of coil reinforcing steel article are presented in this article. The method of competitiveness index determination was used for the assessment. The comparison of the national and foreign standard requirements level for reinforcing steel has been performed. The variants of modern methods of coil reinforcing steel production have been examined; their effectiveness assessment has been made with the use of the time-saving law and recommendations on their efficiency improving were given.
Keywords: reinforcing steel, competitiveness, competitiveness assessment, analysis of the technology, engineering processes, choice of technology.
References
1. Fatkhutdinov R.A. Orientation on the competitiveness. Standarty i kachestvo [Standards and Quality]. 2007, no. 12, pp. 79-83.
2. Nosov A.D., Noskov E.P., Semenov V.E. and other. Razrabotka i realizatsiya konkurentosposobnykh tekhnologij proizvodstva nizkouglerodistoj armaturnoj provoloki v usloviyakh OAO «MMK-METIZ» [Development and implementation of competitive low-carbon technologies reinforcing wire at JSC «MMK-METIZ»]. Magnitogorsk: Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2008, 107 p.
3. Dorohin P.S., Kharitonov V.A. Progress in the structure of consumption of rebar with diameter up to 18 mm is inevitable. Strojmetall [Stroymetall]. 2012, no. 3, pp. 14-23.
4. Anikeyev V.V. Kharitonov V.A. Reinforcement need to harmonize requirements. Metalosnabzhen'ie i sbyt [Metal Supply and Sales]. 2010, no. 10, pp. 60-65.
5. Chukin M.V., Gun G.S., Korchunov A.G., Polyakova M.A. Prospects of production of high-carbon steel, high-strength steel grades. Chernye metally [Ferrous metals]. December, 2012, pp. 8-15.
6. Kharitonov V.A., Petrov I.M. Analysis and directions of development of processes of production of low-carbon of coil reinforcing steel.
Obrabotka spbshnykh i sbistykh materialov: mezhvuz. sb. nauch. tr. [Treatment of solid and laminated materials: Interuniversity collection of scientific paperso]. Magnitogorsk: Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2012, iss. 38, pp. 31-38.
7. Nazarenko V.V. Evaluation of competitiveness as basis of planning. Standarty ikachestvo [Standards and Quality]. 2006, no. 8, pp. 72-77.
8. Kochetov V.V. Methods for assessing the competitiveness of products and production. Standarty i kachestvo [Standards and Quality]. 2006, no. 6, pp. 62-64.
9. Shestopal Y.T., Shchetinina N.Y. Quality and competitiveness. Standarty i kachestvo [Standards and Quality]. 2010, no. 2, pp. 62-65.
10. Kochetov V.V. Methods for assessing the competitiveness of products and production. Standarty i kachestvo [Standards and Quality]. 2006, no. 7, pp. 88-91.
11. Korotkov E.M., Shestopal Y.T., Dorofeyev E.D. Konkurentnye pozitsii biznesa: monografiya [The competitive position of the business]. Moscow: INFRA-M, 2003, 261 p.
12. Ogvozdin V.Y. Quality Model. Standarty i kachestvo [Standards and quality]. 2006, no. 1, pp. 63-64.
13. Kharitonov V.A., Ivancov A.B., Laptev T.A. Obrabotka provoloki rastya-zheniem: monografiya [Processing of wire tension]. Magnitogorsk: No-sov Magnitogorsk State Technical University, 2012, 162 p.
14. Kharitonov V.A. Classification methods for metal forming technology featured in the production of wire. Modelirovanie i razvtie protsessov obrabotki metallov davleniem [Simulation and development of metal forming processes]. Magnitogorsk: Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2012, pp. 49-58.
15. Fatkhutdinov R.A. Strategicheskij marketing [Strategic Marketing]. Moscow: ZAO «Business School» Intel-Synthesis», 2000, 640 p.
16. Kharitonov V.A., Petrov I.M. Choosing effective manufacturing processes mild low-carbon coil reinforcing steel. Tekhnika i tekhnologiya: novye per-spektivy razvitiya: materialy VIII Mezhdun. nauch.-prakt. konferentsii [Engineering and technology: new prospects: Proceedings of the VIII International Scientific and Practical Conference]. Moscow: Publishing House «Sputnik+» 2013, pp. 18-21.
