Метрологическое обеспечение производства на примере заготовки драгоценного камня (бриллиант)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

на тему: «Метрологическое обеспечение производства на примере заготовки драгоценного камня (бриллиант)»

Введение

Метрологическое обеспечение производства (МОП) - это установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерении. Основной тенденцией в развитии метрологического обеспечения производства является переход от существовавшей ранее сравнительно узкой задачи обеспечения единства и требуемой точности измерений к принципиально новой задаче обеспечения качества измерений.

Темой моего курсового проекта является метрологическое обеспечение производства на примере заготовки драгоценного камня (бриллиант).

Сырьем для предприятий ювелирной промышленности служат поступающие со специальных заводов полуфабрикаты в виде слитков, прутков, проволоки, шайб, листов и химически чистые металлы.

В заготовительных отделениях и цехах ювелирных предприятий полуфабрикаты проходят различную обработку, в результате которой: слитки превращаются в прокат для штамповки деталей ювелирных изделий; прутки приобретают заданные диаметры, шайбы раскатываются в кольца; листы режутся на ленты и прокатываются до нужной толщины. Чистые металлы используют для составления припоев и литейных сплавов и для освежения драгоценных сплавов, полученных непосредственно на производстве.

Заготовительные отделения и цеха ювелирного производства получают сырье и отходы с различных участков предприятия.

К заготовительным процессам относятся: плавка, прокатка, волочение, штамповка и термическая обработка. Ведущее место среди них занимает обработка давлением. Изменение форм и размеров заготовки происходит путем пластической деформации.

Для драгоценных металлов наиболее распространена холодная деформация. Она обеспечивает высокое качество поверхности, значительную точность размеров и возможность получения различного по величине и форме сечения.

бриллиант метрологический конструкторский

1. Общие положения

1.1 Характеристика, классификация и служебное назначение бриллианта

Бриллиант-ограненный природный или синтетический алмаз, имеющий не менее семнадцати отполированных граней. Для выбора своего неповторимого камня, необходимо знать простые правила «Четырех Си» - «4С».

Рисунок 1 Элементы бриллианта

Характеристики бриллианта определяются следующими показателями: cut (огранка), clarity (чистота), color (цвет),carat (вес в каратах).

cut (огранка)

Бриллиантовая или круглая огранка -- наиболее популярна благодаря сильной «игре» и большему возврату белого света к наблюдателю, чем при других формах огранки. Эта 57 (58)-гранная форма состоит из короны (верхняя часть), рундиста (самая широкая часть) и павильона (низ).

Для достижения максимальной игры в круглом бриллианте необходимо строго выдерживать определенные пропорции. Традиционная форма огранки - круглая (Кр-57).

Это наиболее распространённая и дорогая форма огранки. Также существует еще несколько видов огранки, ярко и не обычно оттеняющих качество драгоценного камня.

Маркиз -- клиньевая огранка в форме лодочки.

Груша -- клиньевая огранка в форме капли.

Овал -- клиньевая огранка, имеющая контур овала.

Изумруд -- ступенчатая прямоугольная огранка с усеченными углами, имеющая восьмиугольный контур. Несмотря на свое название, применяется также для огранки бриллиантов.

Ашер -- разновидность изумрудной огранки, имеющая форму квадрата и больше ярусов.

Триллиант -- клиньевая огранка треугольной формы. Это может быть как традиционная треугольная форма с острыми углами, так и более закругленная форма.

Багет -- ступенчатая огранка, имеющая прямоугольный контур.

Принцесса - клиньевая квадратная или прямоугольная огранка с острыми углами.

Чистота

Чистота бриллианта является самым существенным параметром его качества и выражается в наличии/отсутствии дефектов и посторонних включений в структуре камня. При этом дефекты могут быть как внутренними, так и поверхностными.

Степень чистоты определяется по шкале чистоты: чем ниже показатель, тем выше чистота бриллианта.

Цвет

Различают группу бриллиантов традиционного цвета и бриллианты фантазийных цветов. Первая группа включает в себя бесцветные бриллианты и всю цветовую шкалу желтых оттенков. Причем, самыми ценными считаются так называемые «бриллианты чистой воды», то есть бесцветные, а наименее ценными являются камни сильно выраженного желтого цвета. Исключением являются редкие золотые и черные бриллианты.

Вторая группа включает в себя зеленые, голубые, розовые, красные, синие бриллианты и т.д. Цвет бриллианта определяется по специальной шкале, имеющей 9 делений. Самые дорогие и светлые камни имеют показатель цвета 1.

carat (вес в каратах)

Вес бриллианта измеряется в каратах (Ct).1 карат равен 0,2 граммам. Различают три весовые группы бриллиантов: мелкие, средние и крупные. Вес мелких камней -- до 0,29 карата, средние бриллианты варьируют в промежутке между 0,3 и 0,99. Крупным считаются камни более 1 карата.

Классификация бриллианта

В мире принято описывать характеристики бриллиантов, принимая во внимание четыре характеристики камней:

цвет (Color), огранку (Cut), вес в каратах (Carat), чистоту (Clarity)

Классификация, основанная на этих характеристиках, носит название «4С».

Рисунок 2 Цвет бриллиантов

Несмотря на то, что бриллианты, в основном, имеют бесцветную окраску, некоторым из них присущи оттенки бледно-желтого, желтого или коричневого цветов различной интенсивности. В мире приняты разные обозначения цвета бриллиантов. Наиболее распространенной из них является цветовая шкала Американского Геммологического Института GIA.

D-F бесцветный;

G-I почти бесцветный;

J-K с едва уловимым оттенком;

L-R с незначительным оттенком желтизны;

S-Z с желтоватым оттенком.

Рисунок 3 Чистота бриллиантов

Все природные драгоценные камни содержат включения невыкристаллизованных химических элементов или мелкие чужеродные кристаллы. Характеристики этих включений определяют чистоту драгоценного камня.

Большинство из них неразличимы невооруженным глазом и для их выявления необходимо многократное увеличение.

Форма огранки бриллиантов

Огранка. Большое значение в определении стоимости камня имеет его огранка. Oгранка нужна для того, чтобы выявить внутреннюю игру самоцвета, усилить его блеск и подчеркнуть особые световые эффекты, затушевать малозаметные дефекты и при этом максимально сохранить натуральную величину камня.

Вес бриллиантов

Вес в каратах (Carat) Единицей измерения массы алмазов и бриллиантов служит карат (ct). Один карат составляет 0,2 грамма. При оценке крупных алмазов важное значение имеют их чистота и цвет.

Небольшие же камни оцениваются по весу, а не по своим индивидуальным качествам. Мелкими считаются бриллианты, имеющие массу до 0,29 карата, средними - от 0,3 до 0,99 карат и крупными - 1 карат и более. Цена бриллиантов пропорциональна квадрату их веса, т.е. бриллиант весом 2 карата будет в 4 раза дороже, чем бриллиант весом в 1 карат, а 3х-каратный бриллиант в 9 раз дороже 1-каратного.

1.2 Служебное назначение бриллианта

Ювелирные украшения и ювелирные изделия из бриллиантов пользуются большой популярностью с давних времен. Бриллианты используются во всевозможных украшениях: перстнях, подвесках, колье, диадемах, браслетах и государственных регалиях. Роскошные кольца, кулоны, браслеты и серьги помогут подчеркнуть индивидуальность. Способ крепления бриллианта в металле может быть разный. Купив сертифицированный бриллиант, многие задумывают о достойной оправе.

Способ закрепки камня в ювелирном изделии играет важную роль в передаче красоты бриллианта. Она может не только подчеркнуть все выигрышные аспекты бриллианта, но и скрыть его недостатки.

Завальцованная (глухая) закрепка

Хорошо подходит для крупных камней со средними характеристиками по чистоте. Оправа плотно охватывает полосой бриллиант в зоне рундиста, в результате чего большая часть камня оказывается утопленной в металле.

Корнеровая закрепка

http://www.brilliant-info.ru/pictures/jewelry3.jpgБраслеты с бриллиантами являются идеальным подарком, если Вы не знаете вкусов той, для которой выбираете подарок. Браслет является символом дружбы, верности, преданности, поддержки. Выбор браслетов с бриллиантами достаточно велик, и мы сможем выбрать великолепный подарок подруге, сестре или коллеге.

Браслеты с бриллиантами являются на сегодняшний день одним из самых модных аксессуаров. Может быть неплохим вариантом для камней удовлетворительного качества. Бриллиант в этом случае помещается в специальную нишу и крепится в нескольких местах шариками из драгоценного металла.

Крапановая и рельсовая виды закрепок

Подходят для бриллиантов с высокими характеристиками лучше. Такие виды закрепки представляют собой отдельные металлические стойки, которые обеспечивают максимальный доступ света, усиливая тем самым игру бриллианта и визуально увеличивая его размер.

Обработка алмазов в бриллианты с точки зрения технологии производства не является сложной, тем не менее это чрезвычайно тяжелый человеческий труд. Основные операции остаются практически неизменными на протяжении нескольких сотен лет и производятся вручную. Однако все они постоянно совершенствуются в направлении повышения производительности обработки алмазов и качества изготовленных бриллиантов, а также в направлении создания новых форм и типов огранки.

При обработке алмазов необходимо опираться на специальные знания, иметь терпение, усидчивость и ни в коем случае не торопиться с принятием решения относительно того или иного будущего бриллианта.

Решение, как следует огранить алмаз, принимается на основании его природной формы, при этом следует учитывать внутреннюю кристаллическую структуру камня, включения и изъяны, поэтому в производстве бриллиантов постоянно приходится делать выбор между максимально большим размером и максимально высоким качеством бриллианта. Строгих правил на этот счет не существует. Тем не менее, вопреки всем сложностям из-под рук огранщика должен выйти бриллиант идеальной огранки.

Под технологией обработки алмазов в бриллианты подразумеваются последовательное выполнение определенных операций с кристаллами алмазов. К числу таких операций относятся: предпроизводственное исследование кристаллов алмазов, их разметка, распиливание (раскалывание), подшлифовка (грубая обдирка), обдирка (обточка), огранка, полировка, промывка и оценка.

По мере развития научно-технического прогресса и совершенствования ограночного оборудования содержание самих операций может измениться, но суть и название их наверняка останутся прежними. Пока главным технологическим принципом остается то, что алмаз обрабатывается только алмазом, хотя в практику их обработки уже давно внедрены лазерные установки, более эффективно выполняющие некоторые операции.

Предпроизводственный анализ выполняется с целью определения технологической направленности обработки алмазов. Здесь идет сортировка по форме будущих бриллиантов, определяются кристаллы на распиливание (однократное или многократное), раскалывание или на подшлифовку; определяются особенности каждого кристалла, выявляются напряженные и дефектные кристаллы, характер и расположение природных дефектов и т.п.

По сути, на стадии предпроизводственного анализа делается прогноз веса готового бриллианта, основных геометрических параметров, оценочных характеристик и стоимости будущего бриллианта.

При разметке на кристалл наносятся линии, образующие плоскость распиливания или раскалывания, а в случае подшлифовки -- нанесение плоскости площадки бриллианта. Главная цель разметки -- получить бриллиант или сочетание бриллиантов с максимальной стоимостью.

В процессе распиливания или раскалывания кристалл алмаза разделяется на части, которые по замыслу технолога или разметчика обусловливают оптимальное использование алмазного сырья. При этом нередко удаляются природные дефекты алмаза, что повышает стоимость будущих бриллиантов.

Сам технологический процесс достаточно трудоемкий и состоит из нескольких последовательно выполняемых операций, требующих внимания и исключительной аккуратности.

Процесс подшлифовки (грубая обдирка) -- это снятие лишней массы кристалла. Данная операция используется при обработке кристаллов неправильной формы и обломков кристаллов, когда их нельзя или нецелесообразно распиливать или раскалывать. В результате подшлифовки получают заготовку (полуфабрикат), годную для использования в операциях предварительного нанесения граней и обдирки. Обычно эта операция начинается сразу после предпроизводственного анализа, но может выполняться и после распиливания или раскалывания сложных по форме кристаллов.

Обдирка алмазов считается одной из самых ответственных операций во всем технологическом цикле изготовления бриллиантов, от которой во многом зависит коэффициент использования алмазного сырья. Во время обдирки (обточки) изготавливается базовая форма будущего бриллианта. Обдирка может проводиться в один этап или в несколько, когда она подразделяется на черновую и чистовую.

Качество огранки -- это один из наиболее существенных параметров при оценке бриллианта. Сначала снимается большой гладкий фацет на вершине камня -- площадка. Затем наносятся основные грани снизу и эта конусообразная часть называется павильон. Далее точатся фасеты на верху -- это корона.

Затем наносятся дополнительные грани на павильоне, далее снова на короне. Каждый фацет требует соблюдения точных размеров, формы и угла. Камень также обводится граненым пояском -- рундистом, а внизу, в самой нижней части павильона, появляется калетта (шип), параллельная площадке.

Операции огранки и полировки совмещены и проводятся на одном и том же ограночном диске, части которого шаржированы различным по размерам алмазным порошком (пастой). Собственно огранка -- это нанесение на обточенную заготовку площадки, граней и клиньев в определенной последовательности с соблюдением основных параметров на огранку.

Промывка бриллиантов -- это завершающий этап в производственном цикле их изготовления. Цель промывки -- удалить производственную грязь и масла с поверхности бриллианта. Промывка состоит из нескольких последовательно выполняемых операций.

При этом используется моющий раствор на основе концентрированной серной кислоты с добавлением определенного количества азотно-кислого калия, дистиллированная вода и чистый спирт.

1.3 Номенклатура контролируемых показателей

Показатель качества (продукции) -- это количественная характеристика одного или нескольких свойств продукции, входящих в её качество, рассматриваемая применительно к определённым условиям её создания и эксплуатации или потребления.

Каждая продукция обладает своей номенклатурой показателей, которая зависит от назначения продукции, условий её производства и эксплуатации и многих других факторов. Показатель качества может выражаться в различных физических единицах измерения (например, секунда, метр, кв.метр, куб.метр, км/ч, грамм, вольт, ватт, и др.), условных единицах измерения (балл, рубль, FLOPS, процент избирателей и др.), а также быть безразмерным (вероятность наступления ожидаемого события, и др.).

В виде технических требований показатели входят в состав технического задания на разрабатываемую продукцию и технических условий.

Выбор номенклатуры показателей качества устанавливает перечень наименований количественных характеристик свойств продукции, составляющих ее качество и обеспечивающих возможность адекватной оценки уровня качества продукции.

Обоснование выбора номенклатуры показателей качества производится с учетом:

-назначения и условий использования продукции;

-анализа требований потребителей;

-задач управления качеством продукции;

-состава и структуры характеризуемых свойств;

-основных требований к показателям качества.

Основные направления определения состава и структуры характеризуемых свойств отражает классификация показателей, применяемых при оценке уровня качества продукции.

По характеризуемым свойствам они могут быть единичными и комплексными (групповыми, обобщенными, интегральными).

По способу выражения они могут быть в натуральных единицах (килограммы, метры, баллы, безразмерные), а также в стоимостных единицах.

По оценке уровня качества -- базовые, относительные показатели.

По стадии определения--прогнозируемые, проектные, производственные, эксплуатационные показатели.

По характеризуемым свойствам применяют следующие группы показателей:

-назначения;

-экономного использования сырья, материалов, топлива и энергии;

-надежности (безотказности, долговечности, сохраняемое, ремонтопригодности);

-эргономические,

-эстетические;

-технологические;

-стандартизации и унификации;

-патентно-правовые;

У бриллианта я выбрала следующую номенклатуру показателей.

1	Показатель качества	Нормируемый или базовый показатель
2	Цвет	для бриллиантов Кр-17, Кр-57 мелких (до 0.29 карата) и для Кр-57 остальных (от 0.30 карата)
3	Чистота	определяющими являются не природа или вид включений, а их размер, положение и рельеф.
4	Качество огранки	Площадка, % 53-60; Корона (угол наклона граней короны), градус 34-35
5	Коэффициент отражения	для бриллиантов коэффициент отражения 1,9-2,5
6	Прозрачность	- прозрачные - все бесцветные и слабоокрашенные, сквозь пластинки (толщиной 3-5 мм) которых ясно виден предмет на 93-99,9% - полупрозрачные, сквозь пластинки которых предметы видны неясно на 85-92% - просвечивающие, через которые предметы видны неясно 75-84% - непрозрачные менее 74%
7	Показатель преломления	2,42
8	Масса	мелкие (масса менее 0,29 карата) средние (масса от 0,30 карата до 0,99) крупные (масса свыше 1,00 карата)

2. Метрологическое обеспечение производства

Под метрологическим обеспечением производства (МОП) понимается установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерении.

Основной тенденцией в развитии метрологического обеспечения производства является переход от существовавшей ранее сравнительно узкой задачи обеспечения единства и требуемой точности измерений к принципиально новой задаче обеспечения качества измерений.

Качество измерений понятие более широкое, чем точность измерений. Оно характеризует совокупность свойств СИ, обеспечивающих получение в установленный срок результатов измерений с требуемыми точностью (размером допускаемых погрешностей), достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью.

Понятие "метрологическое обеспечение" применяется, как правило, по отношению к измерениям (испытанию, контролю) в целом. В то же время допускают использование термина "метрологическое обеспечение технологического процесса (производства, организации)", подразумевая при этом МО измерений (испытаний или контроля) в данном процессе, производстве, организации.

Объектом метрологического обеспечения являются все стадии жизненного цикла (ЖЦ) изделия (продукции) или услуги. Под ЖЦ понимается совокупность последовательных взаимосвязанных процессов создания и изменения состояния продукции от формулирования исходных требований к ней до окончания эксплуатации или потребления.

Так, на стадии разработки продукции для достижения высокого качества изделия производится выбор контролируемых параметров, норм точности, допусков, средств измерения, контроля и испытания.

При разработке метрологического обеспечения необходимо использовать системный подход, суть которого состоит в рассмотрении указанного обеспечения как совокупности взаимосвязанных процессов, объединенных одной целью достижением требуемого качества измерений.

Метрологическое обеспечение производства, в основном, включает:

-анализ состояния измерений;

-установление рациональной номенклатуры измеряемых величин и использование средств измерений (рабочих и эталонных) соответствующей точности;

-разработку методик выполнения измерений для обеспечения установленных норм точности;

-проведение метрологической экспертизы конструкторской и технологической документации;

-внедрение необходимых нормативных документов (государственных, отраслевых, фирменных);

-проведение метрологического надзора.

2.1 Метрологическая экспертиза проектной, конструкторской и технологической документации

Метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документаций - это анализ и оценка технических решений по выбору параметров, подлежащих измерению, установлению норм точности измерений и обеспечению методами и средствами измерений процессов разработки, изготовления, испытания и применения продукции.

Целью метрологической экспертизы конструкторской и технологической документаций является обеспечение эффективности контрольно-измерительных операции на стадиях разработки, изготовления, испытания и применения продукции.

Метрологическую экспертизу эффективно проводить на самых ранних стадиях разработки документов, начиная с заявок и технического задания. Ее проведение на следующих этапах разработки продукции ведет к материальным потерям. Своевременно проведенные исследование и анализ технических решений в области метрологического обеспечения разрабатываемой продукции дают возможность выбрать оптимальный вариант решения, вовремя оформить заказы на разработку методов и средств измерений.

Проведение метрологической экспертизы направлено:

? на внедрение в производство наиболее современных методов и средств контроля, обеспечивающих заданную точность, снижение трудоемкости и себестоимости контрольно-измерительных операций;

? на соответствие применяемых во всех подразделениях предприятия методов и средств измерений требованиям обеспечения оптимальных режимов технологическихпроцессов и контроля качества продукции.

Метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации осуществляется в соответствии с положениями стандартов Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ), Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), Единой системы технологической документации (ЕСТД), Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП) и других стандартов, устанавливающих метрологические правила, нормы и положения.

К основным задачам метрологической экспертизы относятся:

? определение оптимальности номенклатуры измеряемых параметров при контроле с целью обеспечения эффективности и достоверности контроля качества и взаимозаменяемости;

? оценка обеспеченности конструкции изделия возможностями контроля необходимых параметров в процессе изготовления, испытания, эксплуатации и ремонта изделий;

? установление соответствия показателей точности измерений требованиям эффективности и достоверности контроля и взаимозаменяемости;

? установление соответствия показателей точности измерений требованиям оптимальных режимов технологических процессов;

? установление полноты и правильности требований к средствам измерений и методикам выполнения измерений;

? оценка правильности выбора средств измерений (в том числе нестандартизованных) и методик выполнения измерений;

? выявление возможности применения унифицированных автоматизированных средств измерений, обеспечивающих получение заданной точности измерений и необходимой производительности;

? оценка обеспечения применяемыми средствами измерений минимальных трудоемкости и себестоимости контрольных операций при заданной точности измерений;

? установление преимущественного применения стандартизованных методик выполнения измерений;

? оценка соответствия производительности средств измерений производительности технологического оборудования;

? определение целесообразности обработки на ЭВМ результатов измерений, наличие стандартных и специальных программ обработки и соответствие их требованиям, предъявляемым к обработке результатов измерений, а также формам представления результатов измерений, контроля и испытаний;

? установление правильности наименований и обозначений физических величин и их единиц;

? установление правильности указаний по организации и проведению измерений для обеспечения безопасности труда.

Метрологической экспертизе могут быть подвергнуты: чертежи деталей, сборочный, габаритный и монтажный чертежи, пояснительная записка, технические условия, программа и методика испытаний, расчет, эксплуатационные и ремонтные документы, спецификация, маршрутная и операционная карты, карта эскизов, технологические инструкции, карты технологического процесса, типового технологического процесса, типовой операции, технологический регламент.

Экспертизе подвергают также и другие документы: методику выполнения измерений, научно-технические отчеты, извещения о изменениях документов, в которых установлена норма точности измерений или содержатся сведения о методах или средствах измерений, карты технического уровня и качества продукции и т. д.

Виды конструкторских и технологических документов, подлежащих экспертизе, зависят от вида изделия и определяются разработчиками документов.

2.2 Метрологическое обеспечение стадий жизненного цикла бриллианта

Смысл понятия «метрологическое обеспечение» расшифровывается по отношению к измерениям (испытанию, контролю) в целом.

Объектом метрологического обеспечения можно считать все стадии жизненного цикла (ЖЦ) изделия (продукции) или услуги, где жизненный цикл воспринимается как некая совокупность последовательных взаимосвязанных процессов создания и изменения состояния продукции от формулирования исходных требований к ней до окончания эксплуатации или потребления.

Проведение испытаний на различных стадиях жизненного цикла продукции позволяет:

I. на стадии исследования и проектирования:

1. оценить степень совершенства новых проектных решений при разработке продукции;

2. выявить ошибки, допущенные при проектировании и изготовлении опытных образцов;

3. оценить действительные значения показателей качества продукции;

4. уточнить характеристики отдельных компонентов продукции;

5. обработать и довести опытные образцы до требований технического задания и т.д.

II. на стадии изготовления продукции:

1. оценить технический уровень изготовления продукции;

2. проверить эффективность проведенных доработок и других мероприятий по устранению выявленных недостатков;

3. предварительно оценить показатели надёжности изделий и их безопасность с учётом особенностей серийного выпуска.

III. на стадии эксплуатации:

1. оценить действительные значения показателей качества продукции в реальных условиях её применения;

2. проводить обоснованность претензий потребителей к качеству продукции;

3. проверить и уточнить соответствие условий применения продукции условиям, установленным в эксплуатационной документации;

4. подготовить рекомендации по повышению стабильности показателей качества продукции;

5. окончательно отработать эксплуатационные документы.

2.3 Методика выполнения измерений, испытания и контроля

Большая роль в достижении требуемого качества продукции принадлежит метрологическому обеспечению производства, испытаний и контроля качества. Достоверность и обоснованность результатов испытаний и контроля во многом определяется правильным выбором средств и методов испытаний, качеством методик выполнения измерений.

Методика выполнения измерений -- это совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов с известной погрешностью.

Поскольку погрешность определяется не только метрологическими характеристиками средств измерений, но и погрешностью отбора и приготовления проб, условиями проведения измерений, ошибкой оператора и другими причинами, это определение означает, что методики выполнения измерений могут разрабатываться и быть аттестованными только применительно к конкретным условиям проведения измерения с использованием конкретных средств.

Данное утверждение не означает, что для каждой измерительной или испытательной лаборатории должны разрабатываться собственные методики.

Но если лаборатория использует тип средства измерения, приведенный в аттестованной методике, влияющие факторы (температура и влажность окружающего воздуха и измеряемой среды, напряжение и частота электрической сети, вибрация, внешнее магнитное поле и др.) находятся в определенном данной методикой диапазоне, а оператор соответствует установленной в ней квалификации, то физические величины будут измеряться в этой лаборатории с известной погрешностью.

Испытания являются особым видом контроля, так как по их результатам оценивается качество продукции и возможность ее использования по назначению.

Программа испытаний включает данные об объекте испытаний, цель и задачи испытаний, номенклатуру контролируемых параметров, вид и объем испытуемых образцов, условия, организацию и порядок оформления результатов испытаний.

Испытания проводятся на различных стадиях жизненного цикла продукции и включают:

-Исследовательские испытания (стадия проектирования);

-Доводочные и приемные испытания (стадия внедрения);

-Испытания при входном контроле, операционном контроле, типовые испытания, приемо-сдаточные испытания (стадия серийного производства);

-Приемно-сдаточные послеремонтные испытания (стадия эксплуатации).

Контроль бриллиантов

В партии бриллиантов не допускается наличие имитаций.

Методы контроля бриллиантов на предмет алмаз-имитация изложены в приложении.

-Массу бриллиантов определяют методом взвешивания на аналитических весах высокого класса точности по ГОСТ 24104.

-Массу бриллиантов определяют в каратах с точностью до двух знаков после запятой.

-Массу бриллианта не определяют в сторону увеличения, если второй и третий знаки после запятой равны 9, например: 0,999 = 0,99 кар.

-Метод определения размерно-весовой подгруппы для мелких бриллиантов устанавливает их производитель, что должно быть отражено в нормативных документах организации.

-Группу чистоты определяют визуальным методом с применением лупы 10 увеличения при искусственном освещении с применением стандартных источников света D65 [характеристики определены Международной комиссией по освещению (CIE)].

-Группу цвета для мелких (кроме Кр-17), средних и крупных бриллиантов определяют визуальным методом сравнения с образцами бриллиантов по цвету, каждый из которых характеризует нижнюю границу группы цвета При искусственном освещении с применением стандартных источников света D65 на фоне белой бумаги (фотоподложка-основа по ГОСТ 30113).

-Группу цвета для мелких семнадцатигранных бриллиантов определяют визуальным методом при искусственном освещении с применением стандартных источников света D65 на фоне белой бумаги (фотоподложка-основа по ГОСТ 30113).

-Диаметр (длину, ширину) и высоту бриллианта определяют средствами измерений, обеспечивающими точность измерений не ниже 0,02 мм.

-Диаметр бриллианта определяют средним значением, рассчитанным от не менее трех его измерений.

-Вид огранки бриллианта, наличие калетты, форма рундиста, геометрическая форма площадки и граней (клиньев), искривление граней и ребер, качество поверхности граней и рундиста, просматриваемое найфов, определяют визуальным методом с применением лупы 10 увеличения при искусственном освещении с применением стандартных источников света D65.

-Определение высоты короны, высоты павильона, высоты рундиста, отклонения по форме от оси симметрии, величины калетты, смещения калетты от оси бриллианта, смещения центра площадки от оси симметрии бриллианта, величины неравномерности рундиста.

-Непараллельности плоскости площадки и плоскости рундиста, смещения узлов и ребер короны относительно узлов и ребер павильона, углов наклона граней, разности углов наклона граней, высоты граней и клиньев, величины некруглости для бриллиантов круглых видов огранки, величины удлинения для бриллиантов фантазийных видов ступенчатой и смешанных типов огранки, бриллиантов нетрадиционных форм огранки, размера площадки осуществляют визуальными методами с применением лупы 10 увеличения при искусственном освещении с применением стандартных источников света D65.

Допускается контроль этих же параметров приборными методами с применением средств измерений, обеспечивающих точность измерения:

-угловых величин - не ниже 0,5°;

-линейных величин - не ниже 0,02 мм.

Методы идентификации бриллиантов

В основе методов идентификации использованы различия между физическими свойствами алмаза и других материалов, используемых для изготовлений имитаций бриллиантов.

Используются различия материалов по:

- теплопроводности;

- плотности;

- электропроводности;

- коэффициенту отражения;

- фотолюминесценции;

- двулучепреломлению.

Испытуемые образцы предварительно разделяют на три группы по массе, кар:

- св. 0,08 включ.;

- от 0,8 до 0,01 включ.;

- менее 0,01.

Примечание - Набор методов идентификации для каждой группы различен вследствие разной чувствительности отдельных методов по каждому физическому свойству.

Перед началом испытаний необходимо убедиться, что испытуемые образцы не имеют поверхностных покрытий. Испытуемые образцы должны быть чистыми, что достигается промывкой их в этиловом ректификованном спирте по ГОСТ 18300. При наличии соответствующей документации, подтверждающей происхождение алмазного сырья, из которого были изготовлены бриллианты, их идентификацию не проводят.

Существует множество методов определения подлинности бриллианта, такие как:

- Метод определения имитаций бриллианта по теплопроводности испытуемого образца

-Метод определения имитаций бриллианта по коэффициенту отражения света от поверхности испытуемого образца

-Метод определения имитаций бриллианта по электропроводности

-Метод определения плотности испытуемого образца гидростатическим взвешиванием для идентификации имитаций бриллианта

- Метод определения имитаций бриллианта по фотолюминесценции

- Метод определения имитаций алмаза в поляризованном свете

Метод определения имитаций бриллианта по электропроводности

Сущность метода заключается в определении электрического сопротивления испытуемого образца.

Для испытаний используют образцы массой от 0,08 до 0,01 кар, теплопроводность низа и верха которых одинаковы и соответствуют алмазу или муассониту.

Для проведения измерений применяют зондовые тестеры для оценки электрических свойств камней типа: "КЛ-1202", "GEM TESTER", "РМТ" или РМТII. Тестер включают и настраивают (откалибровывают) в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией. Зонд тестера в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией прижимают к площадке испытуемого образца.

Следят за отклонением стрелки или показаниями индикатора тестера. Если испытуемый образец достаточно крупный, процедуру измерений проводят и на больших гранях нижней части образца.

Если стрелка или индикатор тестера указывает, что одна из частей испытуемого образца не соответствует электропроводности алмаза или их электропроводности сильно различаются, необходимо провести проверку, не является ли испытуемый образец составным, методами определения имитаций алмаза в поляризованном свете (Д.2.6) и определения алмаза по фотолюминесценции (Д.2.7).

Если стрелка или индикатор при обоих измерениях указывает, что электропроводность всех частей испытуемого образца соответствует алмазу, то испытуемый образец следует направить на следующий этап идентификации по коэффициенту отражения света от поверхности испытуемого образца (Д.2.3).

2.4 Анализ состояния измерений, испытания и контроля на предприятии

Анализ состояния измерений, контроля, испытаний на предприятии производится:

-добровольно - с периодичностью 1-2 года с целью разработки текущих планов организационно-технических мероприятий по дальнейшему повышению эффективности производства на основе совершенствования МО, в том числе реализации интересов предприятия в поставках и разработках средств измерений, контроля, испытаний, подготовке материалов для осуществления маркетинговой деятельности в области измерений, контроля, испытаний и метрологического обслуживания (поверки, калибровки, ремонта СИ);

-в обязательном порядке - при аттестации производства, сертификации систем качества, аккредитация испытательных и измерительных лабораторий, по решению вышестоящих органов (например, с целью разработки федеральных и иных целевых программ), по требованию Государственного заказчика (при наличии государственных контрактов на закупки и поставку предприятием продукции для федеральных и государственных нужд).

По решению предприятия могут проводиться целевые работы по анализу измерений, контроля, испытаний в производстве новых видов продукции, при освоении новых технологий, при учете топливно-энергетических и других материальных ресурсов, в области безопасности труда, при испытаниях продукции для целей сертификации, при анализе состояния производства в целом и т.д.

Работы по анализу состояния измерений, контроля и испытаний рекомендуется проводить комиссией, назначаемой руководителем предприятия и возглавляемой главным метрологом предприятия, при необходимости с привлечением экспертов из других организаций, а также представителей основных потребителей продукции. В проведении анализа принимают участие специалисты всех технических служб предприятия.

Для официального удостоверения наличия на предприятии условий, необходимых для выполнения измерений, контроля и испытаний (например, для получения лицензии на вид деятельности и т.п.) анализ состояния измерений, контроля и испытаний проводится на договорной основе ГНМЦ, органами ГМС или МС федеральных органов исполнительной власти или объединений юридических лиц (службой главного метролога, головными, базовыми организациями МС). В этих случаях по результатам анализа составляется акт и выдается свидетельство о состоянии МО производства на предприятии (или о состоянии МО закрепленных видов деятельности).

При проведении анализа состояния измерений, контроля и испытаний на предприятии проводится следующее:

1. Анализ состояния действующей нормативной, проектной, конструкторской, технологической документации, а также при необходимости - анализ контрактов на поставку продукции заказчикам, с точки зрения возможности выполнения предприятием требований к измерениям, контролю и испытаниям характеристик и параметров продукции с целью обеспечения необходимого ее качества в соответствии с инженерно-техническими условиями контракта. В ходе анализа рассматривается действующая НД на выпускаемую продукцию и методы ее испытаний, а также сырье, материалы, комплектующие изделия, в том числе государственные стандарты и стандарты отрасли, технические условия, стандарты предприятия, а также проектная, конструкторская, технологическая документация, методики пооперационного, входного и приемочного контроля, стандарты Системы безопасности труда и Системы охраны природы с точки зрения правильности отражения в этих документах требований к средствам и методам измерений, испытаний и контроля основных параметров продукции и производственных процессов.

2. Анализ состояния оснащения производственных (технологических) процессов.

Выявляется оснащенность всех стадий производства отдельных видов продукции СИ и МВИ, соответствующими по диапазонам и точности измерения контролируемых параметров установленным требованиям к допускаемым отклонениям номинальных значений измеряемых параметров (в отдельных точках процесса) и нормам точности измерений этого параметра.

Составляется ведомость параметров качества деталей, сборочных единиц, изделий в целом (или параметров технологических процессов и готовой продукции) по отдельным производственным участкам (точкам технологического процесса), параметров опасных и вредных производственных факторов, не обеспеченных необходимым контролем (измерениями) с выявлением причин и последствий отсутствия необходимых средств и методов измерений.

3. Анализ деятельности предприятия.

При проведении анализа деятельности предприятия устанавливается:

-наличие утвержденного положения о предприятия, разработанного в соответствии с Типовым положением ПР 50-732-93;

-укомплектованность квалифицированными кадрами, в т.ч. специалистами, аттестованными в качестве экспертов, участвующих в проведении аттестации МВИ; наличие плана повышения квалификации кадров;

-наличие актуализированного фонда нормативных документов по обеспечению единства измерений;

3. Разработка современных методик выполнений измерений, испытания и контроля или средств измерений

Среди современных лабораторных методов исследования драгоценных камней необходимо выделить:

1. Рентгеноспектральный микроанализ. Применяется для диагностики драгоценных камней, выявления имитаций, определения состава сплавов металлов и особенностей химического состава и строения веществ. Позволяет проводить точный химический анализ в локальной области (точке) без разрушения вещества. В локальной точке с минимальным размером анализируемого участка порядка 2 мкм тонко сфокусированным пучком электронов возбуждается рентгеновское излучение.

Анализ характеристического рентгеновского излучения, испускаемого из области, в которую попадает пучок электронов, дает как качественную, так и количественную информацию о составе образца. Регистрация характеристического рентгеновского излучения проводится с использованием волновых спектрометров, оснащенных кристалл-анализаторами и проточными пропорциональными счетчиками, а также с помощью полупроводникового кремнелитиевого детектора.

Расчет содержания анализируемых элементов, а также обработка иной информации выполняется на персональном компьютере, подключенному к комплексу.

2. Романовская спектроскопия. Данный метод позволяет диагностировать ювелирные камни (отличать их от имитаций), определять состав включений в камнях (что важно при определении месторождения и диагностике природного или синтетического происхождения камней), устанавливать факты заполнения трещин в камнях и в ряде случаев определять состав заполнителя.

Эффект Рамана (комбинационное или рамановское рассеяние) - это рассеяние света в газах, жидкостях и кристаллах, сопровождающееся заметным изменением его частоты. При этом в спектре рассеянного излучения появляются спектральные линии, которых нет в спектре первичного (возбуждающего) света. Посредством регистрации и анализа числа и расположения появившихся спектральных линий определяют молекулярное строение вещества.

3. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР-спектроскопия). Метод позволяет определять природные ювелирные камни с точностью до месторождения, а синтетические - с точностью до метода синтеза. Широко используется для диагностики синтетических изумрудов, идентификации происхождения, а также при изучении природы окраски минералов.

4. Оптическая спектроскопия. Применяется для изучения химического состава драгоценных камней. Включает инфракрасную спектроскопию, спектроскопию в видимой области и УФ-спектроскопию. Позволяет регистрировать и изучать молекулярные спектры поглощения, испускания и отражения, а также спектры люминесценции в диапазоне волн от 180 нм (УФ) до 0,1 см (ПК). Для возбуждения спектров излучения и рассеяния широко применяют лазеры. Для регистрации спектров используют спектрофотометры различных типов.

Обычно в этих приборах излучение от источника проходит через кювету с веществом и разлагается в монохроматоре (призме или дифракционной решетке) по длинам волн или частотам. Обработка спектров заключается в установлении связи наблюдаемых спектральных характеристик с параметрами моделей молекул и межмолекулярных взаимодействий, что обычно осуществляется с помощью персональных компьютеров.

5. Люминесцентная спектрофотометрия (с различными способами возбуждения люминесценции). Служит для изучения природы окраски и позволяет отличать природную окраску драгоценных камней от полученной в процессе облагораживания.

6. Рентгеноструктурный анализ (монокристальный). Позволяет определять структуру кристаллического вещества и распределение в структуре различных примесей. Метод основан на изучении углового распределения интенсивности рассеяния исследуемым веществом рентгеновского излучения.

Первичный, чаще всего монохроматический, пучок направляют на исследуемый объект и анализируют картину рассеяния. Рассеянное излучение регистрируется фотографически или с помощью счетчиков. Поскольку длина волны излучения составляет обычно не более 0,2 нм, т. е. соизмерима с расстояниями между атомами в веществе (0,1-0,4 нм), то рассеяние падающей волны представляет собой дифракцию на атомах. По дифракционной картине можно восстановить атомную структуру вещества.

7. Электронная микроскопия высокого разрешения. Служит для изучения атомной структуры вещества кристаллов. Метод основан на анализе дифракционной картины. Дифракционная картина - электронограмма - возникает в результате прохождения начального монохроматического пучка электронов через образец и представляет собой совокупность упорядоченно расположенных дифракционных пятен - рефлексов, которые определяются расположением атомов в исследуемом объекте.

По величинам и по расположению рефлексов определяют элементарную ячейку кристалла; используя также данные по интенсивности рефлексов, можно определить атомную структуру кристалла. Методы расчета атомной структуры в электронной микроскопии близки к методам, применяемым в рентгеноструктурном анализе.

Расчеты, обычно проводимые с помощью персонального компьютера, позволяют установить координаты атомов, расстояния между ними и другие показатели.

Все перечисленные методы отличаются тем, что их применение не повреждает ювелирную вставку и не приводит к изменению ее свойств. Однако некоторые методы (например, ЭПР и абсорбционная спектроскопия) требуют извлечения драгоценных камней из оправы ювелирных изделий.

3.1 Разработка рекомендаций по выбору средств и методов измерений

Выбор средств измерений связан со множеством факторов, характеризующих метрологические параметры средства измерения, конструктивно-технологические особенности измеряемых величин, задачами на измерение этих величин, разнообразных организационных, технических и экономических факторов и т.д.

При выборе средств измерений в первую очередь должно учитываться допустимое значение погрешности для данного измерения, установленное в соответствующих нормативных документах.

В случае, если допустимая погрешность не предусмотрена в соответствующих нормативных документах, предельно допустимая погрешность измерения должна быть регламентирована в технической документации на изделие.

При выборе средств измерения должны также учитываться:

-допустимые отклонения;

-методы проведения измерений и способы контроля.

Главным критерием выбора средств измерений является соответствие средств измерения требованиям достоверности измерений, получения настоящих (действительных) значений измеряемых величин с заданной точностью при минимальных временных и материальных затратах.

Для оптимального выбора средств измерений необходимо обладать следующими исходными данными:

-номинальным значением измеряемой величины;

-величиной разности между максимальным и минимальным значением измеряемой величины, регламентируемой в нормативной документации;

-сведениями об условиях проведения измерений.

Предварительный выбор средств измерений производится в соответствии с критерием точности, а при окончательном выборе средств измерений должны учитываться следующие требования:

-к рабочей области значений величин, оказывающих влияние на процесс измерения;

-к габаритам средства измерений;

-к массе средства измерений;

-к конструкции средства измерений.

При выборе средств измерений необходимо учитывать предпочтительность стандартизированных средств измерений.

Метод измерений - прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Под принципом измерений понимается физическое явление или эффект, положенные в основу измерения тем или иным типом средств измерений.

Выбор метода измерения зависит от устройства средств измерения. Средствами измерений являются используемые технические средства, имеющие нормированные метрологические свойства.

Различают следующие основные методы измерений:

1) метод непосредственной оценки;

2) метод сравнения с мерой;

3) нулевой метод;

4) метод измерения замещением;

5) метод измерения дополнением;

6) дифференциальный метод;

7) контактный метод;

8) бесконтактный метод.

3.2 Эффективность разработки или предложенных мероприятий

Бриллианты -- особенный товар, как никакой другой нуждающийся в подтверждении подлинности и соответствии заявленных параметров. Следовательно, имеется необходимость в системе оценки, на основе которой производилась бы сертификация бриллиантов. Сертифицированный товар имеет преимущество при продаже, так как вызывает большее доверие у покупателя, оберегая его от некачественной продукции.

Однако, до настоящего времени не принято единой системы оценки бриллиантов, ввиду несоответствия различных внутренних стандартов экспертизы камней. Другими словами, бриллиант, имеющий наилучший показатель в системе оценки одной лаборатории, не обязательно получит высшее значение в другой.

Урегулированием данной проблемы пыталась заниматься международная организация по стандартизации ISO, но даже ей не удалось привести определение характеристик бриллиантов к единому мировому стандарту, из-за несогласия с методами оценки со стороны нескольких ведущих геммологических лабораторий, в частности со стороны GIA.

В настоящий момент, крупнейшие геммологические лаборатории мира не выдают "сертификаты", несмотря на то, что ежедневно оценивают огромное количество бриллиантов. Документ, завершающий процесс оценки в лаборатории, чаще всего, называют репортом (report), то есть отчетом. Название может варьироваться: паспорт качества, экспертное заключение, геммологическое заключение, отчёт геммолога, документ о соответствии и т.д. Многие названия представляют собой зарегистрированные торговые марки и охраняются законом.

Однако, слово «сертификат» используется как общепринятое название документов подобного рода. Гарантией подлинности и непредвзятой оценки бриллианта является независимость и авторитетность третьей, оценивающей стороны. Чем выше статус организации, выдающей сертификат, тем больше доверия вызывает имеющий его бриллиант, как у продавцов, так и у покупателей.

Сертификат бриллианта, или Репорт, отчёт по бриллианту -- включает в себя данные экспертной оценки камня, произведённой несколькими геммологами по следующим параметрам: форма огранки, размеры камня в мм, вес в каратах, цвет, чистота, качество огранки (полировка и симметрия), уровень флюоресценции.

Также сертификат имеет идентификационный номер, дату выдачи и схему расположения внутренних и внешних дефектов. На основе всех этих данных, определяется стоимость бриллианта. Цена корректируется с учётом состояния рынка и тенденций изменений в крупных прайс-листах, таких как Rapaport. Когда речь идет о людях, довольно неплохо разбирающихся в оценке бриллианта, иногда вместо полного сертификата, в некоторых геммологических лабораториях, в частности EGL, можно получить предварительное экспертное заключение на бриллиант.