聚丙烯树脂产品简支梁冲击试验数据可疑值取舍问题探讨

杨 阳

(国能新疆化工有限公司，新疆 乌鲁木齐 831404)

0 引 言

国能新疆化工有限公司聚丙烯树脂产品牌号较多，需要做简支梁冲击试验的产品也较多，经常出现试验数据的平行性差、变异系数>5%的情况。在定量分析工作中，多次分析的数据是否都能参加平均值的计算，是需要判断的。在处理这些可疑值时，不能采取主观、随意的态度，而是要科学、严格地加以分析、判别，再决定取舍。对可疑值的分析与鉴别，可以从两个方面着手：一是已然知道某测量值是分析试验过程中操作过失所得，应将此数据舍弃；二是经过分析，排除了材料、试样加工、试验仪器故障及试验方法不当等原因后，可用概率统计(误差分析)的方法进行可疑值的判别[1]。误差分析判别方法的基础是，同一试验条件，产生过大或过小观测值的事件均属小概率事件，据概率论中的实际推断原理，小概率事件在一次试验中是不可能出现的，简言之，需采取概率统计的方法对多次分析数据中的可疑值予以舍弃。

适用条件：适用于4～8个数据的检验，其统计处理不够严格，但比较简单，不用查表，至今仍在采用。

例如，我们测得一组聚丙烯树脂过渡料的简支梁冲击试验数据(如表1)，该组数据的平均值为1.12，变异系数为19.08%，不满足《塑料 简支梁冲击性能的测定 第1部分：非仪器化冲击试验》(GB/T 1043.1—2008)的要求，需进行可疑值检验。

表1 一组聚丙烯树脂过渡料的简支梁冲击试验数据

2 Q检验法(舍弃商法)

适用条件：适用于一组数据中有1个可疑值的判断，且只适用于3～10个数据的检验。

检验方法：将测量数据由小到大排列(即x1，x2，x3，…，xn)，求出最大值与最小值的差值(极差)，求出可疑值与其相邻值的差值的绝对值，并将其与最大值与最小值之差做商，得出舍弃商Q计算，即若可疑值出现在首项则Q计算=|x2-x1|/|xn-x1|(检验x1)、若可疑值出现在末项则Q计算=|xn-xn-1|/|xn-x1|(检验xn)，计算出Q值后，再根据其置信度表查Q查表，若舍弃商Q计算≥Q查表，则应将可疑值舍弃，否则应予以保留。

针对表1那组树脂过渡料的简支梁冲击试验数据，使用Q检验法对可疑值1.55进行检验。将表1的数据由小到大排列为0.99、1.00、1.06、1.07、1.08、1.55，可疑值出现在末项(检验xn)，则Q计算=|xn-xn-1|/|xn-x1|=(1.55-1.08)/(1.55-0.99)=0.84。置信度分别为90%、96%、99%下的舍弃商Q值计算结果如表2。

表2 不同置信度下的舍弃商Q值计算结果

本例中，查表得置信度为90%的Q(90%)=0.56(据Q检验法的规则，表1的测定次数为 6，需查找的就是6次测定数据的Q值)，Q计算>Q查表，故可疑值1.55需舍弃。

3 格鲁布斯法(T检验法)

适用条件：用于判断多组或一组测量数据均值的一致性，剔除多组或一组测量数据中的离群均值。

表3 格鲁布斯法Tp，n值表

需指出的是，如果可疑值有2个以上且均在平均值的同一侧，则应检验最内侧的数据，如果检验后内侧的数据属于需舍弃的数据，则外侧的数据自然也应该舍弃；如果可疑值有2个或2个以上，且分布在平均值的两侧，比如x1和xn均属可疑值，应分别检验x1和xn是否应舍弃，如果有一个数据决定舍弃，检验另一个数据时测定次数应减少1次且应选择99%的置信度[1]。

5 t检验法(置信区间法)[2]

表4 不同置信度的t值表

6 试验结论

(3)一般情况下，树脂力学性能试验数据中过大的数据可以舍弃，原因有两点：一是过大值可能是某根试样的真实性能，但是对于整批材料而言属于极端性能；二是工程设计中，过大观测值的舍弃，一般会使结构强度设计偏于安全，去掉过大可疑值后的数据更能代表聚丙烯树脂产品的力学性能，以免影响下游用户的使用。

(5)上述针对聚丙烯树脂产品质量分析之简支梁冲击试验数据中出现的平行性差、数据不稳定问题的探讨，对于聚丙烯树脂产品其他力学性能试验如拉伸试验、热变形温度试验、弯曲模量试验中测定数据的取舍也有一定的指导意义，有助于为聚丙烯装置的工艺操作以及下游用户提供更加可靠的数据支持。