無損檢測儀器設(shè)備內(nèi)部校準(zhǔn)的有效性

謝常歡

(深圳市特種設(shè)備安全檢驗(yàn)研究院,深圳 518029)

1 有效的量值溯源

為確保無損檢測的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和檢測結(jié)果可靠,應(yīng)以量值溯源為基礎(chǔ)。中國合格評定國家認(rèn)可委員會CNAS-CL06《量值溯源要求》第 1.1條認(rèn)為：量值溯源的一致性是國際間相互承認(rèn)測量結(jié)果的前提條件,CNAS將量值溯源視為測量結(jié)果可信性的基礎(chǔ)。

在實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可中,CNAS-CL01《檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》(ISO/IEC 17025：2005)第5.5.2條規(guī)定：對結(jié)果有重要影響的儀器的關(guān)鍵量或值,應(yīng)制定校準(zhǔn)計(jì)劃。設(shè)備(包括用于抽樣的設(shè)備)在投入服務(wù)前應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)或核查,以證實(shí)其能夠滿足實(shí)驗(yàn)室的規(guī)范要求和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。設(shè)備在使用前應(yīng)進(jìn)行核查和/或校準(zhǔn);在特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)核準(zhǔn)中,TSG Z7003《特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)質(zhì)量體系要求》第十九條(二)規(guī)定：檢測儀器設(shè)備在投入工作前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行檢定(校準(zhǔn))、核查,以驗(yàn)證其能夠滿足檢驗(yàn)檢測的需要。在上述認(rèn)可、核準(zhǔn)的要求中,為滿足量值溯源的要求,均對檢測設(shè)備提出了校準(zhǔn)(檢定)、核查的要求[1-2]。

如何保證量值溯源的有效性,CNAS-WI14-01《實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可評審工作指導(dǎo)書》第5.6.11.1條規(guī)定：CNAS承認(rèn)的量值溯源的機(jī)構(gòu)有CNAS認(rèn)可的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室;APLAC、ILAC多邊承認(rèn)協(xié)議成員認(rèn)可的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室;中國法定計(jì)量體系中依法設(shè)置的計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)。值得注意的是后者,計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)出具的檢定證書的“合格”結(jié)論,往往是指滿足計(jì)量檢定規(guī)程,故檢定證書至少應(yīng)包含滿足CNAS-CL01中對量值溯源要求的信息(如相關(guān)數(shù)據(jù)信息、不確定度信息、量值溯源信息等),以滿足量值溯源的要求。

2 檢測儀器設(shè)備的校準(zhǔn)

檢定屬于《計(jì)量法》計(jì)量管理范疇的執(zhí)法行為,具有法定性,檢定的結(jié)論具有法律效力。檢定是對測量器具的計(jì)量特征及技術(shù)要求的全面評價,屬于量值統(tǒng)一的范疇,是自上而下的量值傳遞過程。故凡列入《中華人民共和國強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具明細(xì)目錄》(原國家計(jì)量局[1987]量局法字第188號,后國家質(zhì)檢總局先后三次頒布國家強(qiáng)制檢定目錄[1991]374號、[1999]15號、[2001]162號共計(jì)61項(xiàng)、118種),并直接用于貿(mào)易結(jié)算、安全防護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測的檢測儀器設(shè)備必須嚴(yán)格依法定點(diǎn)、定期送有資格的法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)和授權(quán)計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)制檢定。

校準(zhǔn)是量值溯源的自愿行為,校準(zhǔn)的目的是對照計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),評定測量裝置的示值誤差,確保量值準(zhǔn)確,是自下而上量值溯源的一組操作。校準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)量值統(tǒng)一和準(zhǔn)確可靠的重要途徑,實(shí)際上校準(zhǔn)一直起著這個作用,若仍實(shí)施單一的量值傳遞體系,僅僅采用檢定作為唯一合法的方式,已不適應(yīng)目前經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的需要。

在對檢測儀器設(shè)備的量值溯源方式上,除選擇送CNAS承認(rèn)的量值溯源的機(jī)構(gòu)獲得外部校準(zhǔn)(external calibration)服務(wù)之外,一些檢測實(shí)驗(yàn)室也可選擇自己對相關(guān)儀器設(shè)備進(jìn)行內(nèi)部校準(zhǔn)(internal calibration)。后者,則應(yīng)確保內(nèi)部校準(zhǔn)有效,以滿足量值溯源的要求。

另外,對于某些檢測儀器設(shè)備,亦可以使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來證實(shí)測量的可靠性的。CNAS-CL01第5.6.2.1.2條中規(guī)定：某些校準(zhǔn)目前尚不能嚴(yán)格按照SI單位進(jìn)行,這種情況下,校準(zhǔn)應(yīng)通過建立對適當(dāng)測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源來提供測量的可信度,例如：使用有資格的供應(yīng)者提供的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(參考物質(zhì))來給出材料可靠的物理或化學(xué)特性。于是,對于硬度計(jì)、定量光譜儀以及酸度計(jì)、電導(dǎo)率儀等檢測儀器設(shè)備,可以使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來證實(shí)測量的可靠性,這也屬于溯源的一種方式。

此外,對于某些確實(shí)難以溯源的檢測儀器設(shè)備,還可以使用比對的方式來證實(shí)測量的可靠性。CNAS-CL01第5.6.2.1.2條中規(guī)定：某些校準(zhǔn)目前尚不能嚴(yán)格按照SI單位進(jìn)行,這種情況下,校準(zhǔn)應(yīng)通過建立對適當(dāng)測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源來提供測量的可信度,例如使用規(guī)定的方法和/或被有關(guān)各方接受并且描述清晰的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。可能時,要求參加適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)室間比對計(jì)劃。也就是說實(shí)驗(yàn)室間比對也是證實(shí)測量可靠性的一種方式。實(shí)際上,有一些應(yīng)用于特殊領(lǐng)域的、社會上無法提供校準(zhǔn)服務(wù)的儀器設(shè)備,就可以尋找三家以上實(shí)驗(yàn)室的同型號的儀器設(shè)備做實(shí)驗(yàn)室間比對來達(dá)到量值溯源。這類儀器設(shè)備有X射線熒光光譜儀(美國尼通)等儀器。

3 檢測儀器設(shè)備的內(nèi)部校準(zhǔn)

用內(nèi)部校準(zhǔn)(internal calibration)代替習(xí)慣稱的自校準(zhǔn)(self-calibration)。內(nèi)部校準(zhǔn)是指檢測實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部按照規(guī)定的方法和要求對自己開展的無損檢測活動使用的無損檢測儀器設(shè)備進(jìn)行的校準(zhǔn)活動,而自校準(zhǔn)一般是利用及檢測儀器設(shè)備自帶的校準(zhǔn)程序或功能(比如智能儀器的開機(jī)自校準(zhǔn)程序)進(jìn)行的校準(zhǔn)活動[3]。

檢測實(shí)驗(yàn)室實(shí)施內(nèi)部校準(zhǔn)時,當(dāng)被校準(zhǔn)設(shè)備對檢測結(jié)果有顯著影響時,檢測實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)部校準(zhǔn)應(yīng)滿足以下基本要求：

(1)實(shí)施內(nèi)部校準(zhǔn)的環(huán)境條件和設(shè)施,應(yīng)滿足所實(shí)施的內(nèi)部校準(zhǔn)方法的要求。

(2)實(shí)施內(nèi)部校準(zhǔn)的人員,應(yīng)經(jīng)過相應(yīng)的計(jì)量知識、校準(zhǔn)技能培訓(xùn),熟悉被校準(zhǔn)的檢測儀器設(shè)備,并有能力實(shí)施內(nèi)部校準(zhǔn)活動。

(3)實(shí)施內(nèi)部校準(zhǔn)所用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備(含有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)樣品、參考測量儀器等)必須有效溯源,其測量不確定度滿足檢測方法要求。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的準(zhǔn)確度等級(或最大允許誤差)一般應(yīng)優(yōu)于被校準(zhǔn)設(shè)備的3～5倍,個別要達(dá)到10倍。

(4)內(nèi)部校準(zhǔn)方法應(yīng)形成文件,并應(yīng)優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)方法(國際、國家JJF、行業(yè)等發(fā)布),對于特殊檢測設(shè)備,當(dāng)沒有標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)方法時,可使用自編校準(zhǔn)方法或測量儀器設(shè)備制造商推薦的校準(zhǔn)方法和規(guī)定的校準(zhǔn)品等非標(biāo)方法進(jìn)行內(nèi)部校準(zhǔn),非標(biāo)校準(zhǔn)方法應(yīng)經(jīng)過驗(yàn)證和確認(rèn)。

(5)對每個內(nèi)部校準(zhǔn)項(xiàng)目,應(yīng)有計(jì)算測量不確定度的程序。

(6)內(nèi)部校準(zhǔn)的校準(zhǔn)證書可以簡化或不出具證書,但應(yīng)確保校準(zhǔn)過程有完整記錄且內(nèi)部校準(zhǔn)的信息應(yīng)符合內(nèi)部校準(zhǔn)方法的要求,如應(yīng)包含測量不確定度、環(huán)境條件、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或參考測量儀器溯源信息等。

(7)相關(guān)法規(guī)規(guī)定屬于強(qiáng)制檢定管理的測量設(shè)備(如射線探傷用于個人安全防護(hù)的個人劑量計(jì)、劑量報(bào)警儀等),不允許內(nèi)部校準(zhǔn)而應(yīng)按規(guī)定檢定,且檢定周期、檢定項(xiàng)目應(yīng)符合檢定規(guī)程(JJG)的規(guī)定。

4 典型無損檢測儀器設(shè)備內(nèi)部校準(zhǔn)的實(shí)施

考慮到無損檢測使用的檢測儀器設(shè)備的特殊性,筆者解讀了香港實(shí)驗(yàn)室(HOKLAS)認(rèn)可的《鋼和金屬焊接的無損檢測的認(rèn)可準(zhǔn)則》增補(bǔ)第 15(Supplementary Criteria No.15《Accreditation of Non-Destructive Tests for Welding of Steel and Metal》)中對無損檢測儀器設(shè)備的校準(zhǔn)與核查的要求,按照J(rèn)B 4730—2004《承壓設(shè)備無損檢測》中對無損檢測儀器設(shè)備的校準(zhǔn)與核查的要求,提出了無損檢測儀器設(shè)備的校準(zhǔn)與核查的要求[4]。

無損檢測儀器設(shè)備實(shí)施內(nèi)部校準(zhǔn)時,應(yīng)滿足上文第3節(jié)對內(nèi)部校準(zhǔn)的全部要求,其中內(nèi)部校準(zhǔn)所使用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)方法(參考)以及建議的校準(zhǔn)周期見表1。

值得注意的是,CNAS-CL01第5.5.2條規(guī)定的是：對結(jié)果有重要影響的儀器的關(guān)鍵量或值,應(yīng)制定校準(zhǔn)計(jì)劃,所以,對結(jié)果沒有影響的檢測儀器設(shè)備是不需校準(zhǔn)的,也就不必量值溯源了。對于這類無須量值溯源的檢測儀器設(shè)備,為了了解設(shè)備情況,證明設(shè)備狀態(tài)良好、符合檢測要求,應(yīng)定期對檢測儀器設(shè)備進(jìn)行核查(也有稱作為校驗(yàn))。

核查不屬于量值溯源,故不必按內(nèi)部校準(zhǔn)的要求進(jìn)行,無損檢測儀器設(shè)備的核查要求見表2。

表1 無損檢測儀器設(shè)備內(nèi)部校準(zhǔn)要求

表2 無損檢測儀器設(shè)備核查要求

續(xù)表2

5 結(jié)語

對于已獲得檢測實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的、或獲得特種設(shè)備無損檢測機(jī)構(gòu)核準(zhǔn)的、或獲得計(jì)量認(rèn)證的從事無損檢測的實(shí)驗(yàn)室,為確保無損檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和結(jié)果可靠,規(guī)避無損檢測責(zé)任風(fēng)險,應(yīng)以量值溯源為基礎(chǔ),對無損檢測儀器設(shè)備實(shí)施內(nèi)部校準(zhǔn)時,應(yīng)保證內(nèi)部校準(zhǔn)的有效性。

[1]謝常歡,杜南勝.確保特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確與檢測結(jié)果可靠的基礎(chǔ)[C].蘇州：2009年運(yùn)東無損檢測新技術(shù)論壇論文集,2009.

[2]謝常歡.特種設(shè)備無損檢測數(shù)據(jù)有效量值溯源的探討[J].特種設(shè)備安全技術(shù),2009(6)：50-53.

[3]張明霞.進(jìn)行自校準(zhǔn)的檢測實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可要求探討[J].中國認(rèn)證認(rèn)可,2010(1)：59.

[4]杜南勝,謝常歡,谷安祥.特種設(shè)備無損檢測儀器設(shè)備檢定與校準(zhǔn)的思考[C].南京：2008年運(yùn)東無損檢測新技術(shù)論壇論文集,2008.