无损检测仪器设备内部校准的有效性

谢常欢

(深圳市特种设备安全检验研究院,深圳 518029)

1 有效的量值溯源

为确保无损检测的数据准确和检测结果可靠,应以量值溯源为基础。中国合格评定国家认可委员会CNAS-CL06《量值溯源要求》第 1.1条认为：量值溯源的一致性是国际间相互承认测量结果的前提条件,CNAS将量值溯源视为测量结果可信性的基础。

在实验室认可中,CNAS-CL01《检测和校准实验室能力认可准则》(ISO/IEC 17025：2005)第5.5.2条规定：对结果有重要影响的仪器的关键量或值,应制定校准计划。设备(包括用于抽样的设备)在投入服务前应进行校准或核查,以证实其能够满足实验室的规范要求和相应的标准规范。设备在使用前应进行核查和/或校准;在特种设备检验检测机构核准中,TSG Z7003《特种设备检验检测机构质量体系要求》第十九条(二)规定：检测仪器设备在投入工作前应当进行检定(校准)、核查,以验证其能够满足检验检测的需要。在上述认可、核准的要求中,为满足量值溯源的要求,均对检测设备提出了校准(检定)、核查的要求[1-2]。

如何保证量值溯源的有效性,CNAS-WI14-01《实验室认可评审工作指导书》第5.6.11.1条规定：CNAS承认的量值溯源的机构有CNAS认可的校准实验室;APLAC、ILAC多边承认协议成员认可的校准实验室;中国法定计量体系中依法设置的计量检定机构。值得注意的是后者,计量检定机构出具的检定证书的“合格”结论,往往是指满足计量检定规程,故检定证书至少应包含满足CNAS-CL01中对量值溯源要求的信息(如相关数据信息、不确定度信息、量值溯源信息等),以满足量值溯源的要求。

2 检测仪器设备的校准

检定属于《计量法》计量管理范畴的执法行为,具有法定性,检定的结论具有法律效力。检定是对测量器具的计量特征及技术要求的全面评价,属于量值统一的范畴,是自上而下的量值传递过程。故凡列入《中华人民共和国强制检定的工作计量器具明细目录》(原国家计量局[1987]量局法字第188号,后国家质检总局先后三次颁布国家强制检定目录[1991]374号、[1999]15号、[2001]162号共计61项、118种),并直接用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测的检测仪器设备必须严格依法定点、定期送有资格的法定计量检定机构和授权计量检定机构进行强制检定。

校准是量值溯源的自愿行为,校准的目的是对照计量标准,评定测量装置的示值误差,确保量值准确,是自下而上量值溯源的一组操作。校准是实现量值统一和准确可靠的重要途径,实际上校准一直起着这个作用,若仍实施单一的量值传递体系,仅仅采用检定作为唯一合法的方式,已不适应目前经济和技术发展的需要。

在对检测仪器设备的量值溯源方式上,除选择送CNAS承认的量值溯源的机构获得外部校准(external calibration)服务之外,一些检测实验室也可选择自己对相关仪器设备进行内部校准(internal calibration)。后者,则应确保内部校准有效,以满足量值溯源的要求。

另外,对于某些检测仪器设备,亦可以使用有证标准物质来证实测量的可靠性的。CNAS-CL01第5.6.2.1.2条中规定：某些校准目前尚不能严格按照SI单位进行,这种情况下,校准应通过建立对适当测量标准的溯源来提供测量的可信度,例如：使用有资格的供应者提供的有证标准物质(参考物质)来给出材料可靠的物理或化学特性。于是,对于硬度计、定量光谱仪以及酸度计、电导率仪等检测仪器设备,可以使用有证标准物质来证实测量的可靠性,这也属于溯源的一种方式。

此外,对于某些确实难以溯源的检测仪器设备,还可以使用比对的方式来证实测量的可靠性。CNAS-CL01第5.6.2.1.2条中规定：某些校准目前尚不能严格按照SI单位进行,这种情况下,校准应通过建立对适当测量标准的溯源来提供测量的可信度,例如使用规定的方法和/或被有关各方接受并且描述清晰的协议标准。可能时,要求参加适当的实验室间比对计划。也就是说实验室间比对也是证实测量可靠性的一种方式。实际上,有一些应用于特殊领域的、社会上无法提供校准服务的仪器设备,就可以寻找三家以上实验室的同型号的仪器设备做实验室间比对来达到量值溯源。这类仪器设备有X射线荧光光谱仪(美国尼通)等仪器。

3 检测仪器设备的内部校准

用内部校准(internal calibration)代替习惯称的自校准(self-calibration)。内部校准是指检测实验室内部按照规定的方法和要求对自己开展的无损检测活动使用的无损检测仪器设备进行的校准活动,而自校准一般是利用及检测仪器设备自带的校准程序或功能(比如智能仪器的开机自校准程序)进行的校准活动[3]。

检测实验室实施内部校准时,当被校准设备对检测结果有显著影响时,检测实验室的内部校准应满足以下基本要求：

(1)实施内部校准的环境条件和设施,应满足所实施的内部校准方法的要求。

(2)实施内部校准的人员,应经过相应的计量知识、校准技能培训,熟悉被校准的检测仪器设备,并有能力实施内部校准活动。

(3)实施内部校准所用的标准设备(含有证标准物质、标准样品、参考测量仪器等)必须有效溯源,其测量不确定度满足检测方法要求。标准设备的准确度等级(或最大允许误差)一般应优于被校准设备的3～5倍,个别要达到10倍。

(4)内部校准方法应形成文件,并应优先采用标准校准方法(国际、国家JJF、行业等发布),对于特殊检测设备,当没有标准校准方法时,可使用自编校准方法或测量仪器设备制造商推荐的校准方法和规定的校准品等非标方法进行内部校准,非标校准方法应经过验证和确认。

(5)对每个内部校准项目,应有计算测量不确定度的程序。

(6)内部校准的校准证书可以简化或不出具证书,但应确保校准过程有完整记录且内部校准的信息应符合内部校准方法的要求,如应包含测量不确定度、环境条件、标准物质或参考测量仪器溯源信息等。

(7)相关法规规定属于强制检定管理的测量设备(如射线探伤用于个人安全防护的个人剂量计、剂量报警仪等),不允许内部校准而应按规定检定,且检定周期、检定项目应符合检定规程(JJG)的规定。

4 典型无损检测仪器设备内部校准的实施

考虑到无损检测使用的检测仪器设备的特殊性,笔者解读了香港实验室(HOKLAS)认可的《钢和金属焊接的无损检测的认可准则》增补第 15(Supplementary Criteria No.15《Accreditation of Non-Destructive Tests for Welding of Steel and Metal》)中对无损检测仪器设备的校准与核查的要求,按照JB 4730—2004《承压设备无损检测》中对无损检测仪器设备的校准与核查的要求,提出了无损检测仪器设备的校准与核查的要求[4]。

无损检测仪器设备实施内部校准时,应满足上文第3节对内部校准的全部要求,其中内部校准所使用的标准设备、标准校准方法(参考)以及建议的校准周期见表1。

值得注意的是,CNAS-CL01第5.5.2条规定的是：对结果有重要影响的仪器的关键量或值,应制定校准计划,所以,对结果没有影响的检测仪器设备是不需校准的,也就不必量值溯源了。对于这类无须量值溯源的检测仪器设备,为了了解设备情况,证明设备状态良好、符合检测要求,应定期对检测仪器设备进行核查(也有称作为校验)。

核查不属于量值溯源,故不必按内部校准的要求进行,无损检测仪器设备的核查要求见表2。

表1 无损检测仪器设备内部校准要求

表2 无损检测仪器设备核查要求

续表2

5 结语

对于已获得检测实验室认可的、或获得特种设备无损检测机构核准的、或获得计量认证的从事无损检测的实验室,为确保无损检测数据准确和结果可靠,规避无损检测责任风险,应以量值溯源为基础,对无损检测仪器设备实施内部校准时,应保证内部校准的有效性。

[1]谢常欢,杜南胜.确保特种设备检验检测机构检测数据准确与检测结果可靠的基础[C].苏州：2009年运东无损检测新技术论坛论文集,2009.

[2]谢常欢.特种设备无损检测数据有效量值溯源的探讨[J].特种设备安全技术,2009(6)：50-53.

[3]张明霞.进行自校准的检测实验室认可要求探讨[J].中国认证认可,2010(1)：59.

[4]杜南胜,谢常欢,谷安祥.特种设备无损检测仪器设备检定与校准的思考[C].南京：2008年运东无损检测新技术论坛论文集,2008.