金属材料检测实验室的特点及其建设管理

宋锦柱

（江苏省产品质量监督检验研究院，江苏南京 210007）

0 引言

人类在四千多年前就已有了简单的青铜工具，在春秋时期已会冶炼生铁。18世纪，钢铁工业成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶，现代平炉和转炉炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。可见金属材料在材料工业中一直占有不可或缺的地位。对金属材料的成分、性能进行测试和分析，评价金属材料等级与优劣，合格与否，是生产企业金属材料检测实验室的主要职能。金属材料实验室也广泛存在于科研机构、质检系统、第三方检测机构中。

1 金属材料检测机构的分布

金属材料实验室广泛存在于高校、科研院所、质检系统、第三方检测公司、生产企业中。

（1）高校系统：目前，全国全日制普通高校1500余所，其中本科院校600余所，专科院校911所。开设金属材料工程、冶金工程、焊接技术与工程、复合材料与工程等专业的高校超过100所。基于教学、科研需要，这些高校都会配备相应的金属材料实验室。

（2）研究院所：中科院金属研究所、中科院上海硅酸盐研究所、钢研总院以及各省市的冶金研究所等。

（3）质检系统：可分为国家级检测中心、省级检测中心、市级检测中心、县级检测中心。

（4）检测公司：国际知名检测公司、民营检测公司、建工行业检测中心。

（5）生产企业检测实验室：如大型钢铁企业、铝冶炼企业内设的生产现场实验室、中心实验室等。

2 不同类型金属材料实验室的异同及各自特色

不同类型金属材料实验室因服务对象不同，其在单位性质、人员结构、检测装备配备、检测领域、检测资质都存在很大的差异，详见表1。

作为高校与科研院所的实验室，应着力于服务教学与科研，配备的常规检测、试验设备的台套数需满足学生试验、实践需要；另一方面，服务于科研的设备在精度、检测方面有更高的要求，以获得准确、科学的实验数据。

高校金属材料实验室的总体功能规划要实现材料的熔炼制备与成分控制、材料的加工成型、材料热处理、材料的性能检测、材料的组织分析与质量控制为一体的材料研究制造功能,给学生一个完整的材料研制开发应用的感性认识,真正成为学生的实践教学平台［1］。实验室的建设可分为材料制备实验室、材料表面处理实验室、热处理实验室、组织分析实验室、性能检测实验室等。材料制备实验室可以添置真空电弧熔炼炉、真空感应熔炼炉、真空烧结炉、粉体制备设备等；材料表面处理实验室可以添置离子镀膜设备、离子渗氮炉、渗碳炉、涂装设备等；热处理实验室可以添置高温热处理炉、中温热处理炉、真空热处理炉、保护气氛热处理炉等；组织分析实验室要添置各种档次的光学金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜，在购买设备时要尽量选择先进的型号；性能检测实验室要添置布氏硬度计、洛氏硬度计、显微硬度计、纳米硬度计、冲击试验机、疲劳实验机、万能材料试验机、表面涂层性能检测设备等。自2000年以来，高校逐渐认识到CMA计量认可在对外服务上的重要性，现在已有越来越多的高校金属材料实验室具备了CMA资质。

质检机构是为政府、社会提供公证性数据的机构，配备的检测设备定位应高于生产企业。而且，质检机构的金属材料实验室有一个显著特点就是依托于地方产业，服务于地方经济。以江苏为例，南通地区是钢丝绳生产企业的密集地，南通质检所筹建了国家钢丝绳检测中心，在金属制品方面的检测能力比较全面。泰州兴化的戴南镇不锈钢生产企业众多，地方质监局成立了国家不锈钢检测中心，投入了一系列高、精、尖检测设备，为当地政府、企业提供优质的检测服务。作为为政府提供数据支撑的检测机构，必须具备CMA资质，而CNAS资质不是强制的，省级检测院、实力较强的市县级检测所会具有CNAS资质。

表1 不同类型金属材料实验室的比较

和质检机构实验室相比，民营检测实验室没有为政府服务的业务，其业务的核心是委托检验。华测公司可谓是其中的龙头，2009年在深交所成功上市后，检测业务也由单一的金属材料扩展为涵盖食品、电子电器、玩具、纺织品等，还进行审核服务、司法鉴定、认证服务、能力验证服务等检测之外的业务。除了华测等少数公司外，民营检测实验室规模都较小，土地和房屋以租赁为主，检测设备的硬件投入一般在200万元以下，且比较单一，一般以常规力学性能检测设备为主，人员10-20人的规模居多，人均年产值在10万-30万元。

我国生产企业的金属材料实验室大多集中于大型钢铁企业、大型有色金属生产企业。以钢铁企业为例，可划分为三种类型：一是生产现场分析型的实验室，其主要任务是为现场生产提供快速分析测试数据，组织隶属于各分厂的机构，如焦化化验室、炼铁化验室和炼钢厂炉前化验室等；二是与生产紧密型的实验室，其主要任务是整个公司的进厂原燃料验收检验、各工序间的控制、中间产品检测和最终产品的出厂检测等，组织隶属于质量处的机构，如质量处煤检站、铁前化验室、钢材检验中心等；三是与科研紧密型的实验室，其主要任务是科研和新产品研发方面的检测分析、质量异议仲裁检测等，组织隶属于技术中心的机构，如中心理化测试室。随着冶金工艺的发展，生产节奏逐步加快，冶金分析日益受到重视，大型精密测试仪器普遍应用于各检测实验室。在化学分析方面：主要设备有直读光谱仪、ICP、X荧光光谱仪、原子吸收光谱仪、红外碳硫分析仪、氧氮氢联测分析仪；物理测试方面：主要设备有电子拉伸试验机、疲劳试验机、硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、图像分析仪、冲击试验机、热力模拟试验机等［2］。

3 金属材料检测实验室的管理与运行

不同类型金属材料检测实验室在管理方面应做到：

（1）建立健全实验室质量管理体系：按照GB/T 27025-2008《检测和校准实验室能力的通用要求》等实验室技术文件的要求，建立健全实验室质管体系，完善质量手册、程序文件、以及作业指导书、原始记录等各层次文件、记录，并严格按照质量手册、程序文件的要求运行。

（2）完善实验室设备管理制度：明确实验室工作人员的职责与分工。对各实验室负责人、各分室负责人、安全员、大型仪器设备的机组负责人等关键岗位均有明确分工并公示。实验中心可设立总安全员1名，各分室也各设安全员1名，大型仪器设备以机组为单位明确负责人，小型仪器设备以房间为单位明确负责人。对辅助岗位人员也有明确安排，并互有合作。

（3）建立完善的样品管理、流转制度并贯彻实施：金属材料样品的大小、形状各不相同，小到零点几毫米的金属丝，大到几十公斤重的板材、棒材，必须根据样品的特点制定不同的样品标示规则，普通尺寸的样品可以利用记号笔标记，小样品可利用样品袋包装并在样品袋上标识，需要进行热处理的样品可用钢印或耐高温油漆笔标记，总之应因地制宜，采用适合的样品标记方法。

（4）做好人才梯队培养工作：对于每台套仪器设备，根据使用频率的高低，应培养2名以上的熟练操作人员，以保障仪器设备的运行效率。注重对一线检测人员的培养，做好人才储备工作。

（5）建立有效、适宜的激励机制：因为自身的公益性特点，这一类实验室的运行效率、单位产出较市场化的检测公司明显偏低。体现在管理机构臃肿、庞大，员工工作积极性不高等方面。目前，质检机构正处于改革的过渡期，必须探索尝试科学合理、行之有效的激励机制，推动实验室的发展。

4 结语

不同行业分布的金属材料检测实验室在业务范围、单位性质、人员状况、装备水平、检测领域、资质能力等方面都存在差异且呈现各自的特点，作为实验室的管理者，应注重实验室质量管理体系建设、完善实验室设备管理制度、建立完善的样品管理及流转制度、做好人才梯队培养工作和建立有效、适宜的激励机制。

［1］曹鹏军，周安若，范培耕，仵海东.金属材料工程本科专业实验室建设研究探讨［A］.中国体视学学会.第十二届中国体视学与图像分析学术会议论文集［C］.中国体视学学会，2008（4）.

［2］张东升.论水钢冶金分析实验室的现状和发展趋势［J］.冶金标准化与质量，2006（2）：17-19.