摩托车金属载体催化转化器贵金属含量检测能力验证的技术方法

（天津大学内燃机研究所 天津 300072）

引言

摩托车作为大气移动污染源之一，加装排气催化转化器一直是有效的排放控制手段。其中，贵金属含量对催化转化器性能的发挥起着至关重要的作用。检测机构在摩托车产品型式检验和生产一致性检查时，依据QC/T 1003-2015《摩托车金属载体催化转化器贵金属含量的测定方法》[1]对催化转化器进行贵金属含量测试。

目前，国内多家实验室已获得中国合格评定国家认可委员会（China national accreditation service for conformity assessment，CNAS）授权并依据QC/T 1003-2015 标准进行摩托车金属载体催化转化器贵金属含量检测，但是尚未对该检测项目开展过能力验证。

1 能力验证的概念

能力验证是指利用实验室间指定检测数据的比对，确定实验室从事特定测试活动的技术能力[2]。实验室能力涉及2 个方面：硬件上，是否具备与所要从事的检验检测活动相匹配的设备、场地和人员；软件上，人员的能力、实验室的管理运行是否满足要求。通俗地讲，所谓实验室能力验证就是评价一个实验室有无开展某项检验检测活动、出具合法有效的检验检测报告的能力。其目的是保证实验室的运行满足质量管理的要求，出具的检验检测结果公平公正、合法有效。

实验室能力验证是评价实验室技术能力的重要技术方法之一，是判断和监控实验室能力的有效手段，是实验室内部质量控制技术的补充。能力验证能够考核参加实验室技术能力的总体水平及实验室之间的差异，同时可发现实验室在检测中可能存在的问题并提出改进方法和纠正措施，增强客户对实验室所出具的检测数据的信任度，对进一步改善实验室的质量管理、提高技术能力有着积极和重要的意义。

2 能力验证的依据

开展摩托车金属载体催化转化器贵金属含量检测能力验证的指南和依据主要是国家认证认可监督管理委员会依照有关国家标准、国际准则制定的实验室能力验证工作的基本规范和实施规则。

1）能力验证的整个过程严格按照GB/T 27043-2012《合格评定能力验证的通用要求》[3]的体系要求运行；

2）样品的均匀性、稳定性评价按照CNAS-GL003：2018《能力验证样品均匀性和稳定性评价指南》[4]要求进行；

3）统计分析按照CNAS-GL032：2018《能力验证的选择核查与利用指南》[5]、GB/T 28043-2011《利用实验室间比对进行能力验证的统计方法》[6]要求进行；

4）依据GB/T 27043-2012《合格评定能力验证的通用要求》及CNAS-RL02：2018《能力验证规则》[7]实施能力验证计划，客观、公正、科学地评价参加实验室的能力，出具结果报告。

3 能力验证的技术方法

3.1 测试对象和方法

QC/T 1003-2015《摩托车金属载体催化转化器贵金属含量的测定方法》是目前主管机构规定的、检测机构经CNAS 授权的、进行摩托车产品型式检验和生产一致性检查时依据的试验方法标准，所以能力验证的测试方法不建议采用非标准方法，宜采取QC/T 1003-2015 标准进行。能力验证的试验内容涵盖QC/T 1003-2015 标准规定的全过程。

3.2 测试样品的选定

QC/T 1003-2015 标准规定的检测对象为直接从摩托车消声器拆解的完整的催化转化器，整个试验过程没有重复性和可逆性。另外，催化转化器由于其生产工艺的特点，产品没有标准样品。与可以使用标准样品进行能力验证相比，上述2 点对于整个能力验证试验的过程和结果带来诸多不可控的因素。所以，能力验证测试件/样品（简称样品）的提供者应具备很强的产品质量控制能力，掌握可以稳定控制贵金属含量精确度的高端技术。

为减少能力验证试验过程中的干扰因素，测试样品建议采用尺寸较小的、常用规格金属载体的、涂覆贵金属比例和含量相对较高的催化转化器。可以选用A、B 2 种贵金属比例和含量的样品，便于结果的比较。

3.3 样品均匀性、稳定性的评价

根据QC/T 1003-2015 标准中试验方法本身的特点，在均匀性和稳定性评定方案的选择上需要结合实际情况对CNAS-GL003：2018《能力验证样品均匀性和稳定性评价指南》的评价方法进行合理调整，才能客观反映样品的适宜性。

选择采用CNAS-GL003：2018 标准规定的“单因子方差分析”准则检验样品均匀性，若F ＜F临界值，则认为使用的样品是均匀的。按照QC/T 1003-2015 标准进行试验，试验结果是被测单体样品的贵金属元素总含量，必须把单体样品进行全部溶解才能得到正确的测量结果，即无法从需要“全过程”处理的样品得到“样品内”的统计结果。所以无法在前处理开始时对样品进行平行取样，只能从定容后对每个样品的溶解液取出平行样，进行2 次重复测量。

在稳定性方面，由于催化转化器在高强度的振动、高频变换的水、热及废气环境中工作，要求其在恶劣气氛中有很高的耐久性能。在生产环节，有各种技术手段保证催化剂涂层的牢固，所以可以定性地认为，样品在正常的存储条件下是能够保持长时间稳定的。

选择采用CNAS-GL003：2018 标准规定的“t 检验法”中两个平均值之间的一致性检验法进行稳定性评价，选用不同时间的样品结果进行统计计算，若t ＜t临界值，则认为使用的样品是稳定的。由于样品处理的不可逆，无法使用同一份样品重复全部试验过程以得到稳定性统计量。同样，只能对定容后的溶解液平行取样作为样本。

3.4 潜在的主要误差来源

摩托车用金属载体催化转化器样品基质稳定，涂层及贵金属不易发生变性。按照QC/T 1003-2015标准进行能力验证试验，可以定性分析出潜在的主要误差来源有以下几个方面：

1）样品本身的质量控制水平，包括贵金属实际含量与设计值的偏差、涂覆的一致性等；

2）前处理关键环节的处理程度，如碱熔、共沉淀环节的样品残留；

3）分析精准度，如选用的分析方法、对标定和校准结果评价的差异；

4）仪器分析结果的修约，如对浓度等数据可以读取的位数设置和修约；

5）标准溶液的选用和标准溶液的稀释方案。

这些因素会对能力验证结果的最终评价产生直接影响。在整个能力验证过程中，除计划的制订、样品的选择外，参加实验室应充分把控试验过程的质量，尽量减少人为因素的引入和影响。

3.5 结果的处理和评价

参照CNAS-GL002：2018《能力验证结果的统计处理和能力评价指南》[8]、CNAS-GL032：2018《能力验证的选择核查与利用指南》和GB/T 28043-2011《利用实验室间比对进行能力验证的统计方法》的要求，按下式计算Z 值进行评价：

式中：x 为参加实验室的检测结果；X 为能力验证样品的指定值；σ 为能力评定标准差。

对检测能力验证结果，采用稳健技术进行处理和评价，以各实验室给出的结果x 为检测结果，以参加者结果公议值作为检测项目的指定值，由经验预期值确定能力评定标准差。

实验室结果评价原则为：

|Z|≤2 时，实验室结果满意；

2 ＜|Z|＜3 时，实验室结果有问题；

|Z|≥3 时，实验室结果离群或不满意。

4 结束语

本文从样品选定、测试方案、数据处理等方面探讨了进行摩托车金属载体催化转化器贵金属含量检测能力验证活动的基本方法。在参加实验室较少的情况下，所述方法可以用于行业内的实验室间比对。