Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Неразрушающий контроль и испытания как один из видов оценки соответствия 14
1.1. Специфика неразрушающего контроля и законодательные аспекты 14
1.2. Анализ зарубежного опыта оценки соответствия в области неразрушающего контроля 21
1.2.1. Сертификация, испытания и аккредитация во Франции 21
1.2.2. Сертификация в Японии 23
1.2.3. Сертификация в США 24
1.2.4. Австралийская система аккредитации испытательных лабораторий 26
1.2.5. Сертификация и аккредитация в Германии 26
1.2.6. Сертификация в скандинавских странах 30
Глава 2. Общие требования к системе обеспечения единства измерений в области неразрушающего контроля и испытаний 35
2.1.Концепция развития стандартизации, метрологии и оценки соответствия в области неразрушающего контроля 35
2.2.Общие требования и проблемы обеспечения единства измерений в области неразрушающего контроля 46
2.3. Состояние нормативно-технической, поверочной и калибровочной базы НК и испытаний и требования к ней 63
Глава 3. Нормативно-техническая база системы обеспечения качества 78
3.1.Система аккредитации лабораторий неразрушающего контроля (САЛНК) 78
3.1.1. Организационная структура САЛНК 79
3.1.2. Общие требования к органу по аккредитации ЛНК и порядок его аккредитации 84
4 3.1.3. Порядок проведения аккредитации ЛНК 88
3.1.4. Требования к ЛНК 92
3.1.5. Реестр Системы аккредитации ЛНК 101
3.1.6. Требования к экспертам-аудиторам 102
3.2. Система сертификации персонала в области неразрушающего контроля (ССПНК) 105
3.2.1. Организационная структура ССПНК 106
3.2.2. Порядок проведения сертификации персонала 111
3.2.3. Порядок утверждения Уполномоченных органов по сертификации персонала 112
3.2.4. Порядок утверждения Экзаменационных центров по сертификации персонала 114
3.2.5. Порядок ведения Реестра Системы 116
3.2.6. Положение об экзаменаторах и экспертах 118
3.3.Система сертификации средств неразрушающего контроля (ССПНК) 121
Глава 4. Оптические методы и средства испытаний и неразрушающего контроля 129
4.1. Аналитический обзор современных оптических методов и средств НК и диагностики 129
4.2.Методика и установка для измерения в целях ИНК светотехнических характеристик световозвращателей механических транспортных средств и световозвращающих материалов дорожных знаков 149
4.2.1. Методика измерений 149
4.2.2. Измерительная установка 152
4.3.Методика и установка для УФ люминесцентной дефектоскопии 156
4.4.Состояние и проблемы обеспечения единства атомно-спектральных измерений для испытания продукции 159
4.4.1. Состояние измерений и проблемные вопросы 159
4.4.2. Атомно - абсорбционный спектрометр "KBAHT-Z. ЭТА" 162
4.4.3. Государственные стандартные образцы состава растворов ионов металлов, методика и аппаратура их аттестации методом пламенной атомно-абсорбционной спектрофотометрии 176
Заключение 189
Литература 191
- Сертификация и аккредитация в Германии
- Состояние нормативно-технической, поверочной и калибровочной базы НК и испытаний и требования к ней
- Требования к ЛНК
- Аналитический обзор современных оптических методов и средств НК и диагностики
Введение к работе
Актуальность работы. Основой экономической политики любого государства и перспективного планирования экономики на каждом этапе его жизнедеятельности является зашита интересов общества, создающего средства производства и предметы потребления, а значит - стремление к всемерному повышению технического уровня и качества как совокупности свойств и характеристик продукции и услуг, которые придают им способность удовлетворять установленные или предполагаемые потребности [стандарт ИСО 8402-94].
Самыми распространенными способами определения качества, работоспособности и безаварийности особо ответственных объектов (атомная и тепловая энергетика, нефте- и газодобывающая отрасли, машиностроение, авиационная и космическая техника, транспорт, строительство, металлургия и т.д.) являются неразрушаюшие методы контроля и диагностики.
Под контролем, являющимся одним из основных процессов, осуществляемых с помощью информационно' измерительной техники, понимаются действия, включающие проведение измерений, экспертизы, испытаний или оценки, одной или нескольких характеристик (с целью калибровки) продукции или услуги и сравнение полученных результатов с устаяовленными требованиями с целью определения соответствия [стандарт ИСО 8402-94].
Критерием оценки эффективности контроля, аналогично измерению, служит качество контроля. Если под качеством измерений следует понимать . совокупность свойств состояния измерений (точность результатов измерений, сходимость, воспроизводимость, быстрота получения результатов, единство измерений), обуславливающих получение результатов измерений с требуемыми погрешностями, в необходимом виде и в установленный срок, то качество контроля необходимо дополнительно характеризовать таким свойством, как надежность контроля, т.е.-оптимум специфических ошибок -ошибок первого рода («риска поставщика») или ложной тревоги, определяющих вероятность отнесения годных объектов контроля к негодным, и ошибок второго рода («риска потребителя»), при наличии котооых негодные изделия классифицируются как годные. В связи с этим возникает задача повышения точности и достоверности результатов неразрушающих испытаний и контроля, которая предполагает не только создание высокоточных приборов и достоверных методик контроля, но и создание гармонизированной всеобъемлющей нормативной базы, обеспечения единства измерений, аккредитации лабораторий неразрушающего контроля, подготовки и сертификации квалифицированного персонала.
Решению этой актуальной задачи посвящена данная работа, в которой предлагается система обеспечения качества неразрушающего контроля, а также разработка и теоретическое обоснование функциональной схемы информационно-измерительной системы, учитывающей специфику
исследуемых процессов или полей, возникающих при проведении неразрушаюшего контроля.
Целью работы является разработка научных, научно-методических и организационных основ СИСТЕМЫ обеспечения точности и достоверности результатов неразрушаюшего контроля при испытаниях и в процессе эксплуатации объектов.
Научная новизна диссертационной работы.
В работе впервые получены следующие новые научные результаты:
1. Разработана Концепция развития стандартизации, метрологии и
оценки соответствия в области неразрушаюшего контроля, в рамках которой:
систематизированы данные, характеризующие методы НК в цепочке «измерения-испытания-контроль» в сопоставлении с целью, критериями качества и обеспечения единства измерений;
изучена взаимосвязь НК со стандартизацией, метрологией, сертификацией и аккредитацией.
2. Сформулированы и проанализированы общие требования к проблеме
обеспечения единства измерений в области НК.
3. Проведено теоретическое исследование с использованием аппарата
теории множеств проблемы анализа и синтеза входного измерительного канала
типового средства НК и технического диагностирования как статистической
измерительной системы (СИС) и доказана необходимость формирования
тщательно подобранного банка классифицированных входных воздействий,
используемого для калибровки средств ИНК.
-
Разработана функциональная схема статистической измерительной системы, включающей устройства синтеза стандартных процессов, классификатор признаков процесса или поля, классификатор оценок, вычислитель оценок, компаратор и устройство представления результатов измерений.
-
Установлена и оценена функциональная связь вероятностей ошибок 1-го и 2-го рода с погрешностями при проведении измерительного, измерительно-преобразовательного и допускового контроля.
6. Выполнен анализ состояния нормативно-технической, поверочной
и калибровочной базы НК и испытаний, сформулированы требования к ней.
Практическая значимость работы.
1. Разработана Концепция развития стандартизации, метрологии и оценки
соответствия в области неразрушаюшего контроля, являющаяся основой
требований к Системе повышения точности и достоверности результатов
испытаний и контроля неразрушающими методами.
2. Разработана метрологическая инфраструктура, обеспечивающая
единство измерений в области неразрушаюшего контроля и определяющая
качество результатов испытаний и контроля неразрушающими методами.
3. Разработана и принята Госстандартом России Система обеспечения
качества неразрушаюшего контроля, состоящая из подсистем аккредитации
лабораторий неразрушаюшего контроля (ЛНК), сертификации персонала в
области неразрушающего контроля (ПНК) и сертификации средств неразрушающего контроля (СНК). Указанные системы внедрены в Министерстве путей сообщения в качестве подсистем.
4. Разработанные на основе изложенного системного подхода и внедренные во ВНИИОФИ методики и установки для измерения в целях измерительного неразрушающего контроля (ИНК) светотехнических характеристик световозвращателей механических транспортных средств и световозвращаюшнх материалов дорожных знаков, методика и установка для УФ люминесцентной дефектоскопии, стандартные образцы состава являются неотъемлемой частью системы обеспечения единства измерений при испытаниях и сертификации соответствия элементов и материалов, способствующих повышению безопасности дорожного движения, надежности металлоконструкций и изделий из них.
Реализация работы. Созданы нормативные документы Системы аккредитации лабораторий неразрушающего контроля (приказ Госстандарта России №282 от 16.09.1996г.); нормативные документы Системы сертификации персонала в области неразрушающего контроля (рег.№ РОСС RU.0001.04 ЮА00 от 17.06.1997 г.); аккредитован один орган по аккредитации лабораторий неразрушающего контроля и аккредитовано 47 лабораторий неразрушающего контроля различных отраслей промышленности; утверждено 18 уполномоченных органов по сертификации персонала в области неразрушающего контроля; подготовлено 18 экспертов по аккредитации лабораторий неразрушающего контроля.
Апробация работы.
Результаты исследования и основные положения работы докладывались и
получили одобрение на 12 отечественных и международных конгрессах,^
конференциях, симпозиумах и семинарах: 23-rd International Congress on High-
Speed Photography and Photonics, Moscow, 20-25.09.1998; 1-м Всероссийском
научно-техническом семинаре «Метрологическое обеспечение в области
неразрушающего контроля», Москва, 1999; 15-й Петербургской конференции
«Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций», 1995; 16-й
Петербургской конференции «Ультразвуковая дефектоскопия
металлоконструкций. Информационная достоверность», 1998; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Проблемы сертификации и управления качеством», октябрь 1997; Научно-технической конференции «Метрологическое обеспечение учета энергетических ресурсов», Москва, 1998; 3-ей научно-технической конференции «Метрологическое обеспечение народного хозяйства России», Москва, ноябрь 1997; 14-й Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика», Москва, июнь 1996; 15-й Всероссийской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика», Москва, июнь 1999; Международной конференции NEWRAD, октябрь, 1999.
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 14 работ.
Структура и объем работы.
Сертификация и аккредитация в Германии
Наиболее совершенной диссертанту представляется немецкая система сертификации. Ее правовой базой служат законы в области охраны здоровья и жизни населения, защиты окружающей среды, безопасности труда, экономии ресурсов, защиты интересов потребителей. С 1990 г. в стране действует Закон об ответственности за изготовление недоброкачественной продукции, гармонизованный с законодательством стран-членов ЕС и служащий законодательной базой для сертификации в рамках единого рынка [58, 61].
В Германии действует Общенациональная система сертификации, включающая несколько систем сертификации, представленных на рис. 1.2.
Практическую работу по сертификации систем качества в Германии ведет Общество по сертификации систем качества (DQS), созданное еще до выхода в свет стандартов ИСО серии 9000. Это некоммерческая организация, которая осуществляет оценку систем качества и выдает сертификат и лицензию на использование знака соответствия, аккредитует организации на право проведения сертификации систем качества от имени DQS, обучает инспекторов, представляет Германию в международных организациях в рамках своей компетенции. С 1989 г. работы по сертификации систем качества регламентирует TUV CERT - организация, которая официально зарегистрирована на европейском уровне и ее деятельность основана на стандартах ИСО серии 9000.
Работой по аккредитации в Германии руководит Немецкий совет по аккредитации (DAR), который занимается аккредитацией в регламентируемых законодательством областях. В нерегламентируемой сфере эти функции выполняет Головное общество по аккредитации (TGA). Аккредитация испытательных лабораторий и органов по сертификации проводится в соответствии с европейскими стандартами EN серии 45000 [62].
Немецкая система аккредитации заслуживает более детального рассмотрения. Она исходит из следующих принципов:
1. Для построения немецкой системы аккредитации используется почти столетний опыт немецкой промышленности, учреждений и организаций по утверждению испытательных лабораторий, обществ по осуществлению надзора и органов по сертификации.
2. Немецкая система аккредитации построена по секторному принципу. Органы по сертификации в своей деятельности опираются на высокую профессиональную компетентность государственных и частных исследовательских институтов и лабораторий, государственных служб по испытанию материалов, промышленных союзов, а также на большое число приведенных к присяге экспертов.
3. При проведении аккредитации немецкая система аккредитации преследует прежде всего цель:
- повысить и подтвердить качество и профессиональную компетентность немецких лабораторий и органов по сертификации и тем самым
- обеспечить конкурентоспособность и признание немецкой продукции на европейских и международных рынках.
4. Взаимное признание аккредитации результатов испытаний и сертификатов в Европе должно быть достигнуто в результате тесного сотрудничества специалистов в европейских и международных комиссиях в специальных областях.
DAR (Германский аккредитационный совет) был основан в марте 1991 г. Это рабочая группа, выполняющая координационные функции. DAR состоит в равных долях из представителей регулируемой области (или государственных органов по аккредитации) и представителей добровольной области. Кроме того, в состав DAR входят также по одному представителю BMWi (Германское Федеральное Министерство Экономики), ВМА (Германское Федеральное Министерство Труда и Социальных Вопросов) и DIN (Германский институт по стандартизации).
Задачами DAR являются:
- координация осуществляемой в Германии деятельности в области аккредитации испытательных и калибровочных лабораторий, органов по сертификации и надзорных органов для всех регулируемых и добровольных областей;
- регистрация аккредитаций и утверждений;
- представление интересов германской стороны, связанных с аккредитацией и утверждением в национальных, европейских и международных организациях.
В целях обеспечения наилучшей координации работ в DAR образованы следующие комиссии:
DAR-AZ - по сотрудничеству между регулируемой и добровольной областями;
DAR-ABT - по обучению экспертов;
DAR-AIZ - по международному сотрудничеству.
Резолюции DAR имеют рекомендательный характер и принимаются, по возможности, на основе консенсуса. DAR, как координационный орган, сам не проводит аккредитацию.
DAR рекомендует своим членам общую схему проведения процедуры аккредитации, представленную на рис. 1.3.
Экспертами могут быть только те лица, которые удовлетворяют требованиям стандарта DIN EN 45002/7.1. Органы по аккредитации, представленные в DAR, гарантируют, что их эксперты имеют соответствующие образование и квалификацию.
Основными критериями для самостоятельной деятельности в качестве технического эксперта по аккредитации являются:
- профессиональная компетентность и опыт работы в области, в которой проводится экспертиза;
- знание процедуры обеспечения качества, а также процедуры аккредитации и экспертизы;
- опыт работы по экспертизе лабораторий в области, соответствующей компетенции;
участие в курсах обучения для периодического повышения квалификации.
Состояние нормативно-технической, поверочной и калибровочной базы НК и испытаний и требования к ней
На сегодняшний день нормативно-техническая база обеспечения единства измерений в области неразрушающего контроля недостаточно полна или рассредоточена по различным областям промышленности в виде инструкций, предписаний и др. нормативных документов на поверку. Методики поверки в виде ГОСТ имеются только на ультразвуковые дефектоскопы (ГОСТ 23667-85), ультразвуковые толщиномеры (ГОСТ 8.495-83), толщиномеры покрытий (ГОСТ 8.592-84), электромагнитные дефектоскопы (ГОСТ 8.273-78), радиационные толщиномеры (ГОСТ 8.112-74), структуроскопы (ГОСТ 8.518-84), рентгенорадиометрические дефектоскопы (ГОСТ 8.452-82), многие из указанных ГОСТ отменены и уже отстали от уровня используемых приборов, т.к. в настоящее время рынок насыщен импортными автоматизированными приборами ведущих фирм мира, а имеющиеся методики поверки во многих случаях являются довольно громоздкими, трудоемкими и не могут полностью охватить контроль всех характеристик приборов. Кроме того, все больше стали находить применение феррозондовые, акусто-эмиссионные приборы, приборы для оптических методов контроля, методик поверки на которые в ранге государственных стандартов не существовало.
В соответствии с межгосударственной программой в первую очередь будут перерабатываться стандарты по поверке ультразвуковых дефектоскопов и толщиномеров, т.к. в основных отраслях промышленности (железнодорожный транспорт, нефтегазовая, энергетическая) превалируют акустические методы контроля. Эти методы поверки должны быть автоматизированными, эффективными и достоверными. В области создания методов поверки, методик поверки и методик выполнения измерений и контроля в области ультразвукового неразрушающего контроля ВНИИОФИ, как головной институт в области неразрушающего контроля, работает совместно с НПО «Дальстандарт», ВНИИМС, ВНИИФТРИ, УНИИМ, ЦНИИТМАШ, ВНИИН, ООО «НПЦ ЭХО+» и другими организациями не только в России, но и в СНГ. Переработка стандартов по поверке ультразвуковых приборов неизбежно приведет к изменению не только поверочных схем, но и к разработке нового поколения эталонных приборов, которые позволят проводить поверку ультразвуковых дефектоскопов при помощи автоматизированных установок. Интерес в этом направлении представляют «Система калибровки пьезоэлектрических преобразователей «Авгур 4.4» (разработка 000 «НПЦ ЭХО+», ГР № 16900-97), а также Ультразвуковой измерительный комплекс для поверки ультразвуковых эталонов и преобразователей, ультразвуковых дефектоскопов и толщиномеров (разработка ИЦ «Физприбор» УроРАН, г.Екатеринбург) и прибор для технической диагностики ультразвуковых дефектоскопов (разработка НПФ «EPSOL», г.Кишинев).
Развитие магнитных методов неразрушающего контроля (в том числе вихретоковых и феррозондовых) привело к необходимости создания поверочных средств контроля по магнитным характеристикам и разработки методик поверки вихретоковых и феррозондовых дефектоскопов. Эта работа планируется в настоящее время к проведению ВНИИОФИ совместно с ТОО «Микроакустика», который является основным разработчиком феррозондовых средств контроля железнодорожного транспорта. Также в настоящее время ВНИИОФИ разрабатывается концепция создания поверочной схемы для магнитных и вихретоковых средств измерений неразрушающего контроля.
В части обеспечения единства измерений в оптических методах контроля в настоящее время существуют методики поверки на отдельные виды приборов (тепловизоров, пирометров, рефрактометров, колориметров, нефелометров, полярископов-поляриметров и др.).
В радиографических методах контроля обеспечение единства измерений, в основном, зависит от параметров используемых денситометров, поверка которых проводится по ГОСТ 8.500-84.
Однако именно здесь уместно отметить ряд особенностей научно-методической базы обеспечения единства измерений при использовании оптико-физических методов неразрушающего контроля и технического диагностирования (ОЕИ ОФМ НК и ТД). Как упоминалось в предыдущем параграфе, в настоящее время из-за отсутствия в Российской Федерации завершенной законодательной системы в области аккредитации, а также несовершенства системы обеспечения единства всей цепочки «измерение-испытания-контроль» в целом, и в частности, в области ОЕИ ОФМ НК и ТД, сложилась непростая ситуация. С одной стороны, средства НК, стандартные образцы, меры, эталоны подлежат поверке или калибровке. Однако системой ГСИ в ранге ГОСТов разработка, аттестация и стандартизация в области научно-методического обеспечения контроля не определена, как это сделано, например, в области количественного химического анализа и аттестации методик выполнения измерений по ГОСТ 8.563. Это приводит к тому, что несмотря на наличие законодательных основ и требований к ОЕИ ОФМ НК и ТД по обеспечению достоверности контроля на базе метрологических характеристик, практически отсутствуют аттестованные методики как НТД уровня ГОСТов.
Действительно, МИ 1317-86 «Методические указания. Государственная система обеспечения единства измерений. Результаты и характеристики погрепшости измерений. Формы представления. Способы использования при испытаниях образцов продукции и контроле их параметров» дает определения и математическое обоснование показателей достоверности контроля, но определения МИ 1317-86 относятся только к измерительному контролю, т.е. к тому виду контроля, при котором получают результат измерения некоторого параметра образца продукции и сравнивают полученный результат с приемочным значением (в МИ 1317-86 применяется термин «граница поля контрольного допуска»). Но во многих случаях при неразрушающем контроле результата измерения не получают; средство контроля выдает результат контроля в бинарной форме («годен/ не годен», «обнаружен/ не обнаружен», «больше или меньше» и т.д.). Таким образом, с формальной точки зрения, если нет измерения, то нет и метрологических характеристик, а следовательно, нет и метрологических задач: аттестация МВИ, поверка, калибровка СНК. Однако, хотя результата измерения и нет, но раз есть результат контроля, то есть и достоверность контроля, и именно показатели достоверности контроля могут и должны быть предметом обеспечения единства измерений при неразрушающем контроле.
Второй возникающий вопрос связан с тем, а надо ли регламентировать и аттестовывать методики контроля. Может быть, достаточно того, что будут поверены (калиброваны) средства контроля. На наш взгляд, ситуация аналогична ситуации с методиками выполнения измерений (МВИ). Если при измерениях значима составляющая погрешности, обусловленная причинами, не связанными прямо с метрологическими характеристиками средства измерений («методическая составляющая погрешности»), то регламентирование и аттестация МВИ является обязательной. Так должно быть и с неразрушающим контролем. Если на показатели достоверности контроля значимо влияют факторы, обусловленные методическими и технологическими причинами, то методика контроля должна подлежать аттестации.
В данной работе создание научно-методических документов предлагается осуществлять с учетом особенностей структуры погрешностей ОФМ НК. В нашем случае особенность структуры погрешностей при выполнении операций контроля состоит в том, что достоверность результатов контроля в общем виде определяется тремя факторами:
- погрешностью измерения контролируемого параметра;
- погрешностью измерения параметров, определяющих режимы контроля;
- зависимостями свойств контролируемого объекта от влияния технологических факторов (допусков) на параметры объекта контроля.
В зависимости от весовых коэффициентов этих трех факторов, разработку и аттестацию методик контроля предлагается осуществлять для трех видов контроля:
- измерительный контроль;
- измерительно-преобразовательный контроль;
- допусковый контроль.
Требования к ЛНК
Требования к лабораториям НК дифференцируются в зависимости от количества видов контролируемой продукции, применяемых видов неразрушающего контроля и технической диагностики и числа работающих в лаборатории сотрудников.
Устанавливается 3 категории лабораторий НК:
1 - лаборатория, контролирующая продукцию (объекты) (в т.ч. в полевых условиях), использующая не менее четырех методов контроля и имеющая самостоятельные филиалы, подчиненные центральной лаборатории. Лаборатория этой категории может быть аккредитована при условии аккредитации всех ее филиалов;
2 - лаборатории, контролирующие более двух видов продукции (объектов), использующие не менее трех методов контроля и имеющие численность не менее 4-х человек;
3 - лаборатории, контролирующие один вид продукции (объекта), использующие не менее двух методов НК и имеющие численность не менее двух человек.
Основным правовым документом лабораторий НК всех категорий является Положение о лаборатории, в котором должны быть определены:
- общие цели и задачи лаборатории;
- структура лаборатории, порядок взаимодействия структурных подразделений;
- права, обязанности, функции, ответственность структурных подразделений и штатных работников лабораторий;
- перечень закрепленных за лабораторией видов (методов) неразрушающего контроля и других видов испытаний;
- перечень видов (типов) объектов, контролируемых в лаборатории.
Статус, административная подчиненность и структура лаборатории должны обеспечивать ее независимость и объективность результатов испытаний и контроля, исключать возможность какого- либо давления на ее персонал с целью влияния на результаты проводимых работ.
Если лаборатория не имеет статуса юридического лица (является структурным подразделением предприятия), то для обеспечения условий ее независимости и объективности результатов проводимых ею работ она должна быть административно подчинена непосредственно высшему должностному лицу на предприятии, отвечающему за качество (директору, зам. директора по качеству, главному инженеру) и выполнять функции службы технического надзора (отдела технического контроля) на предприятии.
Сотрудники лаборатории, проводящие работы по контролю и испытаниям закрепленных за лабораторией объектов,, не должны быть административно и экономически зависимы от руководителей производственных подразделений предприятия.
Лаборатория должна иметь:
- организационную схему, определяющую структуру лаборатории, позволяющую выполнять ей свои технические функции;
- постоянный штат сотрудников, включая руководителя, полномочия и возможности которого должны обеспечивать выполнение возлагаемых обязанностей;
- специалистов, имеющих соответствующее образование, профессиональную подготовку, опыт, необходимые для выполнения возложенных на них обязанностей;
- ответственного за функционирование Системы качества;
- документированную систему внутреннего контроля достоверности и объективности результатов контроля
Все сведения о лаборатории отражаются в паспорте.
В лаборатории должна действовать разработанная и документированная Система обеспечения качества, соответствующая области деятельности, характеру и объему выполняемых работ. Документация Системы обеспечения качества оформляется в виде Руководства по качеству, которое систематически уточняется (актуализируется). Актуализация руководства по качеству возлагается на руководителя или сотрудника, ответственного за Систему качества и ее функционирование.
Для лаборатории третьей категории допускается вместо Руководства по качеству ввести в Положение о лаборатории раздел "Система обеспечения качества работ".
Руководство по качеству и связанные с ним другие документы должны устанавливать:
- политику в области качества, осуществляемую руководством лаборатории;
- ответственность руководства;
- организационную структуру лаборатории, ее место в организации, в состав которой она входит;
- процедуры учета, контроля и использования документации;
- порядок хранения и эксплуатации оборудования лаборатории;
- метрологическое обеспечение;
- порядок ведения архива результатов контроля и нормативно-технической документации;
- порядок проведения внутреннего и внешнего аудита;
- процедуры рассмотрения претензий (рекламаций);
- повышение квалификации персонала;
- порядок работы с подрядными организациями.
Руководство по качеству и связанные с ним другие документы должны содержать следующую информацию:
- общие сведения о лаборатории;
- описание деятельности руководящего персонала и сотрудников, распределение их функциональных обязанностей согласно должностным инструкциям;
- область деятельности лаборатории по контролю;
- ссылки на методики контроля, инструкции и другие нормативные документы, используемые при контроле;
- описание средств и методов обеспечения конфиденциальности информации о результатах контроля для сторонних организаций;
- данные о численном составе, образовании и уровне квалификации персонала лаборатории;
- данные об оснащенности средствами контроля, необходимыми для проведения работ в полном объеме, предусмотренном нормативными документами по контролю закрепленной за лабораторией номенклатуры объектов;
- описание порядка эксплуатации средств измерений, их технического и метрологического обслуживания.
Деятельность лаборатории через определенные промежутки времени должна проверяться Органом по аккредитации.
Система обеспечения качества должна периодически анализироваться и рассматриваться ответственным сотрудником и руководством лаборатории с целью ее оценки на соответствие политике в области качества и актуализации.
Лаборатория должна быть оснащена собственным оборудованием для обеспечения выполнения работ по неразрушающему контролю, испытаниям и технической диагностике.
Номенклатура технических средств, необходимых для выполнения работ по неразрушающему контролю и испытаниям, должна определяться действующей отраслевой нормативной документацией, распространяющейся на закрепленные за лабораторией виды контроля и испытаний и объекты контроля.
В случае, если в лаборатории нет собственного оборудования для проведения таких видов контроля, как4магнитопорошковая дефектоскопия, механические испытания, спектральный анализ, металлография, допускается использовать отдельные средства измерений и испытательное оборудование других предприятий. При этом используемые средства должны быть аттестованы или поверены в установленном порядке.
Лаборатория, имеющая в наличии радиационные средства контроля, должна отвечать требованиям ОСП 72/87, НРБ 76/87, ПБТРВ-73.
Аналитический обзор современных оптических методов и средств НК и диагностики
Оптический неразрушающий контроль (ОНК) основан на анализе взаимодействия оптического излучения (ОИ) с объектом контроля (ОК). Информативными параметрами ОИ являются пространственно-временные распределения его амплитуды, частоты, фазы, поляризации и степени когерентности. Для получения дефектоскопической информации используют изменение этих параметров при взаимодействии ОИ с ОК в соответствии с явлениями интерференции, дифракции, поляризации, преломления, отражения, поглощения, рассеяния, дисперсии света, а также изменение характеристик самого ОК под действием света в результате эффектов фотопроводимости, фотохромизма, люминесценции, электрооптических, механо-оптических (фотоупругость), магнитооптических, акусто-оптических и других явлений [42].
Основными информативными параметрами объектов оптического контроля являются их спектральные и интегральные фотометрические характеристики, которые в общем случае зависят от строения вещества, его температуры, физического (агрегатного) состояния, микрорельефа, угла падения излучения, степени его поляризации, длины волны.
К числу дефектов, обнаруживаемых неразрушающими оптическими методами, относятся пустоты (нарушения сплошности), расслоения, поры, трещины, включения инородных тел, внутренние напряжения, изменения структуры материалов и их физико-химических свойств, отклонения от заданной геометрической формы и т.д. [45].
С помощью оптических методов внутренние дефекты выявляются только в изделиях из материалов, прозрачных в оптической области спектра.
Использование оптического излучения как носителя информации перспективно. Электромагнитное поле по природе многомерно, что позволяет вести многоканальную (многомерную) обработку информации одним устройством с большой скоростью, определяемой скоростью света в данной среде.
Основные области применения оптических методов приведены в табл. 4.1. Особенно перспективно использование резонансных эффектов взаимодействия ОИ с ОК, в том числе нелинейных, основанных на использовании сверхмощного лазерного излучения [18].
Последующий материал обзора заимствован и частично обработан автором из современного справочника по неразрушающему контролю и диагностике [18].
Структурная схема оптических приборов контроля (ОПК) содержит осветитель, приемник излучения, устройство механического сканирования объекта и блок обработки сигналов и управления (ПЭВМ, микропроцессор и т.д.) [43,46,48].
Осветитель состоит из источника света с блоком питания и необходимых для реализации конкретного режима освещения оптических элементов (конденсоры, светофильтры, модуляторы, растры, диффузоры, дефлекторы, объективы, поляроиды, световоды и т.д.).
При работе в отраженном излучении (или при комбинированном освещении) осветитель располагается по одну сторону с приемником излучения относительно объекта контроля.
В обоих случаях контроль может производиться, в зависимости от конкретной задачи и специфики объекта, при освещении по методам темного или светлого поля, в различных спектральных диапазонах (УФ, ИК, ВИ), в поляризованном или естественном свете, при стационарном, модулированном или импульсном режиме излучения источника. Различают также освещение источниками направленного (лазер, коллиматор) и диффузного (лампа с диффузором) излучения [44].
Анализатор изображения (телевизионная камера, фотодиодный датчик и т.п.) состоит из оптической системы и фотодетектора. Оптическая система включает обычно объектив для фокусировки изображения объекта на фотоприемник или преобразователь изображения, а также вспомогательные элементы (фильтры, дефлекторы или сканаторы, модуляторы, световоды и т.п.), аналогичные упомянутым выше при анализе схемы осветителя.
Приведем краткие сведения об основных элементах структурных схем ОПК.
Источники света по физическим принципам действия могут быть разделены на газоразрядные, тепловые, люминесцентные и лазерные [37].
В газоразрядных источниках (ГИ) высокого и низкого давления используется эффект свечения газов при электрическом разряде. Для них характерна высокая яркость (106 — 108 кд/м2), способность работать в модулированном и непрерывном режимах, причем модуляция осуществляется по цепи питания лампы. Индикатриса излучения ГИ близка к сферической, размеры излучаемой области 0,1 — 1,0 мм. Спектр излучения ГИ обычно линейчатый или смешанный (отдельные интенсивные линии на фоне непрерывного спектра). Спектр ксеноновых ламп близок к солнечному. ГИ находят применение в стробоскопических осветителях, при люминесцентном контроле и в качестве мощных источников ИК- и УФ-излучения для длин волн 0,25 — 2 мкм.
Тепловые источники (ТИ) — лампы накаливания — наиболее употребительны. В основе их действия лежат законы теплового излучения. Спектр ТИ близок к спектру абсолютно черного тела (АЧТ); при соответствующей температуре имеет непрерывный характер. Длина волны максимума спектральной плотности излучения определяется законом Вина X = 3000Т(К), где Т — температура лампы (Т = 3000К для ламп накаливания).
По яркости ТИ уступают ГИ. Их модуляция по цепи питания возможна только при низких частотах (1 — 10 Гц) вследствие инерции нити накала.
Мощным источником ИК-излучения в диапазоне длин волн 0,3 — 3,0 мкм являются галогенные лампы накаливания. Индикатриса излучения ТИ близка к сферической, их яркость составляет от 10 до 10 кд/м . Недостаток ТИ — инерционность, изменение спектра излучения при колебаниях напряжения питания, высокая температура нити накала, достоинство — широкий спектральный диапазон, который легко перестраивается, надежность, большая световая мощность (до 10б лм).
Действие люминесцентных источников (ЛИ) основано на эффекте электро- или катодолюминесценции. Наиболее известны такие ЛИ, как светодиоды (СД) и электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). СД имеют высокий КПД, малые габариты, модулируются по цепи питания до частот 1 — 5 МГц, обладают линейной зависимостью яркости от тока накала. Спектр СД близок к линейчатому (монохроматичен). Основные области излучения СД — зеленая, желтая, красная и ИК (0,9 мкм). Индикатриса излучения СД — полусферическая или направленная (угоА раскрыва 30 — 60). Создан СД с перестройкой спектра излучения от цепи питания. Яркость СД невелика (1 — 100 кд/ м ). В настоящее время освоен выпуск линеек и матриц на основе СД с числом элементов до 1024.
ЭЛТ применяют в основном в системах бегущего луча в устройствах анализа фотоснимков и в телевизионных микроскопах. Для них характерны высокое быстродействие, большая информационная емкость (до 106 элементов на растр). Недостаток ЭЛТ — невысокая яркость (10 — 10 кд/м ), сложность системы электронной развертки, большая дисторсия.
Лазерные источники (ЛИ) наиболее перспективны. Число типов, выпускаемых серийно, составляет многие десятки. Диапазон длин волн их излучения охватывает УФ, ВИ и ИК диапазоны области спектра. Мощность излучения лазеров колеблется от 0,1 мВт до 10 Вт. Расходимость луча составляет 1 — 10 угловых минут. По временным характеристикам выделяют импульсные лазеры (длительность импульса 10"6 — 10 9 с при скважности 0,01 — 10 с) и непрерывные. Среди импульсных наиболее широко применяют лазер на иттрий-алюминиевом гранате (ИАГ), неодимовом стекле, углекислом газе, некоторых жидких красителях (родамин и др.). Малогабаритные лазерные диоды модулируются до частот 109 Гц. Среди лазеров непрерывного типа наиболее широко в дефектоскопии применяют гелий-неоновые (красный цвет излучения, X = 0,63 мкм, мощность 1—20 мВт), отличающиеся большой долговечностью (до 10 000 ч), гелий-кадмиевые (синее излучение, X = 0,415 мкм, мощность 1—40 мВт), аргоновые (зеленое излучение, X = 0,46 — 0,51 мкм, мощность 1—2 Вт). Сверхмощные (до 1 кВт) лазеры на СОг (X = 10,6 мкм) и на СО (X = 5,5 мкм) находят применение в устройствах нагрева объектов.
Техника безопасности при работе с лазерами включает обычные мероприятия, необходимые при работе с электрическими установками, в том числе высоковольтными. Специфичной является необходимость защиты глаз от прямого попадания излучения. Для этого персонал должен при включении лазеров надевать очки со стеклами, поглощающими излучение соответствующих длин волн.