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無損檢測儀器控制校準與驗證的必要性

無損檢測就是Non Destructive Testing，縮寫是NDT（或NDE，non-destructive examination），也叫無損探傷，儀器校驗是在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下，采用射線、超聲、紅外、電磁等原理技術并結合儀器對材料、零件、設備進行缺陷、化學、物理參數檢測的技術。常見的如超聲波檢測焊縫中的裂紋。中國機械工程學會無損檢測學會是中國無損檢測學術組織，TC56是其標準化機構。

無損檢測是工業發展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一個國家的工業發展水平，其重要性已得到公認。中國在1978年11月成立了全國性的無損檢測學術組織——中國機械工程學會無損檢測分會。儀器計量此外，冶金、電力、石油化工、船舶、宇航、核能等行業還成立了各自的無損檢測學會或協會；部分省、自治區、直轄市和地級市成立了省（市）級、地市級無損檢測學會或協會；東北、華東、西南等區域還各自成立了區域性的無損檢測學會或協會。在無損檢測的基礎理論研究和儀器設備開發方面，中國與世界先進國家之間仍有較大的差距，特別是在紅外、聲發射等高新技術檢測設備方面更是如此。

常用的無損檢測方法：渦流檢測(ECT）、射線照相檢驗（RT）、超聲檢測(UT）、磁粉檢測(MT）和液體滲透檢測(PT) 五種。其他無損檢測方法：聲發射檢測（AE）、熱像/紅外（TIR）、泄漏試驗（LT）、交流場測量技術（ACFMT）、漏磁檢驗（MFL）、遠場測試檢測方法（RFT）、超聲波衍射時差法（TOFD）等。

佛山計量院無損檢測是利用物質的聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷大小，位置，性質和數量等信息。與破壞性檢測相比，無損檢測有以下特點。第一是具有非破壞性，因為它在做檢測時不會損害被檢測對象的使用性能；第二具有全面性，由于檢測是非破壞性，因此必要時可對被檢測對象進行100%的全面檢測，這是破壞性檢測辦不到的；第三具有全程性，破壞性檢測一般只適用于對原材料進行檢測，如機械工程中普遍采用的拉伸、壓縮、彎曲等，破壞性檢驗都是針對制造用原材料進行的，對于產成品和在用品，除非不準備讓其繼續服役，否則是不能進行破壞性檢測的，而無損檢測因不損壞被檢測對象的使用性能。所以，它不僅可對制造用原材料，各中間工藝環節、直至最終產成品進行全程檢測，也可對服役中的設備進行檢測。

無損檢查目視檢測范圍：1、焊縫表面缺陷檢查。檢查焊縫表面裂紋、未焊透及焊漏等焊接質量。2、狀態檢查。檢查表面裂紋、起皮、拉線、劃痕、凹坑、凸起、斑點、腐蝕等缺陷。3、內腔檢查。當某些產品(如蝸輪泵、發動機等)工作后，按技術要求規定的項目進行內窺檢測。4、裝配檢查。當有要求和需要時，使用同三維工業視頻內窺鏡對裝配質量進行檢查;裝配或某一工序完成后，檢查各零部組件裝配位置是否符合圖樣或技術條件的要求;是否存在裝配缺陷。5、多余物檢查。檢查產品內腔殘余內屑，外來物等多余物。

一、無損檢測儀器控制的必要性

隨著檢測要求的不斷提高，無損檢測儀器已廣泛采用數字技術并已逐步進入測量領域，如對幾何量和材料特性參數的測量，有必要按照一定程序對儀器指標的持續穩定進行監視和控制，以提高檢測結果的可靠性。

無損檢測儀器的主要特性，如超聲探傷儀的水平和垂直線性、衰減器誤差，磁粉探傷機的電流表指示誤差等被稱之為儀器的計量特性。這些特性會隨著使用時間的延續而變化，而且這種變化可能導致檢測結果不確定性的增加。目前在實際工作中存在兩個問題:第一，很難要求儀器的使用者即無損檢測專業人員始終關注和記錄儀器計量特性的變化。因為這種變化需要專用儀器進行檢測，一般的無損檢測儀器使用部門不可能配備此類儀器。而且監測儀器計量特性變化的工作與正常的無損檢測工作有很大差別，無損檢測專業人員通常無法獨立完成。目前無損檢測人員大多采用標準試塊或樣品對檢測系統的部分特性進行校準。嚴格地說，這種校準僅是對檢測系統主要使用性能指標進行粗略的、簡單的評價，與專業校準實驗室按規范的要求用標準器進行的校準不同。第二，在專業校準實驗室對儀器進行校準之后，驗證這一重要環節往往被忽視了，甚至很多校準人員和儀器使用人員不知道還有驗證過程。無論這個環節是由校準人員還是儀器使用人員實施，將校準后獲得的儀器的計量特性與其使用所需的技術指標進行比較，最終確認儀器是否滿足使用要求，這樣才能達到我們控制儀器的目的。

為了降低無損檢測工作的風險，確保儀器的穩定性和復現性更高，使檢測結果更可靠，很有必要在整個檢測過程中關注儀器的控制過程，這是確保滿足檢測要求的重要環節之一。

二、無損檢測儀器的控制要求

在ISO9001標準7.6條款中對監視和測量裝置的控制規定了要求，包括確定滿足測量能力的儀器、在使用前或按周期對儀器進行校準并進行相應的標志、對儀器進行適當的調整等。

無損檢測儀器通常是根據產品標準、技術條件要求以及有關法律法規要求作為產品檢驗和測量的儀器被確定和使用的。計量校準校驗當用于提供幾何量(如缺陷尺寸、位置和壁厚、涂層厚度等數據)或進行(如電導率等材料特性)指標測量時，儀器的功能就含有了測量特性，盡管有些測量有時是間接和相對的。無損檢測儀器的主要特性指標，包括儀器的重復性、穩定性等是否滿足產品檢測的要求，決定了儀器能否提供所測量值等信息，并穩定顯示拒收水平，以使我們借助這些檢測結果做出正確判斷，進而達到控制被檢產品質量、提高產品符合性的目的。

無損檢測儀器并不都屬于測量儀器，有一部分僅用于產品質量的監視，它們并不需要進行儀器校準，對其控制的方式也不同于測量設備。此類儀器不在本文討論范圍內。

三、無損檢測儀器控制的實施過程

我們知道，在檢測過程中儀器、工作程序、環境條件和人員技能都可能影響檢測結果的可靠性，其中儀器及其計量特性是過程中最主要的影響因素，包括測量范圍、分辨力、誤差等計量特性對探傷或數據測量的不確定度產生的影響。對無損檢測儀器進行控制主要是實施計量確認，該過程是為確保儀器滿足預期使用要求進行的一組操作，目的是判別計量特性是否滿足測量過程的計量要求。

計量校準確認的主要內容之一是對儀器進行校準，給出儀器的示值誤差。重慶計量院校準的依據是校準規范或校準方法，應優先使用國際、國家發布的方法。此外，被公認的規范和方法以及儀器制造商提供的方法也可選用。計量檢測若上述方法均沒有，允許自行編制，形成文件并經確認后實行。對無損檢測儀器的校準目前存在兩大類方法:第一類是通過專用標準器等電子設備對儀器自身性能指標的校準，偏重于儀器的電氣性能指標；第二類是對整個檢測系統包括儀器、傳感器和使用條件的評價，它更注重系統配套后的實用工作性能指標。上述兩類方法的切入角度不同。儀器校準如果預期的使用要求需要對無損檢測儀器實施較為嚴格的控制，既要監視儀器指標的變化又要考慮整個檢測系統滿足要求時，上述兩類方法應相互結合應用，互為補充。通常超聲波探傷儀的控制反映了這兩類方法最典型的應用。對超聲波探傷儀進行校準時，第一類方法可參考采用JJG746、EN12668和ASTME1324等來發現儀器的性能變化，并應給出儀器的不確定度；而第二類方法可采用JB/T9214和ASTME317等。

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