CC BY
92
УДК 543.062:669.015
МЕЖЛАБОРАТОРНЫЕ СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Участие лабораторий в межлабораторных сравнительных испытаниях (МСИ) является наиболее объективным подтверждением их квалификации. В статье представлены данные по МСИ, ежегодно организуемым ЗАО «ИСО», а также международным МСИ в рамках Чешской национальной программы проверки квалификации (Proficiency tests - PT), в которых принимают участие российские аналитические лаборатории. Представлена информация по программам МСИ на 2013 г.
Participation of laboratories in interlaboratory comparison tests (ICT) is the most objective evidence of their qualification. The article presents the information on ICT, annually planned by the Institute and also on international ICT in the framework of Czech National Programme of Proficiency Tests, in which Russian analytical laboratories take part. The details of ICT Programmes for 2013 are provided.
Key words: CRM interlaboratory certification, interlaboratory experiment, ILE, certified reference material, interlaboratory comparison tests, MP, proficiency tests.
Ключевые слова: межлабораторная аттестация СО, межлабораторный эксперимент, МЛЭ, стандартный образец, межлабораторные сравнительные испытания, МСИ, проверка ква лификации лабораторий.
Степановских В. В.
Директор ЗАО «ИСО», канд. техн. наук 620057, г. Екатеринбург, ул. Ульяновская, 13а Тел.: (343) 228-18-88, факс: (343) 228-18-98 E-mail: v.stepanovskikh@icrm-ekb.ru
Колпакова Е. К.
Старший научный сотрудник Службы качества СО ЗАО «ИСО»
Комина И. Г.
За свою 50-летнюю историю ЗАО «ИСО» приобрел статус крупнейшего разработчика стандартных образцов материалов черной металлургии.
Номенклатура выпускаемых институтом государственных стандартных образцов (ГСО) включает широкий круг материалов: сталь; чугун; сплавы на никелевой
Старший научный сотрудник Метрологической службы ЗАО «ИСО»
и кобальтовой основе; рудные материалы; ферросплавы и лигатуры, шлаки, флюсы, огнеупоры, пыле-выбросы металлургических агрегатов.
В табл. 1 приведены данные о количестве выпущенных СО в 2008-2012 гг.
Таблица 1
Номенклатура СО, разработанных ЗАО «ИСО» в 2008-2012 гг.
Наименование материала СО Общее количество ГСО за год
2008 2009 2010 2011 2012
Сталь углеродистая и низколегированная
- для химического анализа (стружка) 2 2 7 3 1
- для спектрального анализа (монолит) 16 10 5 11 5
Сталь легированная
- для химического анализа (стружка) 1 1 1 1 1
- для спектрального анализа (монолит) 9 5 - 5 -
Окончание табл. 1
Наименование материала СО Общее количество ГСО за год
2008 2009 2010 2011 2012
Чугун
- для химического анализа (стружка) - 1 1 2 5
- для спектрального анализа (монолит) 4 11 4 - 11
Ферросплавы 3 1 2 - 5
Сплавы на никелевой основе
- для спектрального анализа (монолит) 3 - - 7 -
Сплавы прецизионные (стружка) - - - 3 -
Сырье черной и цветной металлургии: руды, концентраты, агломераты, окатыши, кокс (порошок) 2 3 4 3 -
Огнеупоры (порошок) - 1 - 1 -
Шлаки (порошок) 1 - - 1 -
Всего ГСО 41 35 24 37 28
В отсутствие эталона моля и достаточно надежных (и доступных) первичных методов химического анализа метод межлабораторной аттестации (межлабораторный эксперимент - МЛЭ) является наиболее приемлемым способом установления метрологических характеристик стандартных образцов. При установлении содержания элементов в таких сложных матрицах, как металлургические материалы, МЛЭ является единственным способом аттестации СО, применяемым в отечественной и мировой практике. Проведение измерений в ряде независимых квалифицированных лабораторий различными методами позволяет получить наиболее достоверную оценку значений аттестуемых характеристик СО.
В МЛЭ по аттестации разрабатываемых институтом СО ежегодно принимают участие до 90 аналитических лабораторий, в том числе лаборатории ведущих предприятий черной металлургии и машиностроительного комплекса России, Украины, Казахстана, Беларуси. Информация о количестве лабораторий, принимавших участие в МЛЭ в 2008-2012 гг., приведена в табл. 2.
Современные способы планирования и проведения МЛЭ позволяют по результатам эксперимента расширить круг решаемых задач. В первую очередь это проверка квалификации лабораторий как участников межлабораторных сравнительных испытаний (МСИ). В черной металлургии такой способ проверки квалификации
Таблица 2
Количество лабораторий, принимавших участие в МЛЭ в 2008-2012 гг.
Страны, принимавшие участие в МЛЭ Кол-во лабораторий, участвовавших в МЛЭ за год
2008 2009 2010 2011 2012
Российская Федерация 79 73 73 88 64
Украина 6 4 4 6 5
Республика Казахстан 4 6 6 3 3
Республика Беларусь - 1 1 - -
СегйАес! |^егепсе М^епак № 4, 2012
лабораторий был внедрен институтом в 1981 г. как внешний контроль качества работы аналитических лабораторий.
В настоящее время результаты участия лаборатории в МСИ и обобщенные данные по МСИ учитывают при проведении аккредитации и последующего инспекционного контроля аналитических лабораторий [1]. В частности, ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 [2] устанавливает участие лабораторий в МСИ в качестве обязательного требования при оценке компетентности лабораторий.
В 2004 г. ЗАО «ИСО» признан Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии в качестве координатора МСИ, в августе 2011 г. - в качестве провайдера проверок квалификации лабораторий (в соответствии с требованиями международного стандарта ИСО/МЭК 17043:2010 (рис. 1).
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
СВИДЕТЕЛЬСТВО
О ПРИЗНАНИИ ПРОВАЙДЕРА ПРОВЕРОК КВАЛИФИКАЦИИ ЛАБОРАТОРИИ
№ КО 1.014
Действи-гельно ло к » ; ^ ". а?- 2016 г.
[ 1»ггояшес свидетельство выдано Закрытому нкниоисцнчуу обществу
•иИнстнттт ст1нд|ртныг обпашов» Г1АО _
^¡^Т^ДащдЙДЬДЬ ^¡ддшдыд, 13а_
и удостомртет,. *их» ЗАО *ИСО» сюлтпетс-тпуст требомнгмм международного стандарта ИСШЛЭК 17043:2010 Н ггршнян(ц) К№Н11ПГ11111ЬСМ В 11[Н1ВДСКНН проверок уиялнфнкации
пены татсльныи (яналнтичеекмх) таДпраилшй и у реле ив ом межла5она-
ааадд шдшшддщ тдшшшй-
Область деяЛЯЫЮИИ ирОвакдеря Определена в ирнложсюш к настоящему стадетельству и является его неотъемлемой частью.
Заместитель Руководителя Федерального агентства по техническому рцгзедирдошнн и метрологии ,
Зарегтсгрировано и Реестре провайдеров проверок квалификации испытательных {аналитических) лабораторий
«м.
>> 1\у- ... I,1 ЗОН г
Рис. 1. Свидетельство о признании ЗАО «ИСО» в качестве провайдера проверок квалификации лабораторий от 08.08.2011 г. № К01.014
После установления аттестованного значения СО - АСО (опорного значения) результаты, полученные участниками МСИ, оценивают в соответствии с РМГ 103-2010 [3]. Испытуемый СО выступает в качестве образца для
контроля (ОК). Алгоритм оценки качества результатов испытаний при проверке квалификации лабораторий предусматривает вычисление 1-индекса:
г={х-с)1^, (1)
где X - результат, полученный лабораторией;
С - приписанное значение ОК (аттестованное значение СО - АСО, опорное значение МСИ);
ств - СКО воспроизводимости, регламентированные М 20-2010[2], ГОСТ Р 54569-20111[3], либо НД на методику измерений.
По итогам года каждая лаборатория-участник получает свидетельство об участии в МСИ по установленной форме [4] с приложением, содержащим результаты ее участия, а также полную информацию о результатах всех участвовавших лабораторий (под кодовыми номерами).
Как следует из данных, представленных на рис. 2, по результатам МСИ в 2007-2011 гг. доля неудовлетворительных результатов (I > 3) постоянно снижается.
3000
о
га 2500
Л
со 2000
ш
о 1500
в
и а> г 1000
=; о 500
27
25 2371 47 7
950 1922 15 1971 -
1 429
1
2007
2008 2009 Год
2010 2011
□ 12153,0 ИШ>3,0
Рис. 2. Результаты, полученные лабораториями -участниками МСИ
С 2008 г. институт организует МСИ методами спектрального анализа с применением монолитных ОК. Были проведены МСИ для стали углеродистой, стали легированной, чугуна передельного, чугуна легированного. В табл. 3 представлена сводная информация по проведенным МСИ. Полученные результаты использованы при разработке проекта национального стандарта ГОСТ Р 54 1 53-20 1 02 [4].
1 ГОСТ Р 54569-2011 «ГСИ. Чугун, сталь, ферросплавы, хром и марганец металлические. Нормы точности количественного химического анализа» в 2011 г. разработан ЗАО «ИСО» и введен в действие с 1 октября 2012 г.
2 ГОСТ Р 54153-2010 «Сталь. Метод атомно-эмиссионного спектрального анализа» введен в действие с 1 января 2012 г.
Таблица 3
Сводная информация по МСИ для методов спектрального анализа
Индекс СО Материал СО Количество СО в комплекте Количество элементов Количество лабораторий -участников МСИ Общее количество полученных результатов
2008 г.
УГ0и - УГ9и сталь углеродистая и легированная 10 17 12 2512
2009 г.
УГ87 - УГ92 Сталь углеродистая и легированная 6 18 13 1616
УГ98 - УГ101 Сталь 4 1 2 СО 719
ЧГ30 - ЧГ34 Чугун 5 12 13 631
ЧГ35 - ЧГ40 Чугун легированный 6 11 11 835
2010 г.
УГ93 - УГ97 Сталь углеродистая 5 12 11 540
ЧЛ1а - ЧЛ4а Чугун легированный 4 12 13 690
2011 г.
ИСО УГ108 - ИСО УГ114 Сталь углеродистая и легированная 7 14 7 714
ИСО 002 - ИСО 005 Сталь углеродистая 4 14 10 676
Таблица 4
Программа МСИ, организуемых ЗАО «ИСО» на 2013 г.
Индекс СО Контролируемый объект Контролируемые показатели Срок проведения МСИ
Ф14в Феррохром Хром, кремний углерод, сера, фосфор, азот Февраль
Ф18в Ферровольфрам Вольфрам, кремний, марганец, углерод, сера, фосфор, медь, алюминий, молибден, мышьяк, олово, свинец, сурьма Февраль
Комплект СО УГ0к - УГ9к (10 ОК, монолит) Сталь легированная Углерод, кремний, марганец, хром, никель, вольфрам, молибден, титан, ванадий, медь, алюминий, ниобий, сера, фосфор, олово, азот Июнь
Ф2г Ферросилиций Кремний, марганец, хром, углерод, сера, фосфор, алюминий, кальций Июль
Ш15 Флюс сварочный плавленый Оксид кремния, оксид кальция, оксид магния, оксид алюминия, оксид марганца (II), оксид железа (III), оксид титана (IV), сера, фосфор, фторид кальция, оксид калия, оксид натрия Июль
Certified Reference Materials № 4, 2012
Институт ежегодно публикует программу МСИ на своем сайте (www.icrm-ekb.ru). Программа МСИ на 2013 г. (табл. 4) включает ферросплавы (феррохром, ферровольфрам, ферросилиций), флюс сварочный, а также образцы для спектрального анализа стали.
Кроме плановых проверок квалификации испытательных лабораторий (в рамках ежегодных программ МСИ) институт организует по просьбе предприятий индивидуальные (внеплановые) проверки. Такие ситуации возникают, если в текущем году проведение МСИ по интересующему предприятие материалу не запланировано. В этом случае в качестве ОК используют СО (в зашифрованном виде) или специально подготовленные образцы с метрологическими характеристиками, установленными до начала проверки. По итогам такой проверки лаборатория получает полную информацию о своих результатах, а также свидетельство об участии в МСИ.
Анализ полученных лабораторией в МСИ результатов позволяет принять меры к повышению достоверности и стабильности результатов испытаний, к повышению качества испытаний в целом.
Регулярно участвующие в программах проверки квалификации лаборатории имеют, как правило, удовлетворительные (положительные) результаты.
Наряду с проведением национальных (российских) МСИ институт с 2006 г. является дистрибьютором Чешской национальной программы проверки квалификации (Proficiency tests - PT), организуемой фирмой Ing. Iva Bogumska - SPL (г. Богумин, Чешская Республика)
Рис. 3. Динамика участия Российских лабораторий в Чешской национальной программе проверки квалификации (2006-2012 гг.)
в Российской Федерации. В международных РТ постоянно участвуют лаборатории Чехии, Словакии, Польши, Германии, Венгрии и других государств, а с 2004 г. и ряд российских лабораторий [5], в том числе и Испытательный аналитический центр ЗАО «ИСО».
Количество участвующих российских лабораторий постоянно растет (рис. 3).
Международные МСИ включают испытания различных металлургических материалов как классическими химическими методами мокрой химии, так и спектральными методами. Программа РТ-2013 приведена в табл. 5. Программа осуществляется в соответствии с ЕМ 1БО/1ЕС 17043:2010.
Таблица 5
Программа проверок квалификации (МСИ) лабораторий PT-2013, осуществляемая провайдером Ing. Iva Bogumska - SPL (Чешская Республика)
Индекс ОК Контролируемый объект Контролируемые показатели (%) Сроки проведения
1. РТ 21/1 (образец монолитный) Сталь низколегированная C < 0,45; Mn < 1,5; Si < 1,5; P < 0,03; S < 0,015; Cr < 0,1; Ni < 0,05; Cu < 0,03; Al < 0,05; Mo < 0,02; N < 0,0085 Февраль 2013 г.
2. РТ 21/2 2.1. РТ 21/2А (стружка) Сталь низколегированная C < 0,3; S < 0,025; N < 0,008 Февраль 2013 г.
2.2. РТ 21/2В (порошок) Чугун C < 3,8; S < 0,025
3. РТ 21/3 (образец монолитный) Латунь свинцовая Pb < 3; Fe < 1; Sn < 0,05; Mn < 3; Ni < 0,1; Zn < 45 Март 2013 г.
Окончание табл. 5
Индекс ОК Контролируемый объект Контролируемые показатели (%) Сроки проведения
4. РТ 21/4 (образец монолитный) Чугун С < 4; Мп < 0,6; Si < 2,1; Р < 0,06; S < 0,015; Си < 0,3; Сг < 0,2; М < 0,7; А1 < 0,03; Мо < 0,05; Sn < 0,05; РЬ < 0,03; Т < 0,06; V < 0,02; Мд < 0,02; Се < 0,01 Март 2013 г.
5. РТ 21/ (стружка) Сталь низколегированная Мп < 1,5; Si < 0,5; Р < 0,015; Си < 0,15; Сг < 1,3; N < 0,25; Мо < 0,1 Май 2013 г.
6. РТ 21/6 (образец монолитный) Сталь нержавеющая С < 0,2; Мп < 2; Si < 1,7; Р < 0,05; S < 0,01; Си < 0,5; Сг < 22; М < 12; Мо < 0,8; W < 0,15; V< 0,1; Со < 0,1; \1Ь < 0,1; N < 0,09 Май 2013 г.
7. РТ 21/7 (образец монолитный) Сплав алюминиевый Si < 0,6; Fe < 0,3; Си < 0,05; Мп < 0,1; Мд < 0,7; Zn < 0,01; Т < 0,01 Сентябрь 2013 г.
8. РТ 21/8 (образец монолитный) Сплав алюминиевый Si < 9; Fe < 1,1; Си < 0,5; Мп < 0,5; Мд < 0,5; Zn < 1; N < 0,15; Сг < 0,1; РЬ < 0,1; Sn < 0,05; Т < 0,1 Сентябрь 2013 г.
9. РТ 21/9 9.1. РТ 21/9А (порошок) Шлак доменный Fe < 0,7; Мп < 1; SiO2 < 45; А12О3 < 10; СаО < 40; МдО < 10; S < 0,8; ТЮ2 < 0,5; \а2О < 1; К2О < 1,5 Октябрь 2013 г.
9.2. РТ 21/9В (порошок) Шлак конвертерный Fe < 20; МпО < 4; SiO2 < 12; А12О3 < 1,5; СаО < 51; МдО < 8; Р2О5 < 1; S < 0,09; Сг2О3 < 0,2; ТЮ2 < 0,5
Следует отметить достаточно высокий уровень квалификации российских лабораторий - участниц международных МСИ, в том числе и Испытательного аналитического центра ЗАО «ИСО» [5]. Авторы считают,
что эта программа имеет потенциал для роста как по числу участников, так и по количеству объектов анализа (анализируемых матриц и ОК).
Э ЛИТЕРАТУРА
1. РМГ 103-2010 ГСИ. Проверка квалификации испытательных (измерительных) лабораторий, осуществляющих испытания веществ, материалов и объектов окружающей среды (по составу и физико-химическим свойствам) посредством межлабораторных сравнительных испытаний.
2. ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009. Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий.
3. М 20-2010 Нормы точности количественного химического анализа материалов черной металлургии. Екатеринбург: ЗАО «ИСО», 2010. 37 с.
4. ГОСТ Р 54569-2011 Чугун, сталь, ферросплавы, хром и марганец металлические. Нормы точности количественного химического анализа.
5. ГОСТ Р 54153-2010 Сталь. Метод атомно-эмиссионного спектрального анализа.
6. Богумска И. Участие российских лабораторий в Чешской программе проверки квалификации лабораторий металлургического анализа / И. Богумска, В.В. Степановских, Е.К. Колпакова // Стандартные образцы. 2011. № 4. С. 57-63.
Certified Reference Materials № 4, 2012
