浅析计量器具非预期失效

　　摘  要：计量工作是企业的一项基础工作，企业的生存和发展离不开计量，计量工作的好坏相当于企业的晴雨表，随着市场竞争的日趋激烈，其作用会越来越明显。计量器具的非预期失效是计量工作中一个不可避免的问题，并且对于企业有不利的影响。为了减少此类问题的发生，须对其失效的原因进行分析，并通过采取加强测量过程的控制、人员培训和管理、设备的维护保养及设备正常运行中的检查等措施加以解决。
　　关键词：计量器具；非预期；失效
　　1．引言
　　计量工作是企业的一项基础工作，也是质量管理的组成部分，企业的生存和发展离不开计量。因此，只有搞好计量这项基础工作，才能促进企业的生产和产品质量的提高。其中，计量器具的准确性是工艺控制中的重要一环。没有了准确性，产品的质量就无法得到保证。然而在实际工作中，时常出现计量器具非预期失效，即在两次检定期间发生了测量数据不准确的情况。根据计量室对2005-2008四年间各项数据的统计，发现有一些计量器具在检定有效期内发生了失效，其具体情况统计如表1所示。 　　由表1可以看出，在检定有效期内发生失效的计量器具共计10种，其中通用量具4种（游标卡尺、外径千分尺、内径千分尺、百分表），仪器仪表6种（万用表、水准仪、经纬仪、超声波探伤仪、电表检定仪、压力表）。图1为上述计量器具失效率统计图。 　　2．失效原因分析
　　计量室严格按照国家计量检定规程和该所制定的校准方法对所有计量器具进行检定，一旦在检定时发现不合格的测试设备，则立即对测试结果进行追溯，并及时通知使用部门。但由于某些试验情况重复的成本太大，或某些测试结果根本不能够复现，给追溯工作带来了一定的难度。因此，为了避免非预期失效的发生，必须对失效的原因进行深入的分析。通过对近年来在检定有效期内发生失效的计量器具的使用情况的分析发现，失效的原因主要在于辅助设备损坏或不完备；操作人员技术素质偏低，操作使用不当；运输安装环节存在一定的问题；使用年限较长，整机稳定性差；忽视日常维护和对测试数据的监控。
　　2.1辅助设备损坏或不完备
　　一部分计量器具因其本身结构和计量原理对于测量介质及辅助设备有一定的要求，若不能满足，势必造成其在短期内失准的情况。例如，容积式流量计，按照《GB9109—88容积式流量计安装规定》，表前须设过滤器，滤除介质中颗粒物，以保证仪表的正常使用。由油流量计的计量原理可知其误差因素主要是内间隙，即要求待测介质为洁净不含颗粒物液体。如果不能做到按期检查过滤器滤芯，即使滤芯破损也未能及早发现，将造成油流量计石墨轴承及计量件的快速磨损，使其渗漏量增大，出现“过的多而记的少”的负误差情况。如果忽视了表前过滤器这一环节，更谈不上流量计在有效期内的正常使用。
　　2.2操作人员技术素质偏低，操作使用不当
　　计量器具在使用操作中一般都有一定的要求，操作人员如果对计量器具的具体结构原理不甚清楚，使用操作不当，有可能造成仪表失效。例如对弹簧管式压力表，有些操作人员不太了解表内弹簧管的特性和作用。测压时，装好表后即迅速旋开截止阀测压，表针快速上指，导致弹簧管受到冲击，加速了弹簧管的弹性疲劳，使其弹性恢复能力变差，造成仪表示值误差越来越大。
　　2.3运输安装环节存在一定的问题
　　有些部门在送取计量器具时，不采取防震防撞措施，使计量器具在运输途中过于颠簸和碰撞，也易造成计量器具失准。例如对于百分表这类具有机械传动机构的计量器具，在运输与安装过程中经受冲击或强烈震动，将使轴与轴承的配合、齿轮之间啮合松紧程度等发生一定变化，即使在一时不被发觉，运行一段时间之后，造成的影响将显现出来，反映在器具示值即会出现失准的情况。
　　2.4使用年限较长，整机稳定性差
　　对于一些使用年限较长而其整机稳定性已劣化的汁量器具，所下检定结论在整个周期内将大打折扣。在此类计量器具检定过程中，可能经过反复调校后，达到允差范围要求，判为合格，但很难保证在整个周期内保持原精度指标。例如，修船事业部一台使用近20年的船用电表检定仪，经上级计量检定部门检定为合格，但在使用一段时间后，经对比发现其输出值发生失准，经查，个别集成组件明显发烫，分析为该仪器由大量电子元器件构成，经长期使用后，集成电路、晶体管等关键元件工作点发生偏移，整机稳定性劣化，即使在检定过程中经调校后满足技术指标，但在使用过程中，其元器件工作点可能继续发生漂移，乃至出现失准情况。
　　2.5 忽视日常维护和对测试数据的监控
　　忽视日常维护。主要表现为计量器具长期处于超负荷状态，缺乏必要的维护保养。忽视对测试数据的监控。主要表现为操作人员不能及时对测试数据进行统计、分析，不能及时发现问题并上报。
　　3. 解决对策与措施
　　针对以上导致计量器具在检定有效期内发生失效的原因，可以通过采取以下对策和措施加以解决：
　　3.1 加强对测量过程的控制
　　只有把测量当作一个过程来加以规范和控制，并通过对全部的计量数据进行汇总、归纳、整理、分析，才能及时发现测量过程中的异常变化，降低因偶然性故障、损坏等所引起的测量不准确可能性。对测量过程控制的内容包括确定测量方法、选定测量设备、确定进行测量所需人员的素质和技能等。
　　3.2加强对相关人员的培训和管理
　　首先，可在学习基础知识的前提下，针对生产过程中的技术要点、难点，制定具体的培训项目，有的放矢，从而使操作人员能在使用过程中及时发现计量器具出现不合格，使计量管理人员在检定/校准中及时发现不合格的计量器具，并能对不舍格的程度进行评价。其次，各级人员要落实职责，及时传递信息，保证信息交流的及时性和有效性。
　　3.3加强对设备的维护保养
　　有的设备即便是正常的使用，也存在因疲劳积累而损坏的问题，只有定期检测保养，才能延长零部件的使用寿命，才能及时发现问题隐患，及时更换修复零部件，避免破坏性事故的发生，从而确保设备能长久可靠地运行。
　　3.4 加强设备正常运行中的检查
　　GB／T15481—2000《校准和校验实验室能力的通用要求》中指出：适用时，参考标准及测量和检验设备在两次校准和检定(验证)之间应经受运行中检查。也就是说，在两次校准和检定的间隔之中，应进行运行检查。通过运行检查，可以考核检测仪器、设备在使用期内性能是否有变化，可能预防因仪器的过载、误用、损坏等原因造成测量结果的不准确，可以在检测设备一旦损坏时缩短追溯的时间间隔。该所目前采用期间核查的办法进行此项工作。期间核查须确定核查范围、核查参数及核查时间。具体做法是，选择一个检定周期的中间或在试验结束后，采用抽样的方式，对静力、疲劳、环境振动试验中使用的关键监视、测量设备进行核查。
　　3.5加强对不合格测量设备的管理
　　不合格测量设备的管理是1S010012：2003《测量管理体系测量过程和测量设备的要求》标准的重要内容，对于已经发现的在检定有效期内发生失效的计量器具，应做好记录，停止使用，隔离存放，加以标识，并对其予以修理或调整，随后应对其有效期限间隔进行评审和确认。对于不能恢复其预期的计量特性的不合格计量器具，可按规定予以降级或改变其预期用途，以确保其始终处于受控状态。
　　3.6 加强对运输和安装过程的控制
　　在运输过程中，采取一定的防碰撞措施，避免摔、碰、磕；在安装过程中，避免猛敲猛打、强烈冲击震动计量器具。
　　4.结束语
　　综上所述，为了减少由于非预期的失效造成测试结果失真，并降低由此带来的测试结果追溯的成本，可考虑采取加强测量过程的控制、人员培训和管理、设备的维护保养及设备正常运行中的检查等措施，并可通过加强对不合格测量设备的管理，确保设备的计量特性始终满足试验的需要。
　　参考文献
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