射线检验设备定期检定和内部校准优化问题讨论

（国核电站运行服务技术有限公司，上海 200233）

射线检验设备定期检定和内部校准优化问题讨论

朱伟青 陆 奇

（国核电站运行服务技术有限公司，上海 200233）

基于核电行业无损射线检验内部校准的必要性及其内部校准活动中对校准领域测量不确定度的技术讨论，认为应将射线检验设备定期检定与内部校准进行优化结合，以保证射线检验设备用于核电设备在役检查时的质量和性能符合工作要求。

射线检验；检定；内部校准；优化

一、优化射线检验设备定期校验的必要性

射线检验设备（器具）常用于核电厂设备的无损检验中，以便通过在役检查或役前检查，及时发现可能影响核电厂运行寿命周期内重要系统和设备安全运行的缺陷或异常。

射线检验是一种无损检验方法，工作原理是利用各种射线穿过结构上不连续的被检件时会产生衰减、吸收或散射现象，通过记录介质上形成的影像来判定被检件是否存在损伤。要确保在役检查的工作质量，射线检验设备的质量和性能必须得到保证。其中的重要措施之一是射线检验设备的定期校验。

实际工作中，由于计量管理部门、管理体系评审机构、无损检测行业等对确保射线检验设备符合预期使用要求的理解不尽相同，易使执行者产生困惑。如将射线检验设备作为计量设备去管理，就必须按计量设备管理要求进行定期检定，但仅进行定期检定，并不能完全保证射线检验设备的质量和性能。实践中通常需要在检定之外对射线检验设备进行定期检查工作，包括检查、测试、核查等非计量检定性活动，以校准或核查其性能和质量是否符合无损检验的工作要求。

但在无损检测行业，管理体系评审机构所使用的JJF 1001-2011程序文件中，在检定、校准、检测等要求之外，也提出了期间核查要求。它规定的期间核查，是指组织根据自行编制的期间核查程序，为保持对设备校准状态的可信度，在两次检定（校准）之间进行的核查。即对射线检验设备不仅要执行计量管理部门要求的检定工作，还需要在两次检定之间对设备进行核查或检查，通过内部校准保证检验设备在检定期间内的质量和性能。

因此，保证射线检验设备质量和性能的适宜管理方法，是将计量管理部门要求的定期检定和内部校准进行结合，形成优化的定期校验（含外部检定和内部校准）管理模型。

二、内部校准的工作和管理原则

国家允许企业对非强制检定的设备器具进行内部校准，但必须满足CNAS-CL31：2011《内部校准要求》中的相关要求。

开展设备器具内部校准的组织，应申请或已获CNAS认可的检测实验室，且只能针对与认可能力相关的测量设备的内部校准，校准结果仅能用于内部需要。

从事核电设备射线检验的机构，其实验室实施内部校准应优先采用行业的标准方法，如相应的JJG、JJF等，当没有标准方法时，也可使用经审批生效后的自编方法、测量设备制造商推荐的方法等非标方法。

重要的是，内部校准活动应满足CNAS对校准领域测量不确定度的要求。以下以典型的射线检验设备黑白密度计为例，讨论测量示值误差不确定度的评定。

三、测量示值误差不确定度评定示例

1.测量不确定度评定的意义

真值与实际测量数值之差为测量误差，测量误差是不可避免的，只能估计在一定的概率下达到的误差限，这种测量的误差限被称为测量不确定度。测量结果必须包含不确定度才是完整并且有效的。

2.被测仪器和测量环境条件

本次测量的环境条件是环境温度25℃、相对湿度60%。 被测黑白密度计的型号是JD-210A（证书编号2013F40-10-000792，有效期限2013年9月18日），最大光学密度为5.0，分辨率为0.01。

测量用黑白密度片的型号是DV-8（证书编号2013F40-10-000319，有效期限2014年3月13日）,不确定度在k=2时为U=0.007(0.0＜D≤2.0），U=0.013(2.0＜D≤4.0）。

3.测量方法及黑白密度计示值误差的不确定度分量

测量方法参照JJG 920-1996《漫透射视觉密度计检定规程》。对于一个实际测量过程，不确定度一般包含几个分量，可按以下方法进行评定。

（1）不确定度的A类评定。用对测量列进行统计分析的方法来评定。

（2）不确定度的B类评定。不是用测量列来统计分析，而是基于经验或其他信息所认定的概率分布来评定。

（3）合成标准不确定度。当测量结果由其他一些量的值导出时，由其他量的方差算出测量结果的标准不确定度。

（4）扩展不确定度。确定测量结果区间的量，合理赋予被测量值分布与较高的置信水平。

本例中，具体不确定度分量及预估见表1。

表1 不确定度分量及预估

4.黑白密度计示值误差的不确定度分量讨论

（1）测量重复性引起的不确定度分量讨论。测量重复性引起的不确定度分量属于不确定度的A类评定，是由于每次测量条件的不一致，仪器本身的不稳定造成的随机误差。该误差带有随机性，用统计的方法确认。

事先进行多次的独立重复测量，其实验标准差为s（xi），随后的规范化常规测量是由一次测量直接给出测量结果，则该测量结果的标准不确定度u(xi)就等于事先评定的实验标准差，即u(x)=s（xi）。

在相同条件下，选取密度标称值为2.0、4.0各进行m=3次测量，取其平均值作为测得量值，三次的测量平均值分别为

为了确定重复性所引起的不确定度分量，用被测黑白密度计测量黑白密度片标称值为2.0、4.0的两级，独立重复进行10次测量，得到的数据见表2。

表2 测量数据

由上述计算，可得不确定度

（2）黑白密度计分辨率引起的不确定度分量。被测仪器分辨率引起的不确定度属于不确定度B类评定。本案例中，被测的黑白密度计分辨率为0.01，均匀分布，区间半宽为0.005。由此得到

（3）黑白密度片引起的不确定度分量。黑白密度片是进行黑白密度计校准的标准物质，其引起的不确定度分量属于不确定度B类评定，基于实验或其他信息来估计，含有主观鉴别的成分。

由黑白密度片的校准证书，给出黑白密度片的扩展不确定度U=0.007(0＜D≤2.0)，k=2；U=0.013(2.0＜D≤4.0)，k=2。由此

（4）合成标准不确定度。对以上数据进行整理，各不确定度分量的标准不确定度值见表3。

表3 测量不确定度分量

由此可得合成标准不确定度

（5）扩展不确定度。当被测量值接近正态分布时，取置信概率P=95%，k= t95≈2.0

由上述分析和计算可得，黑白密度计示值误差测量结果的合成标准不确定度为U95=0.011（0＜D≤2.0），置信水准p=95%，包含因子k=2；U95=0.018（2.0＜D≤4.0），置信水准p=95%，包含因子k=2。

四、结语

基于以上观点和分析，已逐步开展了部分设备的内部校准工作，包括黑白密度计、γ射线探伤机等设备建立了内部校准规范，实施完成了多次内部校准。近1年多来，在HAF601、ISO 9001、国家实验室、国家计量认证等体系审查中，各评审组在核查相关记录后，均认可了我单位的内部校准工作。

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