应力断裂和蠕变试验进行NADCAP认证时应注意的要点
2021-01-20浙江国检检测技术股份有限公司嘉兴市南湖区社会福利保障指导中心无锡透平叶片有限公司
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0 引言
NADCAP(National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program)为“国家航空航天和国防合同方授信项目”的简称,是由美国航空航天和国防工业巨头与美国国防部等机构共同发起,主要针对航空航天工业的特殊产品和工艺进行认证的体系[1-2]。NADCAP认证旨在有效地降低其供应商因为产品质量问题带来的潜在风险[3],为航空航天行业高质量发展保驾护航。
材料测试项目是比较重要的NADCAP认证项目,材料测试项目包括了力学性能测试、硬度测试、金相分析、化学成分分析、试样加工等内容[4],其中力学性能测试主要依据的准则为AC 7101/3 及相应试验项目的检查表[5-7]。本文通过对认证过程所需相关文件及NADCAP审核清单的介绍,对依据ASTM E139标准进行应力断裂和蠕变试验项目认证的准备工作及现场考核中应注意的要点进行了阐述并探讨,希望为初次申请该项目的材料测试实验室提供借鉴[8]。
1 NADCAP 认证审核的依据文件
申请应力断裂和蠕变试验项目进行NADCAP认证,依据的文件主要包括AC 7101/1通用要求和AC 7101/3力学性能测试要求,应时常关注和应用官网上发布的最新版本,目前最新版为D版。应力断裂和蠕变试验涉及的标准包括ASTM E139、ASTM E633、ASTM E220、ASTM E230。申请该项目认证的实验室应很好地理解并依据NADCAP文件及相应专业检查表要求,进行作业指导书编制。
2 NADCAP 认证对应力断裂和蠕变项目的总体要求
NADCAP认证可以认为是基于民航工业的要求开展的特殊要求审核,认证开展前要求实验室具备ISO/IEC 17025作为基础体系,并已获得相关方的认可。不具备基础体系认可的实验室也可以在申请认证的同时一并申请AC7006作为基础认证体系的附加审核。材料测试项目认证中应力断裂和蠕变试验总体上应按材料测试检查表的要求,与AC 7101/3中其他试验项目,做到与该试验项目有关的设备能力、设备管理及维护、实验室环境条件、文件控制、实验记录、人员培训及能力等方面的质量体系与检查表一致的规定,并有按规定运作的证据[9]。
3 NADCAP 认证时应注意的要点
实验室在进行应力断裂和蠕变试验项目认证时,在满足总体要求的基础上,还有诸多要点和特殊要求需要注意,根据参考的ASTM E139标准和AC 7101/3 第D版本的要求,本文从以下几个方面进行分析。
3.1 编制详细的作业指导书
材料测试项目明确要求申请实验室应依据最新标准进行作业指导书的编制,且标准发生变更时对作业指导书做出相应的修订[9]。目前应力断裂和蠕变试验的标准更新为E139-11(2018),需要强调的是,申请实验室应该有指定的部门或人员进行标准查新,检查表要求采用的标准在官网发布后6个月内得到实施,因此,建议申请实验室查新频率至少保持每三个月一次[9]。作业指导书的编制应满足以下几点要求。
1)应符合标准要求
应力断裂和蠕变试验涉及的样品加工与尺寸、温度加热和测量系统、变形测量系统、设备校准、试验过程与结果的计算在ASTM E139中均有说明,编制的作业指导书应严格参照试验标准进行明确细致的规定。
2)应详细且具有可操作性
实验室编制的作业指导书应尽可能详实地描述试样加工和试样安装以及试验的步骤,建议针对该项目样品的加工可单独编制试样加工作业指导书并绘制试样加工工艺卡,应包括样品的形式和详细参数,以及有关加工过程的工艺控制参数,以指导样品制备流程,这是现场评审的关注点之一。同时,编制完成的作业指导书均应进行实际的验证,证明其具有可操作性和有效性。
3)应关注中英文规定的一致性
文件的审核应包括中英文的校对,不可出现中文修订了,英文没有修订,或者中英文表述不一致的情况。
3.2 人员要求
实验室对申请项目的授权操作人员须进行培训及考核,建议首次申请的实验室安排经验丰富的试验人员。人员培训应包括体系文件中的特殊要求、检查表、采用的标准、现场作业指导书、设备操作规程、数据修约及曲线处理等内容;培训应配备相关的资料,做好培训记录;考核方式推荐采用理论考试和实际操作考核相结合。当标准更新或作业指导书被修订时,实验室应宣贯到位,确保相关人员知悉。需要注意的是,实验室针对试验人员的所有培训、考核与批准授权都应记录保存,以备认证时查看人员授权资料。
3.3 能力验证及内部循环比对
NADCAP检查表对应力断裂和蠕变项目有参加能力验证(PT)和频次的要求,建议在现场审核前,实验室应参加所申请项目的能力验证试验,且结果需为满意,如果结果可疑,则需尽快整改或重新申请。能力验证试验必须为NADCAP 管理机构(PRI)认可的能力验证试验机构[9]提供,如沃灵顿防火消防实验室(Exova Warringtonfire)、北京中实国金国际实验室能力验证研究有限公司或其他具备该能力的验证机构。
首次申请认证的实验室,如果由于时间不足或其他客观原因无法参加合适的PT 试验,建议发邮件咨询NADCAP评审委员,询问能否通过参加NADCAP认可的实验室组织的实验室间的比对试验满足以上要求[9]。
在现场审核前,实验室多人授权或多台设备受控的情况,还必须按检查表要求,组织完成实验室应力断裂和蠕变试验项目的内部循环比对(IRR)试验,具体可参考AC 7101/1 中要求和比对组织方提供的作业指导书要求,并采用合适的评价方法且评价结果为满意。IRR比对包括不同试验人员和不同实验设备间的循环比对,对于初评并且预期检测量不大的实验室可建议进行单人单设备授权,以节省内部比对的繁琐环节[9-11]。
3.4 设备要求
NADCAP认证对设备要求需要注意以下几点[9-10]。
1)设备校准。设备的校准证书是NADCAP评审的必查项,检查表中要求的设备校准主要包括校准执行机构、校准标准、校准周期、校准证书等。本文参照ASTM E139实施试验项,按标准的要求,需要选择具有美标资质的校准检定机构,采用标准规定的方法开展校准[10-11]。蠕变试验项目主要涉及六个基本项目,设备的力值、同轴度、高温系统(高温炉、温控仪、热电偶)、变形测量系统,应力断裂试验项目则不涉及变形测量系统。同时,实验室对于校准证书的确认要落实落细,校准证书充分体现校准依据的标准、校准项等避免出现校准证书中方法标准与申请项目标准指定的方法不一致,校准项无法识别或中文可识别、英文无法识别的情况。
2)设备维护。具体包括申请项目的配套设备应按照标准要求制订详细的设备维护保养内容,定期完成维保操作并记录,有异常的情况需进行记录。
3)软件确认。申请实验室需要对项目涉及的试验软件的计算功能,尤其对数据相关的应力断裂时间、断后伸长率、断面收缩率等功能进行确认并记录。建议制订测量及数据处理软件评审表,通过软件计算数据与实际计算值比对判定软件计算功能是否正常,值得注意的是,计算软件建议能进行加密锁定处理。
3.5 数据处理
依据ASTM E139开展试验,主要获得试验结果包括断裂时间、断后伸长率、断面收缩率和蠕变应变相关参数。标准针对典型蠕变试验曲线进行了明确的说明。笔者认为蠕变曲线一般按照正常试验流程即可完成。若出现蠕变异常的情况,实验室应及时进行沟通,并在报告中注明原因及过程。
4 结语
NADCAP认证作为目前实验室认证行业较高水准的认证项目,国内通过认证评审的实验室数量较少,主要由于评审程序繁琐、体系要求高导致通过率低,但筹备和接受NADCAP的认证审核,将能积极推动申请实验室的管理及技术水平的提高,助力我国材料检测的发展。NADCAP认证需要在整个过程中做到有据可依、有证可查。本文通过查阅资料并总结相关经验,在此罗列一些要点,以期能给更多申请NADCAP认证的实验室提供参考。