Akreditace a nové směry zkoušení v průmyslové výrobě

V tomto příspěvku bych se chtěla v krátkosti podělit se čtenáři se svými zkušenostmi z fungování akreditované zkušební laboratoře VÍTKOVICE TESTING CENTER s.r.o., která působí v oblasti hutního a strojírenského průmyslu. Úvodem si dovolím připomenout některá fakta, týkající se akreditace, která jsou pro ty, jež mají s akreditací zkušenosti, známá, pro ostatní mohou být zdrojem nových informací. Akreditace je potvrzení objektivity a odborné způsobilosti pro vykonávání definovaných činností, v případě zkušební laboratoře je definovanou činností zkoušení materiálů. Akreditace také znamená zvýšení důvěry v dodržování potřebné kvality poskytované služby. Dokladem o akreditaci je „Osvědčení o akreditaci“. V ČR zajišťuje proces akreditace Český institut pro akreditaci, o. p. s. (dále jen ČIA). ČIA, jako národní akreditační orgán založený vládou České republiky (MPO), poskytuje své služby v souladu s platnými právními předpisy ve všech oblastech akreditace jak státním, tak privátním subjektům. Funguje na principu jednotného evropského akreditačního systému tvořeného národními akreditačními orgány, které postupují podle jednotných pravidel a akreditují podle definovaných mezinárodně uznávaných norem. V souladu s požadavky mezinárodních norem a dokumentů ČIA provádí nestranné, objektivní a nezávislé posouzení způsobilosti: l zkušebních a kalibračních laboratoří l certifikačních orgánů provádějících certifikaci výrobků, systémů kvality, EMS a osob l inspekčních orgánů l environmentálních ověřovatelů (program EMAS) l organizátorů programů zkoušení způsobilosti ČIA aktivně spolupracuje s mezinárodními organizacemi, akreditačními orgány a je řádným členem: a) EA - European Co-operation Accreditation - Evropská spolupráce pro akreditaci zkušebních a kalibračních laboratoří, certifikačních a inspekčních orgánů b) ILAC - International Laboratory Accreditatin Cooperation - Mezinárodní spolupráce pro akreditaci zkušebních a kalibračních laboratoří c) IAF - International Accreditation Forum - Mezinárodní sdružení pro akreditaci certifikačních orgánů d) FAB - Forum Accreditation Bodies - Forum akreditačních orgánů Na základě členství v těchto organizacích a pozitivních výsledků mezinárodních hodnocení je ČIA signatářem multilaterálních dohod EA, ILAC a IAF o vzájemném uznávání výsledků v oblastech akreditace. Zkušebny na celém světě jsou nezávislým spojovacím článkem prodejního řetězce mezi výrobci a zákazníky. Výrobci nabízejí svou produkci a zákazníci očekávají, že tato produkce bude splňovat konkrétní požadavky. Splnění mnoha technických parametrů výrobků je deklarováno formou výsledků různých typů zkoušení. Akreditace zkušebních laboratoří významně přispívá k tomu, aby výsledky zkoušení byly správné, důvěryhodné a uznávané v mezinárodním měřítku. Lze bez obav konstatovat, že výrobek se stává zbožím teprve tehdy, když je pozitivně odzkoušen. V oblasti hutní a strojírenské výroby to platí zcela určitě. Z dlouholetých zkušeností víme, že nároky na výslednou kvalitu výrobků se neustále zvyšují, což je logickým důsledkem vývoje a používání nových materiálů, technologií a výrobních oborů. Tomuto trendu je nutno průběžně přizpůsobovat i oblasti zkoušení a jejich úroveň nejen technickou, ale i odbornou. I v oblasti zkušebnictví působí konkurence a u zákazníků vyhrávají stále častěji zkušebny, které jsou schopny poskytnout služby komplexní, na vysoké technické a odborné úrovni, v co nejkratším čase a za přijatelnou cenu. Naše zkušebna se s těmito požadavky vyrovnává tak, že komplexnost služeb zajišťuje širokým spektrem akreditovaných zkoušek v oborech chemických analýz, metalografického zkoušení, zkoušení mechanických vlastností a nedestruktivního zkoušení – to jsou obory zkoušení nezbytné pro hutní a strojírenskou výrobu. Vysokou technickou a odbornou úroveň garantujeme tím, že naše zkušebny jsou od roku 1993 nepřetržitě akreditovány a každoročně dozorovány ČIA. Z vlastních zkušeností víme, že zákazníci oceňují přínosy akreditace a rozlišují mezi službami poskytovanými akreditovanými a neakreditovanými zkušebnami. S požadavky na zkracování času od zadání požadavků na zkoušení po vydání výsledků se vyrovnáváme jednak tím, že v procesu zkoušení včetně komunikace se zákazníky stále zvyšujeme nasazení IT technologií a také tím, že nejexponovanější části zkušeben (příprava vzorků, chemická laboratoř a zkušebna mechanických vlastností) pracují v nepřetržitém provozu, což nám rovněž pomáhá udržet konkurenceschopné ceny. To vše sice naši zákazníci oceňují, ale neznamená to, že bychom mohli být zcela spokojeni. S rozšiřováním výrobních oborů a oblastí využívání hutních a strojírenských výrobků rostou i požadavky na zavádění nových druhů zkoušení a inovaci stávajících metod. Například v oblasti chemického zkoušení musí zkušebna reagovat na neustále se zrychlující metalurgické procesy. Jedná se jak o tavicí agregáty (konvertory nebo elektrické obloukové pece), u kterých dochází k intenzifikaci procesu tavení, ale zejména o zařízení sekundární metalurgie, kdy nasazení vakua do technologie zpracování oceli znamená urychlení procesů, umožňuje provádění zcela nových technologických pochodů a tím výrobu ocelí s velmi nízkými obsahy doprovodných prvků a vysoké čistotě. Na zvyšující se nároky na zkracování doby odezvy analýzy zkušebna reagovala nahrazením klasických optických emisních spektrometrů s lidskou obsluhou a úpravou vzorků broušením automatickými linkami, ve kterých probíhá úprava vzorků na automatických frézkách a o další manipulaci se vzorkem se stará robot (obr. 1). Obsluha pouze vzorek vloží na určené místo a zadá identifikaci vzorku. Celý další proces zpracování vzorku, vlastní analýza a sdělení výsledku do řídicího systému technologického agregátu probíhá zcela automaticky. Některé z těchto linek jsou umístěny v uzavřených kontejnerech přímo v prostorách oceláren, v těsné blízkosti technologických agregátů, aby se eliminovaly i časy potřebné pro transport vzorků do zkušebny. V těchto automatických kontejnerových laboratořích se dosahuje dob odezvy, to je doby od vložení vzorku do linky po sdělení výsledku, kolem dvou minut a při splnění optimálních podmínek při odběru vzorků a bezvadných vzorcích i pod dvě minuty. Je třeba si uvědomit, že v rámci analýzy jednoho vzorku proběhne během zmíněných dvou minut stanovení až 30 prvků současně. Pracovníci zkušebny se museli vypořádat se zcela novými požadavky na zabezpečení správnosti analýz „na dálku“. Nové přístupy si vyžadují i analýzy velmi nízkých obsahů doprovodných prvků, kterých je dnes při výrobě ocelí dosahováno. Například obsahy síry pod 10 ppm nebo obsahy dusíku pod 40 ppm nejsou žádnou výjimkou a při požadovaných dobách odezvy jsou tyto obsahy na hranici stanovitelnosti optické emisní spektrometrie. Vedle klasické prvkové analýzy se ve stále větší míře uplatňují možnosti velmi rychlé elektroniky moderních optických emisních spektrometrů, které pomocí využití technik TRS (Time Resolution Spectrometry) a SSE (Single Spark Evaluation) umožňují kvantitativně stanovit obsah prvku rozpuštěného v železné matrici a obsah stejného prvku vázáného ve vměstcích, a to, na rozdíl od klasicky používaných metalografických postupů nebo rtg mikroanalýzy, prakticky okamžitě a v ceně jen o málo vyšší, než základní chemická analýza. V oblasti chemického zkoušení se zkušebna musela vypořádat i s trendy, kdy klasický postup - odběr vzorku – laboratoř – výsledek - je nahrazován ON – LINE postupy. Příkladem může být stanovení obsahu vodíku v oceli. Zde je v současné době klasické stanovení na speciálním analyzátoru v laboratoři zcela nahrazeno přímým měřením pomocí speciálních ponorných sond přímo v tekuté oceli v pánvi nebo u nejnovějších zařízení měřením obsahu vodíku v odtahovaných plynech pomocí procesních hmotnostních spektrometrů. V takovýchto případech se pracovníci zkušebny přímo nepodílí na vlastní analýze, ale je po nich požadováno provádění servisu na měřicích zařízeních, jejich kalibrace a ověřování přesnosti jejich měření. Obor zkoušení mechanických vlastností jsme rozšířili o zkoušku DWTT, využívanou zejména pro zkoušení materiálů určených pro produktovody. V lednu roku 2008 byl ve Zkušebně mechanických vlastností uveden do plného provozu padostroj DWT40-5. Jedná se o speciální zařízení s maximální energií 40 000 J, na kterém je možné provádět zkoušky DWTT (Drop Weight Tear Test), nezbytné k ověřování plechů určených zejména pro produktovody. Jedinečnost zařízení spočívá v jeho velké energii, která může být využita při zkoušení plechů větších tlouštěk. Stroj je navíc vybaven instrumentací, která umožní detailně zaznamenat celý průběh zkoušky trvající jen několik milisekund (obr. 2). V souvislosti se zahájením výroby ocelí určených pro produktovody musí zkušebna zvládnout i pro ni zcela novou oblast zkoušení, a tou je zkoušení odolnosti ocelí proti společnému působení mechanického namáhání a korozního prostředí, zejména pak korozního prostředí simulujícího mořskou vodu a prostředí vlhké surové ropy nebo zemního plynu (tzv. kyselé prostředí, Conformity to Sour Service). Tyto zkoušky jsou vyžadovány u materiálů určených do extrémních podmínek a agresivního prostředí, např. těžba a doprava nafty, zemního plynu atd. Při těchto zkouškách jsou vzorky zkoušeného materiálu dlouhodobě vystavovány účinkům buďto samotného korozního prostředí s obsahem sulfanu (zkoušky HIC – Hydrogen Induced Cracking) nebo korozního prostředí a současně napětí vyvolaného tahem nebo ohybem zkoušeného vzorku (SSC Sulfide Stress Cracking). Při tomto zkoušení, když pomineme problematiku výroby vzorků a manipulaci s nimi, kdy nesmí dojít k jakémukoli poškození povrchu vzorku a problematiku přesného vymezení napětí, stanovené nejčastěji jako jisté procento meze kluzu, bylo třeba se vypořádat s logistikou celého zkoušení, protože expozice vzorků trvá až 30 dnů a po celou dobu se zkušební roztok musí sytit sulfanem. Zejména pro práci se sulfanem bylo třeba vynaložit mnoho úsilí a prostředků pro vývoj, výrobu a zvládnutí obsluhy samotného zařízení pro expozice vzorků, ale i zařízení pro likvidaci použitého sulfanu. Protože sulfan v sobě koncentruje všechny negativní vlastnosti – vysokou toxicitu, hořlavost, výbušnost, silné korozivní vlastnosti, je nutné věnovat velkou pozornost bezpečnosti práce a zabezpečit celé pracoviště proti případným únikům sulfanu do životního prostředí (obr. 3). Ing. Jana Serafínová, MBA, ředitelka pro jakost VÍTKOVICE TESTING CENTER s.r.o.