射線檢驗設備定期檢定和內部校準優化問題討論

（國核電站運行服務技術有限公司，上海 200233）

射線檢驗設備定期檢定和內部校準優化問題討論

朱偉青 陸 奇

（國核電站運行服務技術有限公司，上海 200233）

基于核電行業無損射線檢驗內部校準的必要性及其內部校準活動中對校準領域測量不確定度的技術討論，認為應將射線檢驗設備定期檢定與內部校準進行優化結合，以保證射線檢驗設備用于核電設備在役檢查時的質量和性能符合工作要求。

射線檢驗；檢定；內部校準；優化

一、優化射線檢驗設備定期校驗的必要性

射線檢驗設備（器具）常用于核電廠設備的無損檢驗中，以便通過在役檢查或役前檢查，及時發現可能影響核電廠運行壽命周期內重要系統和設備安全運行的缺陷或異常。

射線檢驗是一種無損檢驗方法，工作原理是利用各種射線穿過結構上不連續的被檢件時會產生衰減、吸收或散射現象，通過記錄介質上形成的影像來判定被檢件是否存在損傷。要確保在役檢查的工作質量，射線檢驗設備的質量和性能必須得到保證。其中的重要措施之一是射線檢驗設備的定期校驗。

實際工作中，由于計量管理部門、管理體系評審機構、無損檢測行業等對確保射線檢驗設備符合預期使用要求的理解不盡相同，易使執行者產生困惑。如將射線檢驗設備作為計量設備去管理，就必須按計量設備管理要求進行定期檢定，但僅進行定期檢定，并不能完全保證射線檢驗設備的質量和性能。實踐中通常需要在檢定之外對射線檢驗設備進行定期檢查工作，包括檢查、測試、核查等非計量檢定性活動，以校準或核查其性能和質量是否符合無損檢驗的工作要求。

但在無損檢測行業，管理體系評審機構所使用的JJF 1001-2011程序文件中，在檢定、校準、檢測等要求之外，也提出了期間核查要求。它規定的期間核查，是指組織根據自行編制的期間核查程序，為保持對設備校準狀態的可信度，在兩次檢定（校準）之間進行的核查。即對射線檢驗設備不僅要執行計量管理部門要求的檢定工作，還需要在兩次檢定之間對設備進行核查或檢查，通過內部校準保證檢驗設備在檢定期間內的質量和性能。

因此，保證射線檢驗設備質量和性能的適宜管理方法，是將計量管理部門要求的定期檢定和內部校準進行結合，形成優化的定期校驗（含外部檢定和內部校準）管理模型。

二、內部校準的工作和管理原則

國家允許企業對非強制檢定的設備器具進行內部校準，但必須滿足CNAS-CL31：2011《內部校準要求》中的相關要求。

開展設備器具內部校準的組織，應申請或已獲CNAS認可的檢測實驗室，且只能針對與認可能力相關的測量設備的內部校準，校準結果僅能用于內部需要。

從事核電設備射線檢驗的機構，其實驗室實施內部校準應優先采用行業的標準方法，如相應的JJG、JJF等，當沒有標準方法時，也可使用經審批生效后的自編方法、測量設備制造商推薦的方法等非標方法。

重要的是，內部校準活動應滿足CNAS對校準領域測量不確定度的要求。以下以典型的射線檢驗設備黑白密度計為例，討論測量示值誤差不確定度的評定。

三、測量示值誤差不確定度評定示例

1.測量不確定度評定的意義

真值與實際測量數值之差為測量誤差，測量誤差是不可避免的，只能估計在一定的概率下達到的誤差限，這種測量的誤差限被稱為測量不確定度。測量結果必須包含不確定度才是完整并且有效的。

2.被測儀器和測量環境條件

本次測量的環境條件是環境溫度25℃、相對濕度60%。 被測黑白密度計的型號是JD-210A（證書編號2013F40-10-000792，有效期限2013年9月18日），最大光學密度為5.0，分辨率為0.01。

測量用黑白密度片的型號是DV-8（證書編號2013F40-10-000319，有效期限2014年3月13日）,不確定度在k=2時為U=0.007(0.0＜D≤2.0），U=0.013(2.0＜D≤4.0）。

3.測量方法及黑白密度計示值誤差的不確定度分量

測量方法參照JJG 920-1996《漫透射視覺密度計檢定規程》。對于一個實際測量過程，不確定度一般包含幾個分量，可按以下方法進行評定。

（1）不確定度的A類評定。用對測量列進行統計分析的方法來評定。

（2）不確定度的B類評定。不是用測量列來統計分析，而是基于經驗或其他信息所認定的概率分布來評定。

（3）合成標準不確定度。當測量結果由其他一些量的值導出時，由其他量的方差算出測量結果的標準不確定度。

（4）擴展不確定度。確定測量結果區間的量，合理賦予被測量值分布與較高的置信水平。

本例中，具體不確定度分量及預估見表1。

表1 不確定度分量及預估

4.黑白密度計示值誤差的不確定度分量討論

（1）測量重復性引起的不確定度分量討論。測量重復性引起的不確定度分量屬于不確定度的A類評定，是由于每次測量條件的不一致，儀器本身的不穩定造成的隨機誤差。該誤差帶有隨機性，用統計的方法確認。

事先進行多次的獨立重復測量，其實驗標準差為s（xi），隨后的規范化常規測量是由一次測量直接給出測量結果，則該測量結果的標準不確定度u(xi)就等于事先評定的實驗標準差，即u(x)=s（xi）。

在相同條件下，選取密度標稱值為2.0、4.0各進行m=3次測量，取其平均值作為測得量值，三次的測量平均值分別為

為了確定重復性所引起的不確定度分量，用被測黑白密度計測量黑白密度片標稱值為2.0、4.0的兩級，獨立重復進行10次測量，得到的數據見表2。

表2 測量數據

由上述計算，可得不確定度

（2）黑白密度計分辨率引起的不確定度分量。被測儀器分辨率引起的不確定度屬于不確定度B類評定。本案例中，被測的黑白密度計分辨率為0.01，均勻分布，區間半寬為0.005。由此得到

（3）黑白密度片引起的不確定度分量。黑白密度片是進行黑白密度計校準的標準物質，其引起的不確定度分量屬于不確定度B類評定，基于實驗或其他信息來估計，含有主觀鑒別的成分。

由黑白密度片的校準證書，給出黑白密度片的擴展不確定度U=0.007(0＜D≤2.0)，k=2；U=0.013(2.0＜D≤4.0)，k=2。由此

（4）合成標準不確定度。對以上數據進行整理，各不確定度分量的標準不確定度值見表3。

表3 測量不確定度分量

由此可得合成標準不確定度

（5）擴展不確定度。當被測量值接近正態分布時，取置信概率P=95%，k= t95≈2.0

由上述分析和計算可得，黑白密度計示值誤差測量結果的合成標準不確定度為U95=0.011（0＜D≤2.0），置信水準p=95%，包含因子k=2；U95=0.018（2.0＜D≤4.0），置信水準p=95%，包含因子k=2。

四、結語

基于以上觀點和分析，已逐步開展了部分設備的內部校準工作，包括黑白密度計、γ射線探傷機等設備建立了內部校準規范，實施完成了多次內部校準。近1年多來，在HAF601、ISO 9001、國家實驗室、國家計量認證等體系審查中，各評審組在核查相關記錄后，均認可了我單位的內部校準工作。

[1]CNAS-CL14：2010.檢測和校準實驗室能力認可準則在無損檢測領域的應用說明[S].中國合格評定國家認可委員會，2010.

[2]JB/T 4730.2-2005 承壓設備無損檢測第2部分[S].射線檢測.國家發展和改革委員會，2005.

[3]JJF 1001-2011 通用計量術語及定義[S].國家質量監督檢驗檢疫總局，2011.

[4]CNAS-CL31:2011 內部校準要求[S]. 中國合格評定國家認可委員會，2011.

[5]謝常歡.無損檢測儀器設備校準或核查要求的探討[J].無損檢測.2011，33(9).

[6]葉軍安等.對用工作級密度片檢定透射式黑白密度計的看法[D].中國計量測試學會光輻射計量學術研討會論文集，2011.

[7]高玉英.基于貝葉斯理論的動態不確定度評定方法研究[M].

[8]JJF 1059-1999測量不確定度評定與表示[S].

TL4

：B

：1671-0711（2014）10-0052-03

2014-08-05）