冶金檢測實驗室化學分析質量的控制方法

曹 蕾，李曉超，陳 搖，楊曉飛

（成都航利（集團）實業有限公司，四川 成都 611936）

對于冶金檢測實驗室化學分析工作來說，做好質量控制工作是非常重要的。實驗室質量控制是指通過統計技術對檢測過程中的誤差進行分析，對和檢測有關的各環節進行控制，從而將誤差控制在允許的范圍之內，確保檢測結果的準確性。實驗室化學分析質量的控制方法有很多，本文從質量控制計劃、能力驗證、測量審核、實驗室間比對、留樣再測、空白試驗、比對、加標回收等方面對實驗室化學分析質量控制方式進行了探析，并且介紹了冶金檢測實驗室化學分析檢測質量控制的實例，希望對提高冶金檢測實驗室化學分析質量工作提供一定的參考。

1 實驗室質量控制概述

1.1 實驗室質量控制的內容

檢測實驗室的質量控制通常包括兩部分，分別是外部質量控制和內部質量控制。其中，前者是通過實驗室以外的技術質量控制手段，對檢測結果進行控制，保證檢測結果準確性的一種方式，具體包括能力驗證、實驗室間比對以及測量審核等方面；后者則是利用實驗室內部資源，對實驗過程進行控制，保證實驗室檢測結果的有效性，常用的方式包括空白試驗、重復檢測、加標回收、比對等，實驗室內部的比對方法有很多種，包括標樣核對、方法比對、留樣再測、設備比對和人員比對等多種方式。在實際應用過程中，實驗室可以根據自身的實際情況來選擇合適的質量控制措施對檢測過程進行質量控制，并且對質量控制結果進行分析和評價。

1.2 質量控制計劃

檢測實驗室需要建立和實施質量控制計劃，對檢測過程進行控制。通過建立和實施質量控制計劃可以有兩方面作用：一方面，證明試驗過程是受控的；另一方面可以對檢測結果的可靠性和準確性進行有效評價。在質量控制計劃中，應明確具體的檢測項目以及質量控制方法等內容；同時，還應對質量控制的頻率以及限值等進行明確的規定，并且明確如果出現超出限值等的情況應采取的措施。實驗室所有的檢測技術、方法，都應列入到質量控制計劃中，通過質量控制計劃對其進行控制。

1.3 重復性限和再現性限

在質量控制工作中，重復性和再現性是重要的指標。重復性和再現性是精密度的兩個極端情況，前者描述的是變異最小的情況，而后者描述的是變異最大的情形。重復性通常用重復性標準差或者是重復性限來表示，即r，這是一個數值，在重復性條件下，兩個測試結果的絕對差小于或等于此數值的概率為95%；再現性通常用再現性標準差或者是再現性限表示，再現性限也是一個數值，即R，在再現性條件下，兩個測試結果的絕對差小于或者等于此數值的概率為95%。

2 檢測實驗室化學分析質量的控制方法

2.1 能力驗證和測量審核

能力驗證是一種實驗室間的比對措施，通過對參加能力驗證的各個實驗室提供的檢測結果進行比對，根據預先制定的準則來對參加者的能力進行評價，這種方式非常有效。中國合格評定國家認可委員會每年都會制定能力驗證計劃，實驗室可以通過查詢這一計劃，選擇適合自己參加的項目，對自身的檢測能力進行檢驗。實驗室在報名之后，在能力驗證開始后會收到檢測樣品，接收到檢測樣品之后，按照規定方案對樣品進行檢測，并且在規定的時間內將檢測結果提交給能力驗證的組織結構，該機構會對參與能力驗證的各實驗室提交的結果進行統計分析，并且出具能力驗證結果報告，實驗室通過這一報告可以對自身的檢測能力進行評價。若得到的是滿意結果，則說明實驗室具有良好的檢測能力，反之則說明檢測能力存在不足，實驗室應進行復檢，同時采取糾正措施，改進自身的檢測能力。能力驗證可以真實地檢驗實驗室的檢測能力，識別實驗室在檢測過程中存在的問題，但是并不是所有檢測項目都能夠進入到能力驗證計劃之中的，因此應采取一種方式來進行補充，即測量審核。測量審核工作按照以下程序進行：參與者對被測試物進行實際的檢測，然后將檢測結果來和參考值進行比對，從而檢測參與者的檢測能力，根據結果來對參與者的能力進行驗證。

2.2 實驗室間比對

實驗室間比對也是一種常用的質量控制方式，實驗室比對會預先制定條件，然后由兩個或以上的實驗室參加，對相同或者是相近的樣品進行檢測和評價。通過這樣方式，可以獲得對于同一樣品，不同實驗室的檢測結果，從而識別出不同實驗室中的差異，并且對實驗室中存在的問題進行判斷。實驗室間比對有兩種形式，可以由實驗室自己進行組織，也可以參與其它實驗室組織的，不過為了提高實驗室間比對的效果，應選擇具有一定檢測能力的實驗室進行比對，如獲得了CNAS認可、資質認定的實驗室，或者是行業內權威的實驗室。通過進行實驗室間的比對，找出和其它實驗室之間存在的差異，查找出自身存在的問題，并針對問題進行改進，提高自身的檢測能力。相較于能力驗證，實驗室間比對的特點在于具有更好的靈活性，可以作為一種常用手段來應用。

2.3 留樣再測

實驗室內部質量控制措施是保證實驗室檢測質量的重要手段，也是比較方便便捷的方法，在實驗室檢測質量控制工作中非常常用。留樣再測是指在合理的時間間隔內，在不同時間對同一樣品進行檢測，即樣品檢測完成之后，將樣品按照相關保存條件保存好，間隔一段時間后再次進行檢測，通過對兩次檢測測定結果的一致性進行判斷，來檢驗檢測過程是否存在問題，對檢測數據的可靠性和穩定性進行驗證。通常會根據兩次測試的擴展不確定度或標準方法規定的再現性限來對試驗結果進行統計分析和評價，如果對兩次的檢測結果進行分析之后，判斷其符合評價要求，則說明檢測結果可靠，該檢測能力持續有效。如果判斷其不符合評價的要求，則需要分析出現問題的原因，并采取措施進行糾正，在需要時應對前期的檢測結果進行追溯。如果無法獲得再現性限和測試不確定度，則可以參考平行試驗的允許差來進行評價，兩次實驗的結果應不超過平行實驗的允許差。

2.4 加標回收

加標回收實驗是實驗室內最常用的質量控制措施，其通常按照以下方式進行：選擇待測樣品，最好是空白樣品添加一定量待測組分的標準物質，然后在相同的檢測條件下，對加標樣品和待測樣品進行檢測，計算出加標回收率，根據回收率判斷檢測能力是否達到要求。通過加標回收試驗能夠判斷出方法的系統誤差，判斷檢測過程中是否存在干擾因素影響試驗的準確性，從而判斷出能否應用該方法來檢測樣品。

加標回收工作應按照CNAS－CL01－A002《檢測和校準實驗室能力認可準則在化學檢測領域的應用說明》中的要求來進行，在該標準中要求在對樣品分析之前進行加標，在以下情況下應至少進行一次加標回收：每制備一批樣品；每檢測20個樣品；每個基體類型，對于加標的濃度也有要求，其需要在標準曲線的中間濃度范圍，或者和樣品中分析物的濃度相近，而且確保加入的添加物的量不能夠對樣品基體造成明顯的影響。具體來說，應滿足以下幾方面的要求：

（1）加標物的形態需要和待測物一致；

（2）加標量最好和樣品中待測組分的含量相近；對加標量進行控制，不能夠對樣品容積造成影響；

（3）如果待測組分的含量比較高，超過校準曲線的中間值，此時應對加標量進行控制，將其控制在待測值的一半左右，加標量不能夠超過方法檢測上限的90%。

加標回收率按照以下公式進行計算：回收率= ( 加標試樣測定值-試樣測定值) ÷加標量×100%。根據加標回收率對檢測過程的準確性進行判斷，判斷檢測值是否可信。

2.5 比對試驗

比對試驗是一種有效地質控手段，體現了重復性和再現性，實驗室內可以應用的比對方法有很多，包括人員比對、設備比對、留樣再測、標準物質核查以及方法比對等，通過不同的比對方式，可以對人員、設備等的檢測能力進行考察，下面對這幾種比對方式進行介紹。

（1）人員比對。這種方式是指采用同樣的設備、方法，在相同條件下由不同人員對同一樣品進行檢測，并對獲取的數據進行評價的方式；這種方法常用于新員工的技術能力檢驗，也可以作為檢驗檢測人員能力的一種手段。

（2）儀器比對。這種方式是指由相同的檢測人員，在相同的檢測條件下，應用相同的檢測方法進行試驗，然后由不同的檢測儀器進行檢測，通過評價檢測結果來確定儀器間的差異，通過這樣的方式可以對儀器的可信度進行評價。

（3）方法比對。這種方式是指由相同的檢測人員，在相同的檢測條件下，使用相同的設備，采用不同的檢測方法來進行試驗，通過對試驗數據進行評價來確定方法的差異。這種方式可以確定某種方法是否能夠適用于預期的用途。

3 化學分析檢測質量實例

3.1 方法比對

在冶金檢測實驗室中，火花發射光譜法和X熒光分析方法都有重要應用，這兩種方法是一種相對的檢測技術，儀器配制的工作曲線的標準樣品與生產實際檢測樣品存在結構性的差異，因此在進行冶煉鋼種的檢測工作中，為了保證檢測結果的準確性，實驗室通常需要定期的從生產樣品中收集部分樣品，然后采用其它的化學方法對這部分樣品進行檢測，然后對這些數據進行統一的分析，通過對結果進行評價來判斷其是否存在系統偏差，若發現問題則根據標樣和控制樣檢測控制圖等的情況來對工作曲線進行修正。

3.2 平行分析

在應用電感耦合等離子體原子發射光譜對鋼種的Als進行測量時，為了保證檢測結果的準確性，通常在進行一批次樣品的分析時，會對同一樣品進行兩次平行分析，通過檢測結果來確認檢測的精密度。通過這樣的方式來對試驗結果進行控制，若精密度滿足標準要求，則說明該批次樣品檢測結果可信，反之則說明檢測結果可疑，需要再次進行檢測。

4 結論

在冶金檢測實驗室化學分析工作中，檢測結果的質量是非常重要的，因此需要做好檢測工作。這需要實驗室從每個細節出發，從實驗室基礎出發，采用多樣化的質量控制手段，找出影響化學分析實驗的根源性因素，并制定針對性的解決策略，對實驗室的質量控制進行優化，保證實驗室化學分析檢測的質量。