Метрологическая экспертиза технической документации -условие выпуска качественной продукции

-Ф-

Ф-

_ СТАНДАРТИЗАЦИЯ. СЕРТИФИКАЦИЯ. _

КАЧЕСТВО

УДК 389

МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ -УСЛОВИЕ ВЫПУСКА КАЧЕСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ

Д.А. Андреев, канд. техн. наук, В.В. Телешов, докт. техн. наук

Рассмотрены законодательные и рекомендуемые директивными документами требования к проведению метрологической экспертизы технической документации, указаны задачи метрологической экспертизы и требования, которым должна соответствовать разрабатываемая техническая документация.

Ключевые слова: метрологическая экспертиза, техническая документация, задачи и порядок проведения.

Metrological Examination of Production Forms and Records is a Pre-condition of High-Quality Product Manufacture. D.A. Andreyev, V.V. Teleshov.

Requirements, both legislative ones and those recommended by executive directives, imposed on making of metrological examination of production forms and records are discussed. Tasks of the metrological examination and requirements imposed on production forms and records are specified.

Key words: metrological examination, production forms and records, tasks and procedure of making.

Выпуск любой продукции, особенно наукоёмкой, начинается с разработки технической и технологической документации, описывающей процесс производства и качество готовых изделий (техническое задание, карта опыта, технологическая инструкция, технические условия, методики контроля и т. д.). В подавляющем большинстве подобных документов присутствуют количественные показатели качества выпускаемой продукции, требующие проведения измерений с получением количественного выражения определенных величин, например, в простейшем случае -определение массы сдаваемой продукции с помощью соответствующих средств измерений. Проведение любых измерений требует соблюдения определенных условий, обеспечивающих достоверные результаты, не вызывающие сомнения в полученных данных.

Эти вопросы изучает и регулирует метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения единства и требуемой точности измерений. Создание единого подхода к измерениям гарантирует взаимопонимание, возможность унификации и стандартизации методов и средств измерений, взаимного признания результатов измерений.

Для реализации этого результаты измерений должны быть выражены в узаконенных единицах величин, и погрешности измерений не должны выходить за установленные границы с заданной вероятностью. Эти условия обеспечивает единство измерений, правила и нормы для которого установлены в Федеральном законе Российской Федерации от 26 июня 2008 г. № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» (далее - Закон).

-Ф-

-Ф-

СТАНДАРТИЗАЦИЯ. СЕРТИФИКАЦИЯ. КАЧЕСТВО

В Законе определены сферы деятельности, в которых соблюдение метрологических правил и норм обязательно и на которые распространяется государственный метрологический контроль и надзор. В частности, к деятельности металлургического предприятия можно отнести следующие, упомянутые в Законе виды деятельности: торговые операции и взаимные расчеты между покупателем и продавцом; производство продукции, поставляемой по контрактам для государственных нужд; испытания и контроль качества продукции в целях определения соответствия обязательным требованиям государственных стандартов РФ. На предприятии должна быть создана метрологическая служба, выполняющая работы по обеспечению единства измерений и осуществляющая метрологический контроль и надзор за состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками измерений, соблюдением метрологических правил и норм, нормативных документов по обеспечению единства измерений.

Если при соблюдении требований, обеспечивающих единство измерений, результаты измерений получены с требуемой точностью для решения поставленной задачи, то говорят о метрологическом обеспечении, т.е. об установлении и применении научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений при решении поставленной научной или технической (производственной) задачи. На предприятиях, являющихся юридическими лицами, согласно Закону создаются Метрологические службы для выполнения работ по обеспечению единства и требуемой точности измерений и для осуществления метрологического контроля и надзора.

Метрологическая экспертиза технической документации (МЭТД) является частью общего комплекса работ по метрологическому обеспечению разработки, подготовки к выпуску, производства, испытания и контроля изделий. Она осуществляется экспертами метрологической службы предприятия в соответствии с Законом, действующими стандартами и другой нормативной документа-

цией, устанавливающей метрологические правила, положения и нормы. Для получения права на проведение МЭТД метрологическая служба предприятия проходит аккредитацию согласно правилам по метрологии ПР50.2.013-97 «Порядок аккредитации метрологических служб юридических лиц на право аттестации методик выполнения измерений и проведения метрологической экспертизы документов».

При осуществлении МЭТД проводится анализ и оценка правильности применения метрологических требований, правил и норм, в первую очередь связанных с единством и точностью измерений; проверяется компетентность технических решений в части метрологического обеспечения, т.е. выбора измеряемых параметров, установления требований к погрешности измерения, выбора методов и средств измерений, возможности проведения поверки выбранных средств измерений.

Ниже рассмотрены законодательные и рекомендуемые директивными документами требования к проведению МЭТД и обсуждены наиболее часто встречаемые ошибки при оформлении технической документации на основе анализа заключений, сделанных метрологической службой ОАО ВИЛС, по МЭТД нескольких сотен документов, относящихся к металлургическому производству.

Требования к проведению МЭТД

МЭТД проводят согласно рекомендациям МИ 2267-2000 «Метрологическая экспертиза технической документации» Всероссийского научно-исследовательского института метрологической службы (ВНИИМС) и рекомендациям по межгосударственной стандартизации РМГ 63-2003 «Метрологическая экспертиза технической документации» Межгосударственного совета по стандартизации, также разработанным ВНИИМС.

При метрологической экспертизе выявляют ошибочные или недостаточно обоснованные решения, вырабатывают рекомендации по конкретным вопросам метрологического обеспечения. Метрологическая экспертиза включает метрологический контроль техни-

-Ф-

-Ф-

СТАНДАРТИЗАЦИЯ. СЕРТИФИКАЦИЯ. КАЧЕСТВО

ческой документации - проверку технической документации на соответствие конкретным метрологическим требованиям, установленным в стандартах и других нормативных документах. В первую очередь осуществляется проверка на соответствие РМГ 29-99 «Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения» использованных в документации метрологических терминов, а также на соответствие требованиям ГОСТ 8.417-2002 «Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин» наименований и обозначений, указанных в технической документации единиц физических величин. Необходимо учитывать требования ГОСТ 2.105-95 «Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам» в части обеспечения требований к выполнению текстовых документов на изделия машиностроения, приборостроения и строительства.

Общая цель метрологической экспертизы -обеспечение эффективности метрологического обеспечения, выполнение общих и конкретных требований к метрологическому обеспечению наиболее рациональными методами и средствами. Конкретные цели метрологической экспертизы определяются назначением и содержанием технической документации.

Основные виды технических документов, подвергаемых метрологической экспертизе, приведены в РМГ 63-2003. Это технические задания, отчеты о НИР, технические условия, проекты стандартов, эксплуатационные и ремонтные документы, программы и методики испытаний, технологические инструкции и регламенты, технологические карты, проектная документация. В нормативных документах (стандартах предприятия), устанавливающих порядок проведения метрологической экспертизы на конкретных предприятиях, перечень документов может быть дополнен и указан более конкретно. В обязательном порядке метрологической экспертизе подлежит документация, регламентирующая и содержащая метрологические характеристики средств измерений - характеристики свойств средств измерений, оказывающие влияние

на результаты и погрешности измерений, номенклатура которых регламентирована ГОСТ 8.009-84 «ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений».

РМГ 63-2003 определяет следующие основные задачи метрологической экспертизы технической документации:

- идентификация объекта измерений и его параметров, подлежащих измерениям;

- определение оптимальной точности измерений;

- рациональный выбор средств и методик измерений;

- контроль метрологических терминов, наименований измеряемых величин и обозначений их единиц.

Согласно РМГ 63-2003 при организации метрологической экспертизы должен быть разработан документ, устанавливающий порядок проведения метрологической экспертизы на конкретном предприятии. В ОАО ВИЛС таким документом является Стандарт предприятия «Метрологическое обеспечение. Организация и порядок проведения метрологической экспертизы документации» в системе качества. В нем согласно РМГ 63-2003 сформулированы следующие задачи метрологической экспертизы документации:

- определение оптимальной номенклатуры измеряемых параметров при контроле с целью обеспечения эффективности и достоверности контроля качества; определение оптимальной номенклатуры применяемых средств измерений;

- установление соответствия показателей точности измерений требованиям обеспечения оптимальных режимов технологических процессов;

- установление полноты и правильности требований к средствам измерений и методикам измерений (МИ);

- установление соответствия показателей точности измерения требованиям эффективности и достоверности контроля;

- выявление возможности преимущественного применения унифицированных, автоматизированных средств измерений, обеспечивающих получение заданной точности измерений;

"Ф

-Ф-

СТАНДАРТИЗАЦИЯ. СЕРТИФИКАЦИЯ. КАЧЕСТВО

- оценка выбора средств измерений, обеспечивающих минимальные трудоемкость и себестоимость контрольных операций при заданной точности;

- оценка соответствия производительности средств измерений производительности технологического оборудования;

- установление правильности наименований и обозначений физических величин и их единиц;

- установление правильности указаний по организации и проведению измерений для обеспечения безопасности труда;

- оценка обеспечения конструкцией изделия или технологией производства возможности контроля необходимых параметров в процессе изготовления, испытания, эксплуатации и ремонта изделий (контролепригодность конструкции) или при реализации технологического процесса;

- установление преимущественного применения стандартизованных МИ;

- определение наличия стандартных или специальных программ обработки результатов измерений на ЭВМ и соответствия их требованиям, предъявляемым к обработке результатов измерений (округление, разрядность и т.п.), а также к формам представления результатов измерений, контроля и испытаний;

- установление наличия и правильности выбора климатических условий проведения измерений;

- установление правильности применения метрологических терминов и определений, обозначений типов средств измерений в соответствии со стандартами, техническими условиями и справочно-информационной документацией на них.

В рамках решения этих задач проверяется, в частности, соответствие документации следующим требованиям:

- указаны измеряемые (контролируемые) величины и точность их измерения, приведены средства и методики измерений (неопределенность трактовки подлежащей измерению величины может привести к невозможности выбора соответствующего средства измерения);

- отсутствует избыточность измеряемых параметров, которая может привести к неоправданным затратам на измерения и поверку средств измерений;

- если средства измерения используются для целей фиксации состояния процесса или технологического оборудования (наличие или отсутствие напряжения питания, давления и т. п.), т. е. если они служат индикаторами, то средства измерения могут быть заменены соответствующими сигнализаторами или подобными устройствами без непосредственного измерения контролируемых параметров;

- методики измерений должны быть аттестованы в организации, аккредитованной на право аттестации МИ.

Применяемые в технической документации метрологические термины должны соответствовать рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 29-99. Правильное использование терминологии -залог предотвращения типичных ошибок и неоднозначности в содержании технической документации.

На МЭТД представляется оригинал документа в печатном виде при наличии подписей лиц, ответственных за разработку документа, и руководителя подразделения-разработчика документа. Согласно РМГ 63-2003 ответственность за качество технической документации возлагается на разработчика документа, который учитывает результаты МЭТД и вносит исправления в документ. Для исключения появления в документе неточностей и опечаток после того, как он прошел метрологическую экспертизу, окончательное визирование (подпись) документа уполномоченным лицом метрологической службы происходит перед его утверждением руководством предприятия (после внесения в документ исправлений согласно результатам МЭТД).

Чем лучше разработчик документа знаком с метрологическими требованиями к обеспечению единства измерений и связанными с этим правилами, положениями и нормами, которые учитываются при проведении МЭТД, тем выше его квалификация и меньше замечаний, касающихся основных положений технического документа.

"Ф

-Ф-

СТАНДАРТИЗАЦИЯ. СЕРТИФИКАЦИЯ. КАЧЕСТВО

Как показывает практика, большинство ошибок в документах связаны с применением правил выполнения текстовых документов, использованием метрологических терминов, наименований измеряемых величин и обозначений их единиц.

Наиболее часто нарушаемые

правила написания и обозначения единиц физических величин

Рассмотрим действующие в этой области требования отдельных директивных документов.

В ГОСТ 2.105-95 содержатся многочисленные требования, обеспечивающие единый подход к выполнению различных текстовых документов, которые необходимо использовать на практике для более четкого изложения содержимого и исключения возможности различного толкования документа. При этом относительно предмета МЭТД наиболее часто нарушаются следующие требования.

В тексте документа не допускается:

- применять обороты разговорной речи, техницизмы, профессионализмы;

- применять для одного и того же понятия различные научно-технические термины, близкие по смыслу (синонимы), а также иностранные слова и термины при наличии равнозначных слов и терминов в русском языке;

- применять произвольные словообразования;

- применять сокращения слов, кроме установленных правилами русской орфографии и соответствующими государственными стандартами, а также указанных в документе (перечень допускаемых сокращений слов приведен в ГОСТ 2.316-2008 «Правила нанесения надписей, технических требований и таблиц на графических документах. Общие положения»);

- сокращать в тексте обозначения единиц физических величин, если они употребляются без цифр.

В тексте документа, за исключением формул, таблиц и рисунков, не допускается:

- применять математический знак минус (-) перед отрицательными значениями величин (следует писать слово «минус»);

- применять знак «0» для обозначения диаметра (следует писать слово «диаметр»).

- применять без числовых значений математические знаки, например > (больше),

< (меньше), = (равно), 1 (больше или равно),

< (меньше или равно), ф (не равно), а также знаки № (номер), % (процент).

Условные буквенные обозначения, изображения или знаки должны соответствовать принятым в действующем законодательстве и государственных стандартах. В тексте документа перед обозначением параметра дают его пояснение, например «Временное сопротивление разрыву ств».

При необходимости применения условных обозначений, изображений или знаков, не установленных действующими стандартами, их следует пояснять в тексте или в перечне обозначений. В ГОСТ 2.136-2008 (Приложение А) предложены, в частности, следующие сокращения: деталь (дет.), класс точности (кл.), количество (кол.), метрологический контроль (метр. контр.), предельное отклонение (пред. откл.), смотри (см.), стандарт (станд.), твердость (тв.), техническое требование (ТТ), техническое условие (ТУ), техническое задание (ТЗ), точность (точн.), шероховатость (шерох.), штук (шт.), экземпляр (экз.).

В тексте документа числовые значения величин с обозначением единиц физических величин и единиц счета следует писать цифрами, а числа без обозначения единиц физических величин и единиц счета от единицы до девяти - словами.

Единица физической величины одного и того же параметра в пределах одного документа должна быть постоянной. Если в тексте приводится ряд числовых значений, выраженных в одной и той же единице физической величины, то ее указывают только после последнего числового значения, например: 1,50; 1,75; 2,00 мм.

Если в тексте документа приводят диапазон числовых значений физической величины, выраженных в одной и той же единице, то обозначение единицы физической величины

-Ф-

-Ф-

СТАНДАРТИЗАЦИЯ. СЕРТИФИКАЦИЯ. КАЧЕСТВО

указывается после последнего числового значения диапазона, например: «Допускаемая температура нагрева от 200 до 250 °С».

Недопустимо отделять единицу физической величины от числового значения (переносить их на разные строки или страницы).

Числовые значения величин в тексте следует указывать со степенью точности, которая необходима для обеспечения требуемых свойств изделия, при этом в ряду величин осуществляется выравнивание числа знаков после запятой.

ГОСТ 8.417-2002 устанавливает в соответствии с Законом обязательное применение в РФ единиц физических величин согласно Международной системе единиц (СИ). Международная система единиц состоит из семи основных единиц, двух дополнительных единиц и необходимого числа производных единиц.

Основными единицами в СИ являются: единица длины - метр (м), единица массы -килограмм (кг), единица времени - секунда (с), единица силы электрического тока - ампер (А), единица термодинамической температуры - кельвин (К), единица силы света - канде-ла (кд), единица количества вещества - моль (моль). Кроме термодинамической температуры (обозначение Т в кельвинах, К), допускается применять также температуру Цельсия (обозначение £ в градусах Цельсия, °С).

Три первые единицы (метр, килограмм, секунда) позволяют образовать производные единицы для измерения механических и акустических величин. При добавлении к ним четвертой единицы - кельвина - можно образовать производные единицы для измерения тепловых величин.

Единицы метр, килограмм, секунда, ампер служат основой для образования производных единиц в области электрических, магнитных измерений и измерений ионизирующего излучения. Единица моль используется для образования единиц в области физико-химических измерений.

Единица плоского угла - радиан - и единица телесного угла - стерадиан - используются для образования производных единиц, связанных с угловыми величинами. В практических задачах для измерения угловых вели-

чин используют единицы - угловой градус, минута, секунда.

Производные единицы образуют с помощью уравнений связи между производной единицей и основными единицами. К ним, например, относятся единицы площади (м2), объема (м3), скорости (м/с), плотности (кг/м3) и т. д. Часть производных единиц СИ имеет специальные наименования в честь выдающихся ученых, краткие обозначения которых записывают с прописной (заглавной) буквы, хотя наименование единицы в тексте пишется со строчной буквы. Эти единицы по ГОСТ 8.417-2002 в неполном перечне приведены в табл.1.

Без ограничения срока наравне с единицами СИ допускается применение внесистемных единиц: массы - тонна (т); времени -минута, час, сутки (мин, ч, сут); объема - литр (л); энергии - киловатт-час (кВт • ч).

Если в документации при характеристике оборудования или показателей качества

Таблица 1

Некоторые производные единицы СИ, имеющие специальные наименования и обозначения, часто используемые в металлургическом производстве

Наименование

величины Наиме- Русское

нование обозначение

Частота герц Гц

Сила ньютон Н

Давление паскаль Па

Энергия, работа, джоуль Дж

количество теплоты

Мощность ватт Вт

Электрическое вольт В

напряжение

Электрическое ом Ом

сопротивление

Электрическая сименс См

проводимость

Силаэлектрического ампер А

тока

Термодинамическая кельвин К

температура

Температура Цельсия градус Цельсия °С

Единица

"Ф

-Ф-

СТАНДАРТИЗАЦИЯ. СЕРТИФИКАЦИЯ. КАЧЕСТВО

-Ф

Таблица 2 Соотношение некоторых внесистемных единиц с единицами СИ

Наименование величины Единица

Наименование Русское обозначение Соотношение с единицей СИ

Длина ангстрем микрон (микрометр) А мкм 1-10-10 м 1-10-6м

Сила, вес дина килограмм-сила тонна-сила дин кгс тс 1-10-5Н 9,80665 Н

Давление килограмм-сила на квадратный сантиметр миллиметр водяного столба миллиметр ртутного столба торр кгс/см2 мм вод. ст. мм рт. ст. торр 98066,5 Па (точно) 9,80665 Па (точно) 133,322 Па 133,322 Па

Напряжение

Работа, энергия эрг эрг 1-10-7 Дж

Мощность лошадиная сила л. с. 735,499 Вт

Удельное электрическое сопротивление ом-квадратный миллиметр на метр Ом-мм2/м 1-10-6 Ом-м

Количество теплоты калория

Плоский угол градус о (я/180) рад

Угол поворота оборот об 2п рад = 6,28 рад

продукции наряду с единицами системы СИ приводится их числовое значение в ранее применяемых или внесистемных единицах, то необходимо учитывать соотношение между ними.

В ГОСТ 8.417-2002 приводится соотношение некоторых внесистемных единиц с единицами СИ. Эти соотношения для некоторых единиц приведены в табл. 2.

В ГОСТ 8.417-2002 приведены правила написания обозначений единиц, которыми следует руководствоваться при изложении результатов измерений. Невыполнение этих правил часто является предметом замечаний при МЭТД. Наиболее распространено нарушение следующих правил:

- обозначения единиц необходимо применять только с числовыми значениями

(в тексте следует записывать полное наименование единицы);

- между числовым значением единицы и ее обозначением необходимо оставлять пробел за исключением обозначений в виде знака, поднятого над строкой, перед которым пробел не оставляют - например, обозначение плоского угла 60° (не путать с обозначением температуры 60 °С);

- обозначения единиц, наименования которых образованы по фамилиям ученых, должны записываться с прописной (заглавной) буквы;

- при указании значений величин с предельными отклонениями обозначения единиц следует приводить после каждого значения или заключать числовые значения в скобки, а обозначения единиц ставить после них;

-Ф-

-Ф-

СТАНДАРТИЗАЦИЯ. СЕРТИФИКАЦИЯ. КАЧЕСТВО

Таблица 3

Соотношение ранее применяемых единиц измерений механических свойств материалов с единицами СИ

Свойство Ранее применяемая единица Соотношение с единицей системы СИ

Механическое напряжение (давление): ств> а0,2 ит- п- кгс/мм2 9,807 МПа

Коэффициент интенсивности напряжения: Кс ит- п- кгс/мм3/2 0,3101 МПа^/м

Энергия и работа: кси, КСТ кгс*м/см2 9,807 Дж/см2

Таблица 4 Соотношение единиц СИ, используемых для измерений механических свойств материалов, с ранее применяемыми единицами

Свойство Единица системы СИ Ранее применяемая единица

Механическое напряжение (давление): ств> а0,2 ит- п- МПа 0,1020 кгс/мм2

Коэффициент интенсивности напряжения: к1с кс ит- п- МПал/м 3,225 кгс/мм3/2

Энергия и работа: кси, КСТ Дж/см2 0,1020 кгс • м/см2

- при перечислении нескольких измеряемых значений обозначение единиц ставят после последней цифры;

- обозначения единиц помещают за числовыми значениями величин и в строку

с ними без переноса на другую строку или страницу;

- в обозначениях единиц точку какзнаксо-кращения не ставят;

- при указании производной единицы, состоящей из двух и более единиц, не допускается комбинировать буквенные обозначения и наименования единиц, т. е. для одних единиц указывать обозначения, а для других -наименования.

Переход на систему единиц СИ привел к необходимости изменения единиц, используемых для измерения механических свойств материалов. Соотношение между используемыми ранее единицами и единицами СИ, а также обратные соотношения, приведены в табл. 3 и 4.

Следует учитывать, что единица МПа (ме-гапаскаль) равна отношению МН/м2 (мега-ньютон на квадратный метр) и Н/мм2, а единица МПаТм равна МН/м3/2.

Количество значащих цифр в переводных коэффициентах и в итоговых результатах следует выбирать с учетом погрешности измерений испытательного оборудования. При измерении прочностных характеристик и ударной вязкости целесообразно использование переводного коэффициента 9,8, а при измерении вязкости разрушения 0,31.

Заключение

Производство качественной продукции, удовлетворяющей требованиям заказчика, невозможно без технической документации, разработанной с учетом норм и правил метрологии.

Такая документация обеспечивает:

- стабильность технологии, благодаря контролю технологических параметров с помощью поверенных средств измерения, обеспечивающих измерение с требуемой погрешностью;

- получение достоверных результатов контроля качества продукции в узаконенных единицах величин, не вызывающих сомнения у ее потребителей.