Porovnání jednotlivých měřicích systémů: Laboratorní kruhová zkouška od nezávislého poskytovatele poskytuje spolehlivé údaje o kvalitě měření

Na letošní akci parts2clean představuje Centrum excelence v čištění (CEC) Leonberg jako příklad plně funkční čistící zařízení včetně celé řetězce procesů pro analýzu kvality. Na společném projektu sítě se podílí 20 společností. Zdroj: Nerling Systemräume GmbH

Při provozu laboratoře čistoty je klíčové, aby byla přímo začleněna do výrobního prostředí.

Pro zajištění čistoty dílů je obvykle nutná instalace čistícího nebo čistého prostoru a pravidelná kontrola podmínek prostředí nebo výrobků. Zdroj: Nerling Systemräume GmbH

Protože již mikroskopické částice mohou narušit funkci citlivých nebo bezpečnostně důležitých součástí, hraje technická čistota v odvětvích jako je lékařská technika, strojírenství nebo automobilový průmysl stále důležitější roli. Přestože procesy podléhají přísným směrnicím, jako je VDA 19 nebo ISO 16232, doposud v těchto odvětvích chyběla zákaznicky specifická řešení čistých prostorů, ve kterých jsou jednotlivé komponenty cíleně sladěny. Na letošní výstavě parts2clean představí Centrum pro čistící excelenci (CEC) Leonberg proto demonstrační zařízení včetně celé procesní řetězce pro analýzu kvality. Hlavní důraz je kladen na pravidelnou kontrolu řízení kvality podle ISO 9001 nebo ISO/IEC 17025 v laboratoři čistoty a na přidanou hodnotu mezilaboratorních zkoušek od nezávislých poskytovatelů: tato analýza umožňuje nejen anonymní srovnání mezi částicovými měřicími systémy a posouzení jejich přesnosti, ale jejich provádění je také klíčovým požadavkem na akreditaci pro zkušební laboratoře.

Čisté a velmi čisté prostory získávají stále větší význam pro průmyslové prostředí: Směrnice VDA 19 nebo ISO 16232 zavedly závazné požadavky na kontrolu a dodržování technické čistoty pro automobilový průmysl a strojírenství. Čistota součástek zde slouží jako důležité kritérium kvality, protože je rozhodující pro spolehlivost a funkci strojů a výrobních dílů: „Jde o to zjistit případné znečištění a kvantifikovat škodlivé částice,“ vysvětluje Ralf Nerling, generální zmocněnec skupiny Nerling a předseda představenstva CEC. „S tímto know-how mohou zaměstnanci vyrábět efektivněji a zároveň šetřit čas a náklady.“

Kompletní zařízení s procesním řetězcem pro analýzu kvality

Pro zajištění čistoty součástek je obvykle nutná instalace systému čistého nebo velmi čistého prostoru a pravidelná kontrola podmínek prostředí nebo produktů. „Analýza čistoty může být svěřena akreditovaným laboratořím výrobců součástek nebo prováděna v interní laboratoři,“ vysvětluje Nerling. P při provozu laboratoře čistoty je klíčové, aby byla přímo začleněna do výrobního prostředí – a to tak, aby byly cesty mezi výrobními kroky a laboratoří co nejkratší. To snižuje riziko kontaminace a zajišťuje plynulý tok materiálu.

Individuální komplexní řešení, které toto zohledňuje a optimálně reaguje na místní podmínky, však dosud bylo spojeno s velmi vysokými náklady a rozsáhlým logistickým plánováním. Protože výrobci jednotlivých komponentů čistých prostorů měli jen zřídka přístup k procesnímu řetězci před a po použití svého zařízení, byla rozsáhlá diskuse o průběhu procesu a komplexní poradenství omezená. Na letošní výstavě parts2clean ve Stuttgartu představí Centrum pro čistící excelenci jako příklad kompletní zařízení s celým procesním řetězcem od čištění po analýzu kvality v čistém prostoru podle VDA 19.1, na kterém se podílí více než 20 společností: konkrétně je demonstrováno odstraňování otřepů (Benseler) a čištění součástek (Dürr Ecoclean) v čistém prostoru a jejich přeprava přes šedou zónu pomocí čistotě odpovídajícího transportního vozíku (Kögel) do čistého prostoru zkušebního laboratoře (Nerling) za účelem prokázání čistoty součástek. V laboratoři čistoty třídy ISO7 nebo i ISO8 (Nerling) je ukázáno sledování procesu: oplachování (sklenice) - filtrační sušení (Binder) - gravimetrie (Sartorius) – mikroskopie (Jomesa) a tvorba protokolů (CleanControlling).

Zajištění kvality měření

Pro zaznamenání čistoty lze použít různé standardizované metody: „Nejprve dochází k extrakci, tj. získání částic z předmětu zkoušky pomocí ultrazvuku, stříkání, proplachování, třepání nebo pomocí blízkého zkušebního zařízení,“ vysvětluje Nerling. „Částice jsou filtrovány a následně analyzovány.“ K tomu se používají různé mikroskopické systémy a ploché skenery v závislosti na typu částic. Například u kovových částic se provádí lineární polarizovaná osvětlená mikroskopie. U velikostí částic nad 3 µm je nejvhodnější materiálová mikroskopie, u částic nad 25 µm pak stereomikroskopie.

Pro dlouhodobou zajištění správnosti měření a přesných výsledků se doporučuje, aby interní laboratoře kontrolovaly své částicové měřicí systémy v rámci svého systému řízení kvality podle ISO 9001 a výsledky mezilaboratorních zkoušek zaznamenávaly do svého manuálu řízení kvality. Obzvláště vhodné jsou mezilaboratorní zkoušky od nezávislého poskytovatele, při nichž jsou analyzovány identické srovnávací vzorky s různými měřicími systémy. Nejenže umožňují přesnou analýzu vlastních měřicích systémů, ale také umožňují anonymní srovnání výsledků s jinými laboratořemi. Pro akreditované zkušební laboratoře je dokonce povinné pravidelně se účastnit mezilaboratorních zkoušek, například třikrát ročně nabízených CEC: „Podle ISO/IEC 17025 je nejprve nutné provést zkoušku způsobilosti metod, aby byla získána akreditace,“ vysvětluje Nerling. „Dále norma vyžaduje každoroční účast na mezilaboratorní zkoušce, aby byla kvalita výsledků dlouhodobě zajištěna.“

Jednotná srovnávací zkouška podle VDA 19.1

Mezilaboratorní zkoušky CEC vždy následují standardizovaný postup: nejprve se laboratoř přihlásí s různými měřicími systémy nezávisle na výrobci systému. „Jsou povoleny různé optické měřicí přístroje:
Stereo-, zoom- a materiálové mikroskopy a ploché skenery,“ říká Nerling. Poté je laboratoři poskytnut testovací filtr pro každý registrovaný systém, který si účastník sám prověří podle standardní analýzy VDA 19.1. Data z této analýzy jsou následně převedena do zkušební zprávy. „Požadované údaje zahrnují počet měřených částic různých typů (rozdělené na lesklé kovové a nelesklé částice a vlákna), v příslušných velikostních třídách od 50 µm do více než 3 000 µm, a procentuální pokrytí filtru částicemi a vlákny vzhledem k celkové ploše filtrační membrány,“ popisuje Steffen Haberzettl, vedoucí pobočky CEC. „Dále jsou uváděny největší a druhé největší částice a vlákna pro jednotlivé typy a jejich délka a šířka.“

Po obdržení zpráv od všech měřicích systémů v CEC následuje důvěrné vyhodnocení podle DIN 38402-45/3/. „U každé velikostní třídy se vypočítá z-Score pro každou měřenou hodnotu, aby bylo možné posoudit zařazení výsledků,“ vysvětluje Haberzettl. „Identifikace největších a druhých největších částic a vláken probíhá vizuálním porovnáním. Dále se spočítá odchylka délky a šířky od průměru.“ Po tomto kroku obdrží všichni účastníci anonymizovanou zprávu s výsledky, která jim umožní porovnat své výsledky s ostatními laboratořemi. Tím lze okamžitě identifikovat a odstranit potenciální slabá místa. Aby byla zajištěna anonymita účastníků, každému měřicímu systému byla přiřazena číselná klíč, který identifikuje přístroj a jeho výsledky pouze pro příslušnou laboratoř. Na závěr obdrží každý systém, který se zúčastnil, certifikát CEC, který auditorům okamžitě ukáže, kdy byl přístroj naposledy zapojen do zkoušky.

Účast na mezilaboratorní zkoušce CEC:

V současnosti jsou nabízeny tři mezilaboratorní zkoušky ročně. Zkouška začíná, jakmile je přihlášeno 40 měřicích systémů. Proto je důležité se přihlásit včas.

Poplatek za měřicí systém, který se chce zúčastnit mezilaboratorní zkoušky, činí 550 eur, pro členy CEC 300 eur (plus zákonná DPH). Další účastnící systémy získávají slevu.