Porównanie systemów pomiarowych: Laboratoryjne badanie okrężne przeprowadzone przez niezależnego dostawcę dostarcza wiarygodnych danych na temat jakości pomiarów

Na tegorocznych targach parts2clean Centrum Doskonałości w Czyszczeniu (CEC) Leonberg prezentuje na przykład w pełni funkcjonalny system czystego pomieszczenia, w tym całą łańcuch procesów do analizy jakości. W ramach wspólnego projektu sieci bierze udział 20 firm. Źródło: Nerling Systemräume GmbH

Podczas prowadzenia laboratorium czystości kluczowe jest, aby było ono bezpośrednio wdrożone w środowisko produkcyjne.

Aby zapewnić czystość elementów, zazwyczaj konieczna jest instalacja systemu czystego lub czystego pomieszczenia oraz regularne sprawdzanie warunków panujących w pomieszczeniu lub produktów. Źródło: Nerling Systemräume GmbH

Ponieważ mikroskopijne cząstki mogą wpływać na funkcję wrażliwych lub istotnych dla bezpieczeństwa elementów, techniczna czystość odgrywa coraz ważniejszą rolę w branżach takich jak medycyna, inżynieria maszynowa czy przemysł motoryzacyjny. Jednak mimo że procesy te podlegają rygorystycznym wytycznym, takim jak VDA 19 czy ISO 16232, do tej pory w tych branżach brakowało indywidualnych rozwiązań czystych pomieszczeń, w których poszczególne komponenty są celowo dopasowane do siebie. Na tegorocznej targach parts2clean Centrum Doskonałości Czyszczenia (CEC) Leonberg prezentuje demonstracyjną instalację, obejmującą cały łańcuch procesów do analizy jakości. Główny nacisk kładzie się na regularną kontrolę zarządzania jakością w laboratorium czystości, zgodnie z ISO 9001 lub ISO/IEC 17025, oraz na wartość dodaną wynikającą z prób międzylaboratoryjnych od niezależnych dostawców: ta analiza nie tylko umożliwia anonimowe porównanie różnych systemów pomiarowych i ocenę ich precyzji, ale także stanowi istotny warunek akredytacji dla laboratoriów badawczych.

Czyści i czyste pomieszczenia zyskują coraz większe znaczenie dla środowisk przemysłowych: zgodnie z wytycznymi VDA 19 oraz ISO 16232 wprowadzono obowiązkowe wymogi dotyczące kontroli i przestrzegania technicznej czystości dla przemysłu motoryzacyjnego i inżynierii maszynowej. Czystość komponentów jest tutaj kluczowym kryterium jakości, ponieważ decyduje o niezawodności i funkcjonowaniu maszyn oraz części produkcyjnych: „Chodzi o wykrycie ewentualnych zanieczyszczeń i kwantyfikację szkodliwych cząstek,” wyjaśnia Ralf Nerling, pełnomocnik zarządu grupy firm Nerling i członek zarządu CEC. „Dzięki tej wiedzy pracownicy mogą produkować efektywniej, oszczędzając czas i koszty.”

Kompletny system z łańcuchem procesów do analizy jakości

Aby zapewnić czystość komponentów, zwykle konieczna jest instalacja systemu czystego lub czystego pomieszczenia oraz regularne sprawdzanie warunków w pomieszczeniu lub produktów. „Analiza czystości może być zlecona producentom komponentów do akredytowanych laboratoriów lub przeprowadzona w własnym laboratorium firmy,” wyjaśnia Nerling. Podczas prowadzenia laboratorium czystości kluczowe jest jego bezpośrednie wdrożenie w środowisku produkcyjnym – tak, aby drogi między etapami produkcji a laboratorium były krótkie. To zmniejsza ryzyko kontaminacji i zapewnia niezakłócony przepływ materiałów.

Indywidualne rozwiązanie kompleksowe, które uwzględnia te aspekty i optymalnie dostosowuje się do warunków lokalnych, było dotychczas związane z wysokimi kosztami i rozbudowanym planowaniem logistycznym. Ponieważ producenci poszczególnych komponentów czystych pomieszczeń rzadko mieli wgląd w łańcuch procesów przed i po użyciu własnego urządzenia, ograniczało to możliwość szczegółowego omówienia przebiegu procesu i kompleksowej konsultacji. Na tegorocznych targach parts2clean w Stuttgarcie Centrum Doskonałości Czyszczenia prezentuje przykładowo kompletny system z pełnym łańcuchem procesów od czyszczenia do analizy jakości w czystym pomieszczeniu zgodnie z VDA 19.1, w którym bierze udział ponad 20 firm: szczegółowo pokazano usuwanie zadziorów (Benseler) i czyszczenie elementów (Dürr Ecoclean) w pomieszczeniu czystym, a także transport przez strefę szarą za pomocą specjalistycznego wózka z przeznaczeniem do czystych pomieszczeń (Kögel) do laboratorium (Nerling) w celu potwierdzenia czystości komponentów. W laboratorium czystości klasy ISO7 lub ISO8 (Nerling) prezentowane są kolejno etapy procesu: płukanie (Glassware) – suszenie filtracyjne (Binder) – gravimetria (Sartorius) – mikroskopia (Jomesa) – sporządzanie protokołów (CleanControlling).

Zabezpieczenie jakości pomiarów

Aby zmierzyć czystość, można stosować różne standaryzowane metody: „Na początku następuje ekstrakcja, czyli pobranie cząstek z przedmiotu badania za pomocą ultradźwięków, strzykawek, płukania, potrząsania lub zbliżonego stanowiska pomiarowego,” wyjaśnia Nerling. „Cząstki są odfiltrowywane i następnie analizowane.” W tym celu stosuje się różne systemy mikroskopowe oraz skanery płaskoekranowe, w zależności od rodzaju cząstek. Na przykład dla cząstek metalicznych wykonywana jest liniowa polaryzowana mikroskopia świetlna. Dla cząstek powyżej 3 µm najlepiej nadaje się mikroskopia materiałowa, a dla cząstek powyżej 25 µm – badanie stereomikroskopowe.

Aby zapewnić długoterminową poprawność pomiarów i dokładność wyników, zaleca się, aby własne laboratoria regularnie sprawdzały swoje systemy pomiarowe w ramach zarządzania jakością zgodnie z ISO 9001 oraz włączały wyniki prób międzylaboratoryjnych do swojego podręcznika jakości. Szczególnie odpowiednie są próby międzylaboratoryjne prowadzone przez niezależnych dostawców, w których badane są identyczne próbki porównawcze z tymi samymi procedurami, ale różnymi systemami pomiarowymi. Umożliwiają one nie tylko precyzyjną analizę własnej jakości pomiarów, ale także anonimowe porównanie wyników z innymi laboratoriami. Dla akredytowanych laboratoriów obowiązkowe jest regularne uczestnictwo w próbach międzylaboratoryjnych, takich jak oferowane trzy razy w roku przez CEC: „Zgodnie z ISO/IEC 17025 najpierw konieczne jest przeprowadzenie oceny kompetencji metod, aby uzyskać akredytację,” wyjaśnia Nerling. „Ponadto norma wymaga corocznego udziału w próbie międzylaboratoryjnej, aby na stałe zapewnić jakość wyników.”

Jednolita kontrola porównawcza zgodnie z VDA 19.1

Próby międzylaboratoryjne CEC zawsze przebiegają według standaryzowanego schematu: najpierw laboratorium zgłasza swoje różne systemy pomiarowe, niezależnie od producenta systemu, do udziału w próbie. „Zatwierdzone są różne optyczne urządzenia pomiarowe:
Stereo-, zoom- i mikroskopy materiałowe oraz skanery płaskoekranowe,” wyjaśnia Nerling. Następnie laboratorium otrzymuje do testu jeden filtr kontrolny na każde zgłoszone urządzenie, który samodzielnie sprawdza zgodnie z metodami standardowymi VDA 19.1. Dane z tej analizy są następnie przekładane na raport badawczy. „Wymagane informacje obejmują liczbę cząstek różnych typów (rozróżnienie na cząstki metaliczne błyszczące i matowe oraz włókna), w poszczególnych zakresach rozmiarowych od 50 µm do ponad 3000 µm, oraz procentowe obciążenie filtra cząstkami i włóknami, obliczone na powierzchni membrany filtra,” wyjaśnia Steffen Haberzettl, kierownik oddziału CEC. „Dodatkowo podaje się największą i drugą co do wielkości cząstkę oraz włókno dla poszczególnych typów, a także ich długość i szerokość.”

Po otrzymaniu raportów od wszystkich systemów pomiarowych w CEC następuje poufna analiza zgodnie z DIN 38402-45/3/. „Oblicza się z-score dla każdej wartości pomiarowej w poszczególnych zakresach rozmiarowych, aby ocenić, jak wyniki się do siebie odnoszą,” wyjaśnia Haberzettl. „Identyfikacja największych i drugich co do wielkości cząstek oraz włókien odbywa się na podstawie porównania wizualnego. Dodatkowo oblicza się odchylenie długości i szerokości od średniej.” Gdy to zostanie zakończone, wszyscy uczestnicy otrzymują anonimowe raporty wyników dla każdego zgłoszonego systemu pomiarowego, co pozwala na porównanie własnych wyników z innymi laboratoriami. W ten sposób można natychmiast wykryć i wyeliminować potencjalne słabości. Aby zapewnić anonimowość uczestników, każdemu systemowi pomiarowemu przypisano numer identyfikacyjny, który identyfikuje jedynie dane narzędzie i jego wyniki dla odpowiedniego laboratorium. Na koniec każdy system, który pomyślnie uczestniczył, otrzymuje plakietkę CEC potwierdzającą udział, którą audytorzy mogą od razu rozpoznać, kiedy ostatnio urządzenie brało udział w próbie.

Udział w próbie międzylaboratoryjnej CEC:

Obecnie oferowane są trzy próby międzylaboratoryjne rocznie. Udział w próbie rozpoczyna się, gdy zgłoszonych zostanie 40 systemów pomiarowych. Dlatego ważne jest, aby zgłosić się z wyprzedzeniem.

Opłata za system pomiarowy biorący udział w próbie wynosi 550 euro, dla członków CEC 300 euro (plus obowiązujący podatek VAT). Kolejne systemy uczestniczące otrzymują rabat.