NADCAP蠕變試驗審核要點

鄭曉斐，張浩，王珂娜

（西安漢唐分析檢測有限公司， 陜西西安 710299）

NADCAP 是“National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program”的英文縮寫，即為“國家航空航天和國防合同方授信項目”。它是美國航空航天和國防工業(yè)對航空航天工業(yè)的特殊產(chǎn)品和工藝的認證。其宗旨是以通用的第三方認證解決方案代替各自對供應(yīng)商進行重復(fù)的特種工藝審查認證，以有效地降低其供應(yīng)商發(fā)展成本和潛在風(fēng)險。

近年來，我國不斷加強對航空航天事業(yè)的建設(shè)與發(fā)展，在增強空中軍事力量與加快探索太空領(lǐng)域步伐的同時，對具有高強度，低密度且耐高溫性能的合金材料需求越來越多，對材料檢測技術(shù)的要求也越來越高，然而了解和掌握發(fā)達國家的技術(shù)和管理要求是拉進與發(fā)達國家技術(shù)能力的關(guān)鍵。NADCAP認證是國際公認的航空領(lǐng)域供方認證的入場條件，只有通過NADCAP認證才能取得國際航空領(lǐng)域生產(chǎn)制造供方的資格。

AC7101/3 REV.D［2］（材料實驗室力學(xué)性能試驗審核準(zhǔn)則），主要是對力學(xué)性能實驗室開展力學(xué)性能檢測的要求和開展試驗項目的具體規(guī)定。審核范圍涉及所有試驗項目檢測設(shè)備的要求、力學(xué)性能檢測項目要求、現(xiàn)場見證等內(nèi)容。本文主要通過對AC7101/3 REV.D檢查單及所涉及標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，結(jié)合現(xiàn)場接受審核的經(jīng)驗，重點對AC7101/3 REV.D檢查單中的通用要求和第4節(jié)持久蠕變試驗在認證準(zhǔn)備及認證過程中的重點技術(shù)問題進行闡述，為初次申請該項目的材料檢測實驗室提供幫助［1］。

1 設(shè)備要求

AC7101/3 REV.D［2］檢查單中表1給出了不同類型的力學(xué)試驗所用的設(shè)備和引伸計的校準(zhǔn)要求和校準(zhǔn)周期；表2給出了通用設(shè)備的校準(zhǔn)周期。對于表中給定的校準(zhǔn)周期必須嚴格遵守，接受審核相關(guān)人員要熟知試驗方法標(biāo)準(zhǔn)和校準(zhǔn)方法標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)備精度的相關(guān)規(guī)定，對于校準(zhǔn)證書給出的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，必須要做相應(yīng)的校準(zhǔn)確認工作，并做好確認文件。校準(zhǔn)方法可從相關(guān)試驗方法或標(biāo)準(zhǔn)中找到，或由試驗方法或標(biāo)準(zhǔn)中引出，但必須獲得相應(yīng)確認。無論采用何種方法對設(shè)備進行校準(zhǔn)，量值均應(yīng)溯源至國家或國際標(biāo)準(zhǔn)。

需要注意的是，持久蠕變試驗必須對試驗機載荷、同軸度、熱電偶、高溫爐、引伸計、控溫儀表、環(huán)境溫度計進行校準(zhǔn)。對于試樣測量相關(guān)器具也必須校準(zhǔn)，如卡尺、千分尺、高精度影像測量儀等。AC7101/3 REV.D檢查單中對一些精度及要求有明確指出，如載荷傳感器的校準(zhǔn)執(zhí)行ASTM E4 或EN ISO 7500-1，其結(jié)果滿足1級或優(yōu)于1級，蠕變引伸計的校準(zhǔn)應(yīng)執(zhí)行ASTM E83，且應(yīng)當(dāng)為B2或以上級別等，一定要對照校準(zhǔn)證書對校準(zhǔn)結(jié)果進行確認。

2 試樣檢查和測量

試驗試樣加工必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求，實驗室應(yīng)當(dāng)建立試樣加工圖冊，這在AC7101/3 REV.D檢查單中2.4.2“實驗室有試樣制備的相關(guān)程序”中有明確規(guī)定，圖冊中根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)對試樣的尺寸、粗糙度、公差進行規(guī)定。檢查單2.5中指出試樣如果自行加工，那么從事試樣機加的組織機構(gòu)必須獲得NADCAP AC7101/7的認證，否則可委托滿足AC7101/7 的要求的外部加工單位進行試樣加工，同時應(yīng)對加工單位進行評審并對加工試樣有驗收程序。

AC7101/3 REV.D 2.4.1中規(guī)定實驗室應(yīng)有程序規(guī)定確保試驗前的試樣表面和試驗后的試樣斷口得到保護。持久蠕變試樣到達實驗室后轉(zhuǎn)移過程中應(yīng)裝在工件保護套中或采用能對試樣表面起到保護作用的其他防護措施，試樣檢查和測量應(yīng)重點檢查尺寸并記錄、試樣表面必須無肉眼可見劃痕、試樣信息應(yīng)清楚完整具有唯一性標(biāo)識。需要注意的是，蠕變試樣標(biāo)距在ASTM E139標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，蠕變試樣采取卡肩連接時，應(yīng)采用“調(diào)整后的標(biāo)距”，即過渡圓弧處直徑是縮減區(qū)直徑/寬度1.05倍的兩點之間的距離（如圖1）。本實驗室采用的測量方法是：先使用視頻測量儀測量試樣的直徑/寬度，確定試樣的中軸線，以試樣的中軸線為基準(zhǔn)，分別測量中軸線兩側(cè)過度圓弧處直徑是試樣縮減區(qū)直徑/寬度1.05倍的兩個點之間的距離，求出兩側(cè)的距離的平均值，作為試樣“調(diào)整后的標(biāo)距”長度。

圖1 試樣“調(diào)整后的標(biāo)距”示意圖

3 熱電偶［3］

持久蠕變試驗所用熱電偶在AC7101/3 REV.D［2］2.6章節(jié)中規(guī)定，控制和測量用熱電偶要有校準(zhǔn)證書，校準(zhǔn)方法符合ASTM E220或者其它公認標(biāo)準(zhǔn)的要求。受審實驗室應(yīng)編寫熱電偶使用規(guī)范作業(yè)指導(dǎo)書，將實驗室高溫項目所使用的各個類型熱電偶、使用注意事項、熱電偶選擇及計量要求、溫度修正等內(nèi)容進行規(guī)定。為了更好的規(guī)范熱電偶使用，減少不符合項風(fēng)險，結(jié)合本單位受審情況提出幾點建議：

（1）各個使用熱電偶部門由專人建立管理熱電偶臺賬，記錄熱電偶參數(shù)信息（包括熱電偶編號、使用設(shè)備編號、使用溫度范圍、使用期限、檢定標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)等）。

（2）做好校準(zhǔn)證書確認工作，確認文件妥善保管以便查詢。設(shè)備所用熱電偶的證書或證書復(fù)印件應(yīng)當(dāng)方便快速查詢，因為在AC7101/3 REV.D 2.6.2中規(guī)定熱電偶的修正因子（偏差）用于所有非室溫的測試項目，在試驗溫度參數(shù)設(shè)置中應(yīng)將修正因子（偏差）加入并進行記錄。

（3）如果使用控溫系統(tǒng)和測溫系統(tǒng)分離的升溫方式，需注意：控溫?zé)犭娕嫉木芏?、?zhǔn)確度和壽命應(yīng)大于或等于測量熱電偶。

4 現(xiàn)場試驗

現(xiàn)場試驗是審核過程中最直觀最容易產(chǎn)生不符合項的環(huán)節(jié)，在現(xiàn)場審核中審核老師較為關(guān)注的點以及需要重點注意的環(huán)節(jié)有以下幾點，供大家參考借鑒。

（1）所有試驗過程必須嚴格按照實驗室編寫的作業(yè)指導(dǎo)書操作，如果有與作業(yè)指導(dǎo)書嚴重不符的操作環(huán)節(jié)，審核老師可能會立即終止關(guān)閉試驗，所以作業(yè)指導(dǎo)書非常重要且關(guān)鍵，編寫一定要合理具有可操作性，符合標(biāo)準(zhǔn)要求，迎審前要按照作業(yè)指導(dǎo)書流程進行多次練習(xí)。

（2）試驗過程中需要用到的工具和物品要放在順手可拿到的地方，如：手套、口罩、卡尺、千分尺、記錄本、運行記錄等。不要給審核老師留下試驗過程不熟悉不流暢的印象。

（3）試驗前準(zhǔn)備工作包括：試樣檢查①目測表面（無肉眼可見劃痕）②試樣唯一性標(biāo)示③粗量尺寸；試樣測量，測量前一定要確認測量器具處于校準(zhǔn)周期內(nèi)，測量前注意計量器具歸零，確認能正常使用，同時填寫好原始記錄，蠕變試樣標(biāo)距測量需要用到視頻測量儀，同樣要檢查設(shè)備做好記錄。

（4）試樣測量完成后，本單位使用的方法是在酒精介質(zhì)中進行超聲清洗，目的是清洗試樣表面油污，也可采用脫脂棉加酒精擦拭的方法。需要注意，試樣清洗完成到試樣安裝結(jié)束接觸試樣表面時必須要佩戴手套，避免手上的油脂接觸到試樣。清洗完成的試樣裝入工件保護套準(zhǔn)備上機安裝。

（5）AC7101/3 REV.D4.1中指出對于蠕變試驗，應(yīng)變測量時應(yīng)考慮環(huán)境溫度的變化，而在ASTME139-11(R2018)［4］中5.5.1規(guī)定讀取引伸計測量數(shù)值時，試驗機環(huán)境溫度波動不應(yīng)超過±3℃，如果超過這個范圍,應(yīng)考慮環(huán)境溫度變化帶來的影響。環(huán)境溫度也是實驗室容易出現(xiàn)不符合項的點，而且環(huán)境溫度波動不易控制，本實驗室的做法是：①所有接受審核的持久蠕變設(shè)備放在獨立的空間中，由中央空調(diào)保證恒溫。②進出試驗場所，快進快出，隨手關(guān)門，避免引起室溫波動。③安裝電子溫度記錄儀（需計量）自動連續(xù)的對環(huán)境溫度進行記錄。④實驗室有程序文件保證，如果溫度波動超出范圍，如何對試驗是否有效進行評估。

（6）裝機前，要先確認設(shè)備（試驗機，加熱爐，儀表，熱電偶及蠕變引伸計等）處于校準(zhǔn)周期內(nèi)；檢查試驗機橫梁，電動加熱爐可正常移動，且加熱爐加熱功能正常；目視檢查夾頭，拉桿，蠕變引伸計是否能正常使用，隨后填寫設(shè)備運行記錄。安裝試樣時要佩戴防護口罩，還需要注意，熱電偶數(shù)量、捆綁位置及捆綁方式要與作業(yè)指導(dǎo)書中規(guī)定一致。

（7）試樣安裝完成，在試驗機設(shè)置參數(shù)時應(yīng)注意在溫控界面加上試驗溫度對應(yīng)的修正值（校準(zhǔn)證書給出，或根據(jù)插入法計算），最好是將熱電偶校準(zhǔn)證書提前放在試驗機旁，以便審核老師核對。

（8）總而言之，整個現(xiàn)場試驗過程要做到熟練、流暢，對審核老師現(xiàn)場提出的問題要清晰準(zhǔn)確的給與答復(fù)，對老師需要的文件資料要及時提供。

5 總結(jié)

NADCAP是國際航空航天領(lǐng)域較高水準(zhǔn)的認證項目，審核是較為嚴格的，迎審前要做大量的準(zhǔn)備工作，包括各類美標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)、作業(yè)指導(dǎo)書的編寫、檢查單的學(xué)習(xí)、現(xiàn)場試驗流程的練習(xí)、大量文件資料的準(zhǔn)備等。作為國際航空航天領(lǐng)域較高水準(zhǔn)的認證項目，通過NADCAP審核工作，既是對實驗室質(zhì)量體系規(guī)范化的證明，也是實驗室檢測技術(shù)綜合水平的提高和推動。更多的中國檢測實驗室通過NADCAP審核，才能更好的了解和掌握發(fā)達國家的技術(shù)和管理要求，拉進與發(fā)達國家的技術(shù)能力，推動我國航空航天事業(yè)的發(fā)展。