萬能試驗機檢定或校準過程中應注意的問題探討

李文武

（江西省萍鄉(xiāng)市計量所，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

近年來，我國科技發(fā)展速度較快，各個領域在研發(fā)新型產(chǎn)品時，已經(jīng)引進更加先進材料和設備以及工藝，尤其是在制作鋼鐵材料產(chǎn)品時，可以初步滿足市場要求。在對產(chǎn)品性能檢驗時，需要研制特殊金屬材料驗證實驗，通過開展碰撞試驗，對設備應用期間可能出現(xiàn)問題預測和解決。借助萬能試驗機開展實驗，可以保證最終實驗結果更加精確。但萬能試驗機設備性能，會對實驗結果存在一定影響，因此需要提高萬能試驗機設備應用準確度，才能促進實驗工作順利開展。

1 萬能試驗機設備檢定要求

1.1 萬能試驗機設備設計

在開展萬能試驗機設備設計工作時，應該按照設備制造要求，對設備框架內(nèi)容完善和優(yōu)化，要保證設備在使用時，能夠滿足檢驗要求。目前，大多數(shù)萬能試驗機設備，主要作用于特殊材料驗證實驗以及性能檢驗中。在對萬能機設備結構完善和優(yōu)化時，設計人員要根據(jù)檢測要求，對設備性能全面調整，確保設備在使用時，能夠發(fā)揮更好的效果，為性能驗證等活動開展提供有效支持。設計人員需要對設備應用期間各方面影響因素深入分析和探討，要盡可能提高設備應用準確度等級，還需要選擇合適檢測方法，才能保證檢測活動順利開展。

1.2 萬能試驗機設備校準

在開展力學計量活動時，要對各種類型萬能試驗機設備進行日常檢查。檢定人員在開展工作時，要積極積累經(jīng)驗，并且學習一些新型知識和技術，要保證校準活動在開展時更加精確，還要通過檢定、校準工作開展，對萬能試驗機設備內(nèi)部參數(shù)數(shù)值缺陷全面查找，并且制定針對性標準措施，確保萬能試驗機設備在應用時，能夠符合相關實驗活動開展要求。檢定人員在對各項校準活動分析和研究時可以發(fā)現(xiàn)，即使在對設備校準期間，最終檢定數(shù)值合格，但有些客戶獲得的最終檢測結果，與原有檢定數(shù)據(jù)也會存在一定差異，容易引發(fā)糾紛和矛盾問題。

例如，我國某一大型鋼廠在使用檢定合格萬能試驗機設備對材料強度進行檢測時，所獲得的實驗結果表明材料強度符合檢測要求。但第三機構在對同一批材料檢測時，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部存在不符合檢測要求材料，客戶與萬能實驗設備制作商溝通和交流后，對導致萬能試驗機設備應用參數(shù)差異原因進行了深入查找和分析。實際上，在開展設備標準和檢定工作時，會受到多方面因素影響，一旦某一環(huán)節(jié)存在缺陷問題，但檢定人員未對相關問題及時發(fā)現(xiàn)和解決，就會導致最終校準結果存在一定誤差，雖然檢定數(shù)值處于標準范圍內(nèi)，但會對萬能試驗機設備實際應用產(chǎn)生不良影響。

2 萬能試驗機檢定或校準過程中應注意的問題

2.1 檢測結果研究

檢定人員在對可能產(chǎn)生問題的原因進行深入分析和研究時，如果發(fā)現(xiàn)檢測方法比較落后或者配套工裝存在問題，在對各項問題進行解決時，需要制定針對性修整方案，還要開展同軸度檢定工作。如果在開展拉力實驗時，因為加荷速度比較快或比較慢，導致標準數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差問題，就會對最終檢定結果產(chǎn)生一定影響。同軸度計量檢測偏差問題，也會對最終檢測數(shù)值產(chǎn)生較大影響。一般在開展拉力實驗時，需要選擇體積比較小的材料，同軸度偏差比較小，不會對測量數(shù)據(jù)和結果產(chǎn)生較大影響。大部分萬能試驗機設備需要選擇電子引伸計設備，開展試樣變形測量工作，引伸計試樣變化符合規(guī)定數(shù)值要求時，需要測量變形強度，并對強度數(shù)值精確計算。變形測量準確性，會對強度結果產(chǎn)生較大影響，引伸計性能和運行狀況。也會對強度計量結果產(chǎn)生影響。如果引伸計使用期間存在失誤情況，就會導致測量結果異常，在對這項問題分析和研究后，如果發(fā)現(xiàn)是因為引伸計安裝不當引發(fā)的失誤問題，需要對引伸計結構適當調整，要保證引伸計安裝方向與測試使用安裝方向始終保持一致。在對引伸計刀口問題處理時，要避免軸尖和刀刃結構出現(xiàn)嚴重磨損問題。檢定人員可以通過對軸尖和刀刃結構定期檢查，并且對磨損比較嚴重的構件及時更換，避免對測量結果產(chǎn)生較大影響。同時還要對引伸計運行狀態(tài)實時監(jiān)測，要保證引伸計在使用時，能夠使能保持安全穩(wěn)定狀態(tài)。

2.2 檢測數(shù)據(jù)分析

在開展檢測數(shù)據(jù)分析活動時，需要對壓向力值檢驗結果重復檢驗，還要做好拉向力數(shù)值檢測。在對同軸度檢測結果分析后，如果發(fā)現(xiàn)壓向力值檢定數(shù)據(jù)相對誤差最大數(shù)值在0.6%左右，滿足拉力壓力和萬能試驗機中規(guī)定數(shù)值相對誤差要求。而同一臺萬能試驗機設備拉向力檢驗結果相對數(shù)據(jù)誤差為1.3%，不能滿足檢驗要求，就要對導致相關問題發(fā)生原因深入分析，并且制定針對性解決措施。例如，檢定人員可以對各個檢測程序重復驗證，并且借助智能化軟件，對檢驗期間產(chǎn)生的所有參數(shù)進行重復核驗。如果在檢驗過程中發(fā)現(xiàn)，壓向力數(shù)值各個示數(shù)相對誤差現(xiàn)象基本一致，拉向力值各項示數(shù)相對誤差線性存在差異，就會導致最終結果存在更加嚴重誤差。大力值示數(shù)存在相對誤差等現(xiàn)象，在對數(shù)值校準和驗證時，檢驗人員需要對導致各項問題發(fā)生原因深入分析，并且對數(shù)據(jù)科學判定。如果發(fā)現(xiàn)是存在系統(tǒng)誤差問題，檢驗人員需要對檢測程序重新規(guī)劃和設計，并且重新開展檢測工作。在分析檢測數(shù)據(jù)時，檢定人員可以發(fā)現(xiàn)一般在使用電子萬能試驗機設備開展拉力試驗時，設備會不斷進行校準操作，在實驗期間采用自動采集系統(tǒng)，對各項數(shù)據(jù)信息全面采集，會受到實驗力閉環(huán)控制影響。同時橫梁速度設定，也會對檢測數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定影響，停止實驗之后，慣性操作也會引發(fā)測量數(shù)據(jù)誤差問題，檢定人員需要根據(jù)相關問題，制定針對性解決措施。

2.3 選擇合適配套工裝

在對檢定或校準活動分析和研究時，需要對各項參數(shù)全面提取，根據(jù)參數(shù)要求選擇合適配套工裝，并且保證配套工裝在使用時，能夠發(fā)揮更好效果。在對導致檢定偏差發(fā)生原因全面了解后，需要對現(xiàn)有檢定活動適當調整，要保證各項檢測數(shù)據(jù)合格。如果壓向力檢定數(shù)據(jù)合格，就要對拉向空間是否存在問題全面分析，也要對是否存在配套工裝問題檢驗。如果檢定人員在開展各項工作時自身存在錯誤操作，出現(xiàn)向下夾具碰撞等問題，導致工裝出現(xiàn)變形，就會引發(fā)檢定數(shù)據(jù)誤差。在與客戶進行溝通后，客戶需要做好部件調整，還要更換帶有連軸器的上下夾具，同時要制定更加嚴格標準，確保檢測活動在開展時，能夠符合各方面要求，避免出現(xiàn)更加嚴重誤差問題。在對工裝全面更換后，要對拉向力數(shù)值和同軸度以及壓向力數(shù)值全面檢測，還要保證最終檢測結果更加精確。在對數(shù)值充分檢驗和分析后，如果發(fā)現(xiàn)壓向力數(shù)值和拉向力數(shù)值相對誤差不超過0.1%，再次與第三機構檢測數(shù)據(jù)對比分析后發(fā)現(xiàn)結果一致，則代表相關問題已被解決。檢定人員也要嚴格按照各項活動開展要求，對配套工裝適當調整，要保證配套工裝規(guī)格和型號符合檢驗要求，同時要做好檢測活動規(guī)范化管理，避免在操作期間對工裝產(chǎn)生不良影響，導致工裝出現(xiàn)缺陷問題。

2.4 引進更加先進的檢定技術

一般在選擇檢測方法時，要根據(jù)拉力壓力和萬能試驗機以及電子式萬能試驗機檢測儀器，對檢測技術具體選擇。大部分萬能試驗機設備配置有雙空間，這種設計形式可以保證在開展壓向力和拉向力檢測活動時，力傳感器設備受力方向能夠始終保持一致狀態(tài)。在開展檢測活動時，拉向力和壓向力力值檢測結果，應該只能處于相同數(shù)值或者相差數(shù)據(jù)比較小。在檢定規(guī)程中，如果沒有明確規(guī)定萬能試驗機檢測方法，也沒有明確規(guī)定是否要對壓向力和拉向力兩種方向力全部檢定，檢定人員可以適當放寬檢測工作設置要求，可以選擇常用檢測技術開展相關活動。但如果在開展檢定工作時存在特殊要求，會受到設備影響限制，有些檢定部門并不具備檢測拉向力標準設備，就需要對現(xiàn)有研究技術全面更新，還要引進更加先進檢測設備，才能保證各項活動順利開展。大多數(shù)檢定部門只能對設備壓向力進行檢定，檢定人員習慣性只對萬能試驗機設備壓向力是否超出固定數(shù)值檢測，以此判定萬能試驗機設備是否合格，如果壓向力數(shù)值檢定合格，就將設備投入市場中。這種檢測方式并不合理，要嚴格按照檢定要求對技術定期更新，還要選擇合適檢定設備，才能保證各項檢定工作順利開展。

2.5 明確檢測要求

目前在對萬能試驗機設備進行檢定時，主要存在傳統(tǒng)類型試驗機設備以及電子類型試驗機設備。與傳統(tǒng)試驗機設備相比較，電子萬能試驗機設備內(nèi)部結構更加精密，主要包含了運動控制系統(tǒng)和主機以及測量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等結構，采用了計算機控制形式。萬能試驗機設備可以對各種類型材料進行壓縮和彎曲以及剪切、拉伸性能實驗，而且能夠對檢測數(shù)據(jù)實時記錄、打印處理。近年來，電子類型萬能試驗機設備應用范圍正在不斷擴大，因為與傳統(tǒng)萬能試驗機設備制作相比較，電子類型萬能試驗機設備制作工藝更加簡單，但市場上存在的電子類型萬能試驗機設備質量參差不齊。在對電子類型萬能試驗機設備檢測和標準時，檢定人員需要重點關注相關設備。一些性能比較差的電子類型萬能試驗機設備，運行期間無法保持長期穩(wěn)定性，在檢定時如果設置不合格，在對其進行調整后會處于合格狀態(tài)，但長期使用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)不合格問題。電子類型萬能試驗機設備設置調整比較簡單，不需要開展機械調整活動，只需要進行線性糾正或調整電位器就可以保證示數(shù)精確。

2.6 注意事項

很多電子類型萬能實驗機設備在使用期間，可以借助數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)分段修正，彌補了傳感器設備非線性誤差缺陷。電子類型萬能試驗機設備在應用時準確度比較高，線性性能更好，但使用一段時間后就會出現(xiàn)比較嚴重問題。且設備在運行期間會受到環(huán)境溫度影響，如果檢驗期間周邊環(huán)境溫度變化比較劇烈，就會對設備應用穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響。如果周邊環(huán)境溫度過高或過低，也會對實驗機設備產(chǎn)生較大影響，而且不同季節(jié)溫度變化，會對設備應用產(chǎn)生一定影響。通常情況下，萬能試驗機設備檢定周期在一年左右，在同一季節(jié)開展校準活動時，環(huán)境溫差相差不大，所以在實際檢定期間，很難對這項問題及時發(fā)現(xiàn)和解決。檢定數(shù)值誤差在多次檢修活動中，呈現(xiàn)規(guī)律性遞增或遞減狀態(tài)，但檢定人員通常會忽視這些問題，也沒有及時制定有效措施對影響全面消除，這就導致電子類型萬能試驗機設備在使用期間存在較多隱患問題，但未得到及時解決，會對實際檢測活動開展產(chǎn)生較大影響。雖然電子類型萬度試驗機設備在使用時，存在操作便捷、示數(shù)直觀等優(yōu)勢。但在對其進行檢定時，有更加嚴格的要求。

2.7 建立健全監(jiān)督機制

要想提高萬能試驗機設備檢定或校準的精確性，在對檢驗環(huán)節(jié)監(jiān)督和管控時，需要組建專門監(jiān)督小組，并且根據(jù)監(jiān)督活動開展要求，制定相應規(guī)章制度，要保證監(jiān)督工作在開展時，能夠發(fā)揮更好效果。在對檢定工作數(shù)據(jù)全面提取后，需要借助信息化技術，對各項數(shù)據(jù)信息整合應用以及實時共享，為管理工作開展提供有效支持。如果在監(jiān)督期間發(fā)現(xiàn)某一環(huán)節(jié)存在不規(guī)范作業(yè)行為，需要對檢定人員嚴厲懲處，并且制定有效整改措施，避免影響范圍不斷擴大。因為在開展檢定工作時，存在比較嚴格的技術要求，如果檢定人員沒有嚴格按照行業(yè)規(guī)范要求，自覺約束自身行為，在校準期間存在比較嚴重失誤問題，就會對最終檢定結果精確性產(chǎn)生不良影響，還會導致不合格萬能試驗機設備進入市場中。因此，檢定人員需要嚴格按照校準活動要求制定針對性計劃，還要對自身行為詳細記錄，將其作為后期重復檢驗依據(jù)。在開展檢驗活動時，檢定人員需要對標準結果重復驗證，要保證最終校準結果更加精確全面，還要保證各項數(shù)據(jù)真實性，這樣才能降低校準誤差問題發(fā)生概率，避免對萬能試驗機設備應用產(chǎn)生不良影響。

3 結語

綜上所述，目前在研發(fā)萬能試驗機設備時，已經(jīng)存在技術指標要求，要提高準確度等級，并且優(yōu)化伺服閉環(huán)反饋控制效果，還要嚴格按照客戶要求設置功能，才能提高萬能試驗機設備應用水平。在設計萬能試驗機設備結構框架時，需要對影響準確度因素深入分析和控制，還要制定針對性檢測方法，才能提高萬能試驗機設備應用價值。檢定人員在開展萬能試驗機設備校準活動時，也要根據(jù)行業(yè)規(guī)范要求，自覺規(guī)范自身行為，提高最終研究結果的精確性，為設備性能優(yōu)化提供有效支持。