1 Общие сведения об организации
Миссия холдинга «РЖД» заключается в эффективном развитии конкурентоспособного на российском и мировом рынках транспортного бизнеса, ядром которого является эффективное выполнение задач национального железнодорожного перевозчика грузов и пассажиров и владельца железнодорожной инфраструктуры общего пользования.
ОАО «РЖД» располагает современными средствами измерений, испытаний, диагностики и контроля технологических процессов эксплуатации ремонта подвижного состава, других технических средств железнодорожного транспорта и объектов инфраструктуры. В целях реализации положений законодательства об обеспечении единства измерений и исполнения, метрологических правил и норм в ОАО «РЖД» создана и успешно функционирует метрологическая служба, включающая в себя инженерный корпус, отвечающий за метрологическое обеспечение на всех уровнях управления – от центрального аппарата до структурных подразделений. Так же в состав входят центры метрологии железных дорог, которые, располагая высокоточной эталонной базой, вагонами-лабораториями и мобильными поверочными лабораториями, обеспечивают метрологическое обслуживание средств измерений, испытаний, диагностики и контроля не только железный дорог, но и всех структур холдинга.
Головным центром на сети железных дорог является Октябрьский центр метрологии (ОЦМ). Основная миссия ОЦМ заключается в создании условий для качественного выполнения железнодорожных перевозок путем соблюдения единства физических единиц, требуемой достоверности и точности измерений в регионе деятельности Октябрьской железной дороги, а также в реализации проектно-внедренческой деятельности по развитию метрологического обеспечения ОАО «РЖД».
Возглавляемый Константином Коротаевым с 1982 года центр постоянно развивается. Так в 2014 году в Октябрьском центре метрологии открыл свои двери учебный комплекс, предназначенный для подготовки и повышения квалификации работников холдинга РЖД в области обеспечения единства измерений, а также с целью повышения клиентоориентированности в центре сформирован отдел по организации работы с клиентами. Кроме того, Октябрьский центр метрологии прошел сертификацию на соответствие требованиям международного стандарта ИСО/МЭК 17025-2009 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий».
Октябрьский центр метрологии занимается созданием условий для качественного выполнения производственных процессов заказчиков путем обеспечения требуемой точности и достоверности измерений в регионе деятельности Октябрьской железной дороги, а также реализацией проектно-внедренческой деятельности по развитию метрологического обеспечения.
Октябрьский центр метрологии выполняет:
• Поверку/калибровку средств измерений;
• Ремонт средств измерений;
• Метрологическую экспертизу технологической документации;
• Метрологическую экспертизу технической документации на средства измерений и ведение реестра средств измерений, допущенных к использованию в ОАО «РЖД»;
• Обучение и повышение квалификации персонала в области метрологического обеспечения;
• Метрологический аудит.
Организационная структура ОЦМ представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Организационная структура ОЦМ
Производственные отделы ОЦМ:
1. Отдел линейно-угловых измерений
Отдел линейно-угловых измерений выполняет метрологическое обслуживание штангенциркулей, микрометров, отраслевых шаблонов, путевых тележек, измерителей силы и твердости и других измерительных приборов.
2. Отдел измерений параметров движения и теплотехники.
Отдел измерений параметров движения и теплотехники выполняет метрологическое обслуживание локомотивных скоростемеров, манометров, термометров сопротивления, инфракрасных термометров и других приборов.
3. Отдел электро- и радиоизмерений.
Отдел электро- и радиоизмерений выполняет метрологическое обслуживание вольтметров, амперметров, счетчиков электроэнергии, осциллографов, генераторов и других приборов.
4. Отдел средств неразрушающего контроля
Отдел средств неразрушающего контроля выполняет метрологическое обслуживание ультразвуковых дефектоскопов РДМ, Авикон разных серий и других приборов.
5. Отдел измерений массы
Отдел средств измерений массы выполняет метрологическое обслуживание вагонных, автомобильных и товарных весов.
ОЦМ осуществляет следующие услуги:
1. Мобильное обслуживание СИ
Октябрьский центр метрологии осуществляет мобильное метрологическое обслуживание средств измерений клиентов в регионе Октябрьской железной дороги. В его распоряжении имеются 4 вагона-лаборатории (2 электро- и радиоизмерений, 2 средств неразрушающего контроля), 3 вагона весовые-мастерские, 22 весоповерочных вагона и 4 специализированные передвижные поверочные лаборатории на автомобильном ходу.
Наибольшая часть подвижного состава относится к весоповерочному хозяйству центра, включающему 10 весоповерочных участков, обслуживаемых 66 работниками. Хозяйство занимается поверкой (калибровкой) и техническим обслуживанием более 200 вагонных, автомобильных и товарных весов, 75% которых принадлежат сторонним организациям.
2. Метрологическая экспертиза документации
Октябрьский центр метрологии проводит метрологическую экспертизу технологической документации по заявкам заказчиков, действующих в регионе Октябрьской железной дороги. Метрологическая экспертиза является абсолютно необходимым средством обеспечения надежности и качества любого технологического процесса, т.к. формирует всю систему измерений. Немаловажна ее роль и в формировании бережливого производства. Ведь одна из задач метролога при проведении метрологической экспертизы - сделать измерения в пределах допуска отбраковки максимально грубыми для уменьшения затрат на создание условий измерений, приобретение измерительных приборов и подготовку специалистов по их эксплуатации и содержанию.
При метрологической экспертизе производится:
• Выбор измеряемых величин;
• Установление оптимальной точности измерений;
• Рациональный выбор типов средств измерений для последующего использования в технологическом процессе;
• Выбор методик выполнения измерений;
• Определение требуемого метрологического обслуживания средств измерений.
• Ежегодно центр проводит более 60 метрологических экспертиз технологических процессов. Это позволяет заказчикам выполнить оптимизацию своих технологических процессов.
3. Обслуживание средств измерений массы
Для обеспечения бесперебойной работы железнодорожных весов Вашей организации и соблюдения норм и правил их метрологического обслуживания Октябрьский центр метрологии предлагает два вида обслуживания: одноразовое и комплексное.
Одноразовое обслуживание допускается для весов с интенсивностью взвешивания не более 5 вагонов в сутки и включает предоставление весоповерочного вагона и услуг поверителя.
При одноразовом обслуживании:
• Время предоставления весоповерочного вагона - одни сутки с момента подачи вагона на подъездной путь;
• Техническое обслуживание весов осуществляется силами заказчика;
• В случае неисправности весов, выявленной при проведении или после поверки, заключается новый договор на их повторного метрологического обслуживание.
При комплексном обслуживании:
• Техническое обслуживание весов осуществляется специалистами Центра;
• В случае неисправности весов специалистами Центра осуществляется их бесплатное внеплановое техническое обслуживание
Помимо железнодорожных весов Октябрьский центр метрологии осуществляет метрологическое обслуживание (калибровку, поверку и ремонт) автомобильных весов и других различных средств измерений, входящих в область аккредитации Центра.
Метрологическое обслуживание средств измерений выполняется на договорной основе. Для заключения договора необходимо направить заявку по электронной почте за подписью руководителя организации не позднее, чем за 30 дней до первого метрологического обслуживания.
4. Обучение работников и повышение квалификации
С 2014 года переподготовка и повышение квалификации работников ОАО «РЖД» в области обеспечения единства измерений, в отличие от прошлых лет, осуществляется в учебном комплексе Октябрьского центра метрологии.
Учебный процесс реализуется центром совместно с государственными образовательными учреждениями в области стандартизации, метрологии и сертификации.
Обучение проводится по 10 учебным программам, согласованным с государственными образовательными учреждениями дополнительного профессионального образования в области стандартизации, метрологии и сертификации (таких как Петербургский государственный университет путей сообщения и Академия стандартизации, метрологии и сертификации).
Учебные программы содержат как общие для всех категорий слушателей вопросы метрологического обеспечения, так и практические вопросы проведения поверки и калибровки конкретных типов средств измерений, применяемых на железнодорожном транспорте.
После окончания обучения слушателям, успешным сдавшим экзамены, выдаются соответствующие документы (удостоверение или свидетельство) установленного государственного образца.
5. Метрологический аудит
С целью соблюдения требований Федерального Закона от 26.06.2008 № 102 ФЗ «Об обеспечении единства измерений», а также выполнения метрологических правил и норм Октябрьский центр метрологии осуществляет метрологический аудит.
Вопросы аудита включают проверки:
• Состояния и применения средств измерений, допускового контроля и испытательного оборудования;
• Состояния и применения методик измерений;
• Получения и использования результатов измерений;
• Соблюдения метрологических правил и норм;
• Своевременности проведения метрологического обслуживания средств измерений.
Ежегодно центр проводит метрологический аудит более чем 100 предприятиях. Выявленные нарушения фиксируются в протоколах. Метрологический надзор стоит на страже обеспечения единства, точности и достоверности измерений, позволяет поддерживать требуемый уровень метрологического обеспечения производственных процессов до вмешательства государственных надзорных органов и снять риски потери качества продукции и услуг.
2 Процедуры метрологического подтверждения пригодности эталонов
2.1 Эталоны единиц величин
Для обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все средства измерений одной и той же физической величины. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения установленных единиц физических величин и передачи их размеров применяемым средствам измерений. Воспроизведение, хранение и передача размеров единиц осуществляется с помощью эталонов и образцовых средств измерений. Высшим звеном в метрологической цепи передачи размеров единиц измерений являются эталоны.
В Федеральном законе № 102 от 26.06.2008 г. «Об обеспечении единства измерений» [1] (далее – ФЗ об ОЕИ) эталону дано следующее определение: эталон единицы величины – техническое средство, предназначенное для воспроизведения, хранения и передачи единицы величины.
Основным назначением эталонов является хранение и воспроизведения единицы физической величины для передачи ее размера другим эталонам и рабочим средствам измерений. Под передачей размера единицы величины понимается приведение размера величины, хранимой средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой эталоном. Эта процедура осуществляется при поверке средств измерений [2].
К средствам измерительной техники относят: средства измерений, эталоны, измерительные системы, измерительные установки, измерительные принадлежности, средства сравнения, стандартные образцы и другие. Эталоном может быть средство измерения, материальная мера или стандартный образец. Вследствие этого необходимо также исчерпывающее определение термина «эталон».
Таблица 1 – Определения термина «эталон»
Документ Определение
Международный словарь VIM3 [19] Эталон – реализация определения данной величины с установленным значением величины и связанной с ним неопределенностью измерений, используемая в качестве основы для сравнения
ФЗ «Об обеспечении единства измерений» [1] Эталон единицы величины – техническое средство, предназначенное для воспроизведения, хранения и передачи единицы величины
РМГ 29-2013 [20] Эталон – средство измерительной техники, предназначенное для воспроизведения, хранения и передачи единицы величины
Эталон часто используется как основа для сравнения. Из определения в следует, что основой для сравнения при установлении измеренных значений величины является неопределенность. Остальные определения уточняют назначение эталона: во-первых, эталон предназначен для воспроизведения единицы величины (далее – ЕВ), то есть установления фиксированного значения величины в соответствии с принятой для данной величины единицы; во-вторых, для хранения ЕВ, т.е. неизменность во времени размера ЕВ; в-третьих, для передачи величины или шкалы измерений, т.е. приведение величины, хранимой средством измерений, к ЕВ, воспроизводимой эталоном данной величины.
Из анализа рассмотренных определений можно сделать вывод о том, что в настоящее время нет единой терминологии в области средств измерительной техники. Также из примечаний в РМГ 29, касающихся определения эталона, следует, что средство измерений может являться эталоном.
Для того, чтобы применять эталоны ЕВ как элемент МО на предприятиях для различных целей, в том числе в целях обеспечения качества производственных подпроцессов, необходимо установить соподчинение эталонов, рассмотреть их классификацию, а также определить место рабочего эталона в классификации эталонов, составляющих эталонную базу Российской Федерации.
Классификация эталонов ЕВ позволяет рассмотреть длинную цепочку их соподчинения и понять, какие из эталонов признаны быть наиболее значащими в иерархии, и наоборот. Классифицируя эталоны по признаку, можно остановиться подробнее на каждом из них.
На рисунке 2 представлена классификация эталонов по принадлежности к странам.
Рисунок 2 – Классификации эталонов по принадлежности к странам
Международный эталон – это эталон, который признан всеми государствами, подписавшими международное соглашение, и предназначен для всего мира. Данный эталон служит для согласования с ним шкал и размеров ЕВ, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.
Исходный эталон – эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами (в стране или группе стран, в регионе, министерстве (ведомстве), организации, предприятии или лаборатории), передающий единицу величины или шкалу измерений подчиненным эталонам и имеющимся средствам измерений. Эталоны, стоящие в поверочной схеме (калибровочной иерархии) ниже исходного эталона, обычно называют подчиненными эталонами.
Национальный эталон – эталон, признанный официальным решением служить в качестве исходного для страны. В некоторых странах СНГ в качестве национального эталона используют вторичный или рабочий эталон [5]. Эталонную базу Российской Федерации составляет совокупность первичных государственных, вторичных и рабочих эталонов и являющихся основой обеспечения единства измерений в стране. В настоящее время различают следующую классификацию, определяющую эталонную базу РФ: государственный первичный, вторичный, рабочий.
Классификация эталонов РФ представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 – Классификации эталонов РФ
Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью. Следует отметить, что термин «национальный эталон» применяется тогда, когда хотят подчеркнуть соподчиненность международному эталону, который принимается по соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.
Также существует так называемый специальный эталон – эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы в особых условиях и заменяющий для этих условий первичный эталон. Единица, воспроизводимая с помощью специального эталона, по размеру должна быть Государственные первичные эталоны согласована с единицей, воспроизводимой с помощью соответствующего первичного эталона.
Вторичный эталон – эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы. В зависимости от метрологического назначения вторичные эталоны подразделяются на: эталон свидетель, эталон-копию и эталон сравнения.
Эталоны-свидетель – это эталон, служащий для проверки сохранности и неизменности государственного первичного эталона и его замены в случае порчи или утраты.
Эталон-копия – вторичный эталон, предназначенный для передачи размеров единиц рабочим эталонам (эталон-копия не всегда является физической копией государственного эталона, он копирует лишь метрологические свойства государственного эталона).
Эталон сравнения – вторичный эталон, применяемый для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом.
Рабочий эталон – эталон, предназначенный для передачи единицы величины или шкалы измерений средствам измерений. Рабочий эталон воспринимает размер единицы от вторичных эталонов и, в свою очередь, служит для передачи размера менее точному рабочему эталону (низшего разряда) или рабочим средствам измерений.
Термин «рабочий эталон» заменил используемый ранее термин «образцовое средство измерений». При необходимости рабочие эталоны подразделяют на разряды (1-й, 2-й, ..., n-й). Разрядный эталон – эталон, обеспечивающий передачу размера единицы величины через цепочку соподчиненных по разрядам рабочих эталонов (при этом от последнего рабочего эталона в этой цепочке размер единицы передается рабочему средству измерения, число разрядов для каждого вида средства измерений устанавливается согласно государственной поверочной схеме. Также эталон может быть транспортируемым. Транспортируемый эталон – эталон (иногда специальной конструкции), предназначенный для его транспортирования к местам поверки (калибровки) средств измерений или сличений эталонов.
В зависимости от назначения и исполнения эталоны подразделяются следующим образом: ? одиночный эталон, в составе которого имеется одно средство измерений (мера, измерительный прибор, эталонная установка) для воспроизведения и хранения единицы; ? групповой эталон, в состав которого входит совокупность средств измерений одного типа, номинального значения или диапазона измерений, применяемых совместно для повышения точности воспроизведения единицы или ее хранения (за результат измерений обычно принимается среднее арифметическое значение из результатов измерений однотипными средствами измерений или эталонными установками); ? эталонный набор, состоящий из совокупности средств измерений, позволяющих воспроизводить и хранить единицу в диапазоне, представляющем объединение диапазонов указанных средств (эталонные наборы создаются в тех случаях, когда необходимо охватить определенную область значений физической величины, например, набор эталонных гирь).
Классификация эталонов по составу и назначению представлена на рисунке 4.
Рисунок 4 – Классификации эталонов по составу и назначению
Такое многообразие признаков классификации эталонов обусловлено структурой и реализацией системы обеспечения единства измерений отдельных величин. Очевидно, что достижению этой цели, прежде всего, будет способствовать применение одинаковых, с точки зрения их определения, единиц. Также для реализации системы обеспечения единства измерений Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений», являющийся основополагающим для данной системы, устанавливает требования к эталонам ЕВ, которым необходимо следовать.
Некоторые из требований нормативно-правовых актов (НПА), касающиеся требований к эталонам, будут рассмотрены в следующем подразделе.
В состав эталонов ЕВ могут входить основные технические средства, в том числе средства измерений неутвержденного типа, которые применяются при воспроизведении, хранении и передаче ЕВ. Обязательные требования к эталонам ЕВ применяются в процессе их содержания и применения, а также при их сличении. Установление обязательных требований осуществляется по результатам первичной аттестации.
Первичная аттестация – оценка соответствия эталона ЕВ заданным обязательным требованиям, проводимая до ввода в эксплуатацию эталона ЕВ. Также существует периодическая аттестация, которая проводится в процессе эксплуатации эталона не реже одного раза в два года. При проведении аттестации утверждается наименование эталона ЕВ, присваивается номер, определяется его состав, устанавливаются обязательные метрологические, технические требования (характеристики) и правила содержания и применения эталона ЕВ, а также межаттестационный интервал (как правило, его устанавливают равным минимальному межповерочному интервалу СИ, используемых в составе эталона).
Конструкция эталонов ЕВ должна быть устроена таким образом, чтобы исключить вмешательство, которое может привести к искажению воспроизведения, хранения и передачи ЕВ, шкалы измерений. Вторичные и рабочие эталоны, применяемые в РФ, должны быть прослеживаемыми к государственным первичным эталонам [4]. Для оценки пригодности эталона ЕВ необходимо определять его место в поверочной схеме. Данную процедуру обеспечивает метрологическая прослеживаемость, которая будет рассмотрена в следующем разделе.
Эталонная база РФ насчитывает 118 государственных эталонов и более 300 вторичных эталонов. Государственные эталоны служат для воспроизведения физических величин, поэтому структура эталонной базы соответствует структуре единиц СИ [4]. Основа этой базы – эталоны основных единиц СИ, кроме эталона единицы количества вещества (моль). Одной из причин того, что эталон единицы количества вещества не создан, является недостаточная четкость определения этой единицы и отсутствие метода ее измерения в соответствии с определением. Тем более, эту единицу трудно назвать основной, так как ее определение связано с единицей массы. Вполне возможно, что эта единица будет переведена в разряд специальных единиц массы.
Крупнейшие хранители эталонов РФ – метрологические институты: Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева (ФГУП ВНИИМ) и Всероссийскй научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ФГУП ВНИИФТРИ) [5].
Кроме национальных эталонов единиц существуют международные эталоны, хранимые в Международном бюро мер и весов (МБМВ). Программой деятельности МБМВ предусмотрены систематические международные сличения национальных эталонов крупнейших метрологических лабораторий разных стран с международными эталонами и между собой.
По инициативе международных метрологических организаций в октябре 1999 г. директора национальных метрологических институтов большинства стран мирового сообщества – членов Метрической конвенции подписали «Договоренность» о взаимном признании национальных эталонов и сертификатов на измерения и калибровки, выдаваемых национальными метрологическими институтами". Согласно этому документу степень эквивалентности национальных эталонов будет определяться на основе результатов их международных сличений друг с другом, проводимых под эгидой консультативных комитетов Международного комитета по мерам и весам и региональных метрологических организаций и являющихся юридической основой признания эквивалентности сличаемых эталонов и соответственно правильности измерений и сертификационных испытаний в странах-участниках ключевых сличений [6].
2.2 Метрологическое обеспечение
Метрологическое обеспечение занимает особое место, так как получение достоверной информации о показателях свойств сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, параметрах работы оборудования является основой для принятия оптимальных решений в области качества.
Метрологическое обеспечение – утверждение и применение метрологических норм, правил и методик выполнения измерений, а также разработка, изготовление и применение технических средств для обеспечения единства и требуемой точности измерений.
Юридическую основу метрологического обеспечения составляет Федеральный Российской Федерации №102 «Об обеспечении единства измерений от 26.06.2008 года», а также нормативные документы Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии, как организации, на которые правительством возложено проведение единой государственной технической политики в области метрологии.
Комплекс работ по метрологическому обеспечению включает три основных направления.
Первое направление связано с правовым регулированием работ, проводимых физическими и юридическими лицами, а также органами исполнительной власти и международными организациями, касающихся достижения требуемой точности и единства измерений.
Второе направление предусматривает поиск и разработку фундаментальных положений, с целью совершенствования терминологической базы метрологии, научного обоснования единиц физических величин и методов их измерений, а также повышения точности передачи размеров единиц физических величин от эталонов к рабочим средствам измерений.
Третье направление предполагает меры по реализации законодательных и теоретических положений в повседневной деятельности метрологических служб предприятий и организаций.
Метрологическое обеспечение измерений всегда включает в себя ряд
регламентирующих операций, среди которых:
