A megfelelő nyomaték nem egyszerűen egy szám a munkautasításban: sok esetben a termékminőség, a megbízhatóság és a biztonság egyik alapvető feltétele. A túl kicsi meghúzási nyomaték laza vagy nem megfelelően terhelt kötést eredményezhet, míg a túl nagy nyomaték károsíthatja a csavart, a menetet vagy akár az összeépített alkatrészeket is.

Éppen ezért a nyomatékkulcsok, nyomatékmérő szenzorok, nyomatékmérő csavarhúzók és egyéb nyomatékmérő eszközök rendszeres ellenőrzése és kalibrálása kiemelt jelentőségű.

De mit jelent pontosan az akkreditált kalibrálás, és hogyan zajlik a folyamat a gyakorlatban?

Miért fontos a nyomatékmérő eszközök kalibrálása?

A nyomatékmérő eszközök pontossága a használat során változhat. A kopás, az intenzív igénybevétel, a nem megfelelő használat, a túlterhelés vagy akár a környezeti hatások is befolyásolhatják a mérési eredményeket.

Egy olyan nyomatékkulcs, amely a skálán például 100 Nm értéket mutat, nem feltétlenül ad le ténylegesen 100 Nm nyomatékot. A kalibrálás éppen azt vizsgálja, hogy az eszköz által jelzett vagy beállított érték hogyan viszonyul egy megfelelő pontosságú referenciaértékhez.

A rendszeres kalibrálás többek között segít:

• biztosítani a gyártási és szerelési folyamatok megbízhatóságát,
• csökkenteni a selejt és az utómunka kockázatát,
• időben felismerni a mérőeszközök pontatlanságát,
• megfelelni a vállalati, vevői és auditkövetelményeknek,
• támogatni a minőségirányítási rendszerek működését,
• növelni a mérési eredményekbe vetett bizalmat,
• kritikus alkalmazásokban hozzájárulni a biztonságos működéshez.

Különösen fontos ez az autóiparban, a repülőgépiparban, a gépgyártásban, az energetikában, valamint minden olyan területen, ahol a csavarkötések meghúzási nyomatéka meghatározott követelmény.

Mit jelent az, hogy egy kalibrálás akkreditált?

Az „akkreditált kalibrálás” nem pusztán azt jelenti, hogy egy laboratórium megméri a nyomatékkulcsot.

Az akkreditáció egy meghatározott tevékenységi körre vonatkozó hivatalos elismerés. Az akkreditált kalibrálási laboratórium az ISO/IEC 17025 szabvány követelményeinek megfelelő rendszerben végzi a kalibrálást.

Ennek része többek között a megfelelően kialakított mérési módszer, a kompetens személyzet, a megfelelő környezeti feltételek, a kalibráló berendezések ellenőrzése és a mérési eredmények metrológiai nyomonkövethetősége.

Fontos különbség, hogy az akkreditált kalibrálás nem feltétlenül jelenti azt, hogy az eszköz „jó” vagy „megfelelt”. A kalibrálás elsősorban mérési eredményeket és azok bizonytalanságát határozza meg. Az, hogy egy eszköz megfelel-e egy adott tűrésnek, külön értékelési kérdés lehet.

1. Az eszköz átvétele és előkészítése

A kalibrálás első lépése a kalibrálandó eszköz azonosítása és állapotának ellenőrzése.

A laboratórium megvizsgálhatja például:

• az eszköz típusát és gyártóját,
• gyári vagy egyedi azonosítóját,
• mérési tartományát,
• a rendelkezésre álló dokumentációt,
• látható sérüléseket vagy rendellenes kopást,
• az eszköz működőképességét.

Ha a mérőeszköz olyan állapotban van, amely befolyásolhatja a biztonságos vagy megfelelő kalibrálást, azt a kalibrálás megkezdése előtt jelezni kell.

A megfelelő előkészítés azért is fontos, mert a mérési eredményt nemcsak maga a nyomatékkulcs vagy szenzor, hanem a teljes mérési rendszer és a mérési körülmények is befolyásolhatják.

2. Stabil mérési körülmények biztosítása

A pontos kalibrálás egyik alapfeltétele a megfelelő környezet.

A laboratórium ellenőrzi és szabályozza azokat a környezeti feltételeket, amelyek a mérési eredményt érdemben befolyásolhatják. Ilyen lehet például a hőmérséklet és a páratartalom.

A mérőeszköznek és a mérőrendszernek szükség esetén elegendő időt kell biztosítani arra, hogy alkalmazkodjon a laboratóriumi körülményekhez.

Ez különösen nagy pontosságú méréseknél fontos, hiszen a kalibrálás célja nem egyszerűen egy „szám leolvasása”, hanem a mérési eredmény megbízható meghatározása.

3. A nyomatékmérő eszköz csatlakoztatása a kalibráló rendszerhez

A kalibrálandó eszközt megfelelő kalibráló berendezéshez vagy referencia-etalonhoz csatlakoztatják.

A laboratórium alkalmazhat például:

• referencia nyomatékmérő cellát,
• nagy pontosságú nyomatékmérő rendszert,
• súlykaros (dead-weight) nyomatékgeneráló rendszert,
• automatizált nyomatékkalibráló padot.

A mérési lánc minden elemének megfelelő pontosságúnak és ellenőrzöttnek kell lennie.

A cél az, hogy a kalibrálandó eszköz eredménye összehasonlítható legyen egy olyan referenciaértékkel, amelynek metrológiai nyomonkövethetősége megfelelően igazolt.

4. Több mérési pont vizsgálata

A kalibrálás nem egyetlen nyomatékértéknél történik.

A mérési pontokat az adott eszköz, a kalibrálási eljárás és az alkalmazandó követelmények alapján határozzák meg. Egy tipikus mérési sorozat például a mérési tartomány több pontját is lefedheti, de nem minden esetben ugyanazokat a százalékos értékeket kell alkalmazni.

A mérés során a referencia-rendszer által létrehozott vagy mért nyomatékot összehasonlítják a vizsgált eszköz jelzésével.

Így derülhet ki például, hogy egy nyomatékkulcs:

• az alsó tartományban pontosabban vagy pontatlanabbul működik,
• a névleges tartomány közepén kisebb eltérést mutat,
• a felső tartományban nagyobb mérési hibával dolgozik.

Ez azért lényeges, mert egy eszköz nem feltétlenül ugyanolyan pontossággal működik a teljes mérési tartományban.

5. Terhelés növelése és csökkentése

A kalibrálási folyamat során a mérési sorozatot a meghatározott eljárás szerint hajtják végre.

A nyomatékot fokozatosan állítják be vagy hozzák létre, majd leolvassák és rögzítik a referenciaértéket és a vizsgált eszköz által jelzett értéket.

Bizonyos kalibrálási eljárásoknál a terhelés növelése és csökkentése egyaránt szerepet kap. Ez lehetőséget ad többek között a hiszterézis vizsgálatára is.

A mérés során fontos a megfelelő mechanikai kialakítás és terhelési irány, valamint az, hogy a mérőeszköz a gyártói vagy vonatkozó mérési előírásoknak megfelelően legyen használva.

6. Milyen jellemzőket vizsgálnak?

A kalibrálás eredményeként többféle mérési jellemző határozható meg.

Mérési hiba

A mérési hiba azt mutatja meg, hogy a vizsgált eszköz által jelzett érték mennyivel tér el a referenciaértéktől.

Ismételhetőség

Azt vizsgálja, hogy azonos vagy közel azonos mérési feltételek mellett mennyire hasonló eredményeket ad az eszköz.

Hiszterézis

A hiszterézis arra utal, hogy azonos nyomatékértéknél van-e különbség az eredményben attól függően, hogy a terhelést növelve vagy csökkentve érjük el az adott pontot.

Mérési bizonytalanság

A mérési bizonytalanság a kalibrálási eredmény egyik legfontosabb eleme. Nem egyszerűen azt fejezi ki, hogy „mekkora a hiba”, hanem azt, hogy a mérési eredményhez milyen bizonytalanság társul.

A mérési bizonytalanság meghatározásakor a mérési folyamat több lehetséges bizonytalansági tényezőjét is figyelembe kell venni.

7. Az eredmények értékelése

A kalibrálás végén rendelkezésre állnak a referenciaértékek, a vizsgált eszköz mérési eredményei, az eltérések és a kapcsolódó mérési bizonytalanságok.

Ezek alapján a vállalat meg tudja ítélni, hogy az eszköz alkalmas-e arra a feladatra, amelyre használni kívánja.

Ez fontos szemléletbeli különbség:

a kalibrálás és a megfelelőség-értékelés nem feltétlenül ugyanaz.

A kalibrálás megmutatja, hogy az eszköz hogyan mér a referenciaértékhez képest. A megfelelőség eldöntéséhez pedig egy előre meghatározott tűrésre vagy követelményre is szükség van.

Ezért egy professzionális kalibrálási bizonyítvány önmagában nem feltétlenül azt jelenti, hogy az eszköz „megfelelt”, hanem dokumentálja a mérési eredményeket és azok bizonytalanságát.

8. Kalibrálási bizonyítvány kiállítása

A kalibrálás végén a laboratórium kalibrálási bizonyítványt állít ki.

A dokumentum tartalma a laboratórium és az alkalmazott eljárás követelményeitől függ, de jellemzően szerepelnek benne:

• a kalibrált eszköz azonosító adatai,
• a kalibrálás időpontja,
• a mérési eredmények,
• a referenciaértékek,
• a mérési eltérések,
• a mérési bizonytalanság,
• az alkalmazott kalibrálási módszerre vonatkozó információk,
• a felhasznált etalonok vagy mérőrendszerek azonosítása,
• a metrológiai nyomonkövethetőségre vonatkozó információk,
• az akkreditáció hatóköréhez kapcsolódó adatok.

A bizonyítvány így nemcsak egy „papír”, hanem a mérés dokumentált bizonyítéka.

Mit jelent a metrológiai nyomonkövethetőség?

Az akkreditált kalibrálás egyik fontos eleme a mérési eredmények nyomonkövethetősége.

Egyszerűen megfogalmazva ez azt jelenti, hogy a mérési eredmény egy dokumentált, megszakítás nélküli kalibrálási láncon keresztül kapcsolható megfelelő referenciaértékekhez és végső soron a mértékegységek rendszeréhez.

Ennek köszönhetően a mérési eredmények összehasonlíthatók más laboratóriumok vagy más időpontok mérési eredményeivel is.

Milyen gyakran kell kalibrálni a nyomatékkulcsot?

Nincs minden nyomatékmérő eszközre érvényes, univerzális kalibrálási időszak.

A megfelelő intervallumot több tényező alapján érdemes meghatározni, például:

• a használat gyakorisága,
• a használat körülményei,
• az eszköz típusa,
• a terhelés mértéke,
• korábbi kalibrálások eredményei,
• a gyártó előírásai,
• a vállalat belső minőségirányítási szabályai,
• vevői vagy iparági követelmények.

Éves kalibrálási ciklus sok vállalatnál kiindulási pont lehet, de intenzív vagy kritikus használat esetén ennél rövidebb időszak is indokolt lehet.

A legjobb gyakorlat az, ha a kalibrálási időközt nem kizárólag naptári alapon határozzák meg, hanem figyelembe veszik az eszköz korábbi teljesítményét és használati körülményeit is.

Mi történik, ha a nyomatékkulcs nem felel meg a követelményeknek?

Ha a kalibrálás során jelentős eltérés derül ki, nem érdemes egyszerűen visszahelyezni az eszközt a termelésbe.

Először azt kell megvizsgálni, hogy az eltérés milyen mértékű, és milyen folyamatokat érinthetett az utolsó megfelelő kalibrálás óta.

Szükség lehet:

• az eszköz beállítására vagy javítására,
• újrakalibrálásra,
• az érintett munkafolyamatok felülvizsgálatára,
• korábbi mérési eredmények hatásvizsgálatára,
• az érintett termékek vagy kötések ellenőrzésére.

Ez különösen kritikus gyártási folyamatoknál fontos, hiszen egy pontatlan nyomatékkulcs nemcsak a következő mérés eredményét befolyásolja, hanem visszamenőlegesen más munkadarabokra is hatással lehet.

Mire érdemes figyelni kalibrálás előtt?

A pontos és hatékony kalibrálás érdekében érdemes az eszközt megfelelő állapotban a laboratóriumba küldeni.

Hasznos lehet előzetesen ellenőrizni:

• az eszköz azonosító adatait,
• a mérési tartományt,
• a kívánt kalibrálási pontokat,
• a rendelkezésre álló gyártói dokumentációt,
• az esetleges korábbi kalibrálási bizonyítványt,
• az alkalmazási területet,
• a vállalati vagy vevői követelményeket.

Ha az eszközt egy konkrét tűréshatár alapján használják, azt célszerű már a kalibrálás megrendelésekor egyértelműen meghatározni.

Összefoglalva tehát a nyomatékmérő eszközök akkreditált kalibrálása egy szabályozott mérési folyamat, amelynek célja a mérőeszköz teljesítményének megbízható meghatározása.

A folyamat során az eszköz állapotát ellenőrzik, megfelelő mérési körülményeket biztosítanak, a nyomatékmérőt megfelelő referencia-etalonhoz vagy kalibráló rendszerhez csatlakoztatják, majd több mérési ponton összehasonlítják a vizsgált eszköz eredményeit a referenciaértékekkel.

A kalibrálás során meghatározható többek között a mérési hiba, az ismételhetőség, a hiszterézis és a mérési bizonytalanság. Az eredményeket kalibrálási bizonyítvány dokumentálja, amely az alkalmazott kalibrálási eljárástól és az akkreditáció hatókörétől függően a metrológiai nyomonkövethetőségre vonatkozó információkat is tartalmaz.

A rendszeres kalibrálás tehát nem pusztán adminisztratív kötelezettség. Megbízható mérőeszközök nélkül a pontos gyártás és szerelés sem garantálható. A megfelelően kalibrált nyomatékmérő eszközök hozzájárulnak a stabilabb gyártási folyamatokhoz, a selejt és az utómunka csökkentéséhez, valamint ahhoz, hogy a vállalat megbízható mérési eredményekre alapozhassa minőségbiztosítási döntéseit.