Нестандартные стандарты

Какие задачи решают метрологи-атомщики

Сейчас перед атомной отраслью ставятся новые задачи, происходит рост новых производств. Решение задач и открытие производств невозможно без измерений. Метрологическая служба Бочваровского института прошла подтверждение компетентности в национальной системе аккредитации по направлению «Метрологическая экспертиза и аттестация методик (методов) измерений» и прошла аккредитацию на право выполнения или оказания услуг по проведению испытаний стандартных образцов в целях утверждения типа. Подробнее о новациях в работе рассказал директор научно-исследовательского метрологического отделения Бочваровского института Александр Стелюк.

— Зачем потребовалась дополнительная аккредитация?

— В Федеральной службе по аккредитации (ФСА) поменялись схемы аккредитации: произошло их разделение на непересекающиеся процедуры. Раньше не запрещалось проходить одновременно аккредитацию на разные виды деятельности и, соответственно, иметь общий аттестат аккредитации. При плановых работах по подтверждению компетенций «выполнение работ по проведению испытаний стандартных образцов в целях утверждения типа» пришлось сократить как менее востребованную область деятельности отделения. Так и вышло, что, по сути, по направлению «Испытания стандартных образцов» мы аккредитовались заново.

— Что такое стандартные образцы в атомной отрасли? Почему они должны проходить специальные испытания?

— Стандартный образец (СО) — образец вещества (материала) с установленными по результатам испытаний значениями одной и более величин, характеризующих состав или свойство этого вещества (материала). Это своего рода эталон материала или изделия, он хранит и воспроизводит единицы величин с учетом особенностей изделий и процедур измерений. Чаще всего СО используется для контроля правильности, градуировок средств измерений и организации процедур контроля качества измерений, что является неотъемлемой частью методик (методов) измерений. Поскольку мы работаем в атомной отрасли, то набор измеряемых параметров для нас сильно отличается от общей промышленности РФ. Это связано как с применением ядерных материалов с соответствующими лицензиями, так и с требованиями об особенностях измерений в области использования атомной энергии, установленными законодательством РФ.

Почему СО должны проходить испытания? Раньше была процедура аттестации, но регулятор перешел на термины «испытания» и «утверждение типа», по аналогии со средствами измерений. Поэтому процедура, при которой устанавливаются характеристики и приписываются к СО, называется испытаниями. Ранее под текущее определение СО подпадали Государственные стандартные образцы (ГСО). Они имели наивысший приоритет и на законодательном уровне считаются эталоном, который принимается всеми государственными органами. ГСО утверждается национальным органом по стандартизации.

Способы установления характеристик СО могут быть разными, это и прямые измерения, и межлабораторные сличительные испытания, и т. п. Обеспечение отрасли стандартными образцами является одной из ключевых задач нашего отделения.

Например: стандартный образец массовой доли урана в закиси-окиси урана. Он зарегистрирован, внесен в Федеральный информационный фонд, у него есть описание типа со всеми установленными показателями. Он применяется в ряде методик (методов) измерения, в том числе и при контроле продукции.

Также особое внимание обращается сейчас на применение стандартных справочных данных. Стандартные справочные данные (ССД) — это справочные данные о физических константах и свойствах веществ и материалов, утвержденные федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в области обеспечения единства измерений, и опубликованные в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений. Разработка и аттестация ССД в области использования атомной энергии — это отдельная и крайне объемная задача, связанная с дореакторными и послереакторными испытаниями. При проведении данных работ требуется привлечение широкого круга исполнителей. Также отдельно стоят вопросы о правах интеллектуальной собственности на результаты ССД.

ССД и СО создаются в том числе для конструкционных материалов. Но их нередко разрабатывают под нужды конкретного проекта, например реакторов БРЕСТ или БН-1200. Постоянно появляются и новые материалы для оболочек твэлов.

— Зачем нужна строгая регламентация этих материалов и фиксация их свойств, если может потребоваться изменить отдельное свойство и придется заново ставить его на учет и проходить всю процедуру?

— Полный цикл испытаний каждый новый материал проходит в обязательном порядке. Его работоспособность проверяется во всех возможных заданных режимах, выясняется, как материал поведет себя в результате того или иного воздействия. И в любом случае все его характеристики должны быть зафиксированы, описаны и включены в соответствующие реестры, а также они должны ложиться в основу всех расчетов.

— Каждый модернизированный материал надо вводить в реестр?

— Ростехнадзор в своих нормах и правилах (НП) требует, чтобы материал был аттестован, а информация о каждом конструкционном материале и его характеристиках была внесена в Сводный перечень документов по стандартизации «Росатома». Это большая программа со значительным объемом характеристик, которые еще будут уточняться и добавляться.

Дополнительный импульс данным работам придает новая редакция федерального закона «Об обеспечении единства измерений» от 26.06.2008 № 102-ФЗ, вступившего в силу в марте 2025 года (в редакции от 08.08.2024). В соответствии с ним мы также должны руководствоваться стандартными справочными данными, то есть любая цифра, константа и т. п. из этого перечня должны быть аттестованы и внесены в соответствующий фонд. Эта история будет распространяться на все материалы, которыми мы занимаемся в институте. Это и быстрая тематика, и тепловая, и транспортные реакторы. Объем работ колоссальный.

— Новации затронут все метрологические службы, работающие в отрасли?

— Безусловно. Речь о стандартизации данных и дореакторных, и послереакторных испытаний, вопрос в консервативности обоснования безопасности при проектных и запроектных авариях. Пока мы аккумулируем данные, часть из них есть в стандартных справочных материалах, части пока нет. Потом встанет вопрос о правах собственности, ведь любые измерения материалов — это очень дорогостоящая работа, огромный набор воздействующих факторов (температуры, режимы), и раскрывать данные, полученные за счет предприятия, экономически не очень правильно.

— В минувшем году метрологическая служба института провела аттестацию 50 с лишним новых методик измерений. Каких именно?

— Наш институт, как главный научный метрологический центр госкорпорации «Росатом» и базовая организация метрологической службы Топливного дивизиона по направлению аттестации методик (методов) измерений, имеет широкий круг компетенций в части разработки и аттестации методик. Поэтому мы активно привлекаемся к работам по метрологическому обеспечению производств и решению новых измерительных задач. Это связано в том числе и с разработкой и аттестацией новых методик (методов) измерений. Это и контроль, и измерения различных параметров таблеток ядерного топлива, твэлов и ТВС, и учетные измерения. Обеспечение технологического процесса также входит в круг наших задач. Как примеры измеряемых параметров можно упомянуть насыпную плотность порошка или плотность топливной таблетки. Также контролируется состав порошка и его химические свойства. Учитывается и поверхностная загрязненность твэла перед сборкой. Есть и другие методики контроля — отходов при производстве, отложений ЯМ, которые образуются в трубопроводах, трубах вентиляции. Это множество параметров, которые в конечном счете влияют на работоспособность реакторного топлива, безопасность производства, а значит, и на общую безопасность. Как правило, проекты методик (методов) измерений разрабатываются на предприятиях, мы в Бочваровском институте участвуем в их доработке и приведении их к соответствию с требованиями федерального законодательства, ГОСТов.

— Еще одно важное направление работы метрологов Бочваровского института — проведение межлабораторных сличительных испытаний (МСИ). Как часто они проводятся?

— Согласно ГОСТу ISO/IEC 17043-2013 термин «межлабораторные сличения» означает организацию, выполнение и оценку измерений или испытаний одного и того же или нескольких подобных образцов двумя или более лабораториями в соответствии с заранее установленными условиями. Несколько упрощенно, это означает, что провайдер организует рассылку зашифрованных образцов, лаборатории проводят измерения образцов и предоставляют результаты провайдеру, провайдер проводит оценку полученных результатов и делает соответствующие выводы. Участие в МСИ для лабораторий также является одним из обязательных условий при подтверждении их компетенций. В целом в стране есть определенное количество провайдеров МСИ. Однако, с учетом специфики атомной отрасли, Бочваровский институт является единственным аккредитованным провайдером МСИ среди организаций, входящих в госкорпорацию «Росатом». «Росатом», осознавая важность и необходимость проведения МСИ в отрасли, совместно с нами организует на плановой основе программы по подтверждению квалификации лабораторий, решая следующие задачи:

• подтверждение компетентности лабораторий;
• выявление проблем в лабораториях и инициирование корректирующих действий;
• получение представлений о проблемах при измерениях в отрасли;
• создание востребованных СО;
• обеспечение дополнительного доверия у заказчиков лаборатории;
• получение дополнительной возможности проведения аттестации методик (методов) измерений.

— Приходилось слышать, что отечественные и зарубежные методики (методы) измерений во многом не совпадают. Насколько это критично для российской атомной отрасли?

— У нас сильно отличаются подходы и регламенты при оценке метрологических характеристик. Если у РФ это отдельный аккредитуемый вид деятельности, то за рубежом, как правило, оценка неопределенностей возложена на саму лабораторию, то есть по факту лаборатория сама декларирует неопределенность полученного результата измерений. В РФ аттестация — это независимый и регламентированный процесс. Отсюда и возникают разногласия при применении иностранных методик. Формально у нас все методики должны быть аттестованы и результаты аттестации внесены в соответствующий Федеральный информационный фонд (ФИФ). Однако до сих пор существует целый пласт методик, регламентированных старыми стандартами (это ГОСТы, ОСТы и т. п.), которые не соответствуют современным требованиям. При этом, если внимательно читать критерии аккредитации для испытательных лабораторий, то мы не увидим требования про аттестацию и внесение в ФИФ, но есть требования, что лаборатории должны самостоятельно уметь определять бюджет неопределенности. Данный казус носит законодательный характер. Исходя из перечисленного видно, что наше расхождение с зарубежным подходом в большей степени касается процедур и порядка оценивания метрологических характеристик. В соответствии с особенностями обеспечения единства измерений в области использования атомной энергии, изложенными в приказе госкорпорации «Росатом» от 31 октября 2013 года № 1/10-НПА, четко указано, что все методики (методы) измерений в нашей отрасли должны быть аттестованы. Поэтому, даже применяя зарубежные стандарты, такие как ASTM и ASME, мы все равно вынуждены разрабатывать внутренние стандарты «Росатома» и проводить их аттестацию.