что такое испытательное оборудование в лаборатории
Средства измерения, испытательное и вспомогательное оборудование
Существуют 3 вида оборудования в сфере испытательных лабораторий.
Рассмотрим применение этого оборудования в сфере государственного регулирования.
Как мы выяснили ранее (Поверка и калибровка, в чем разница?), в нашей сфере деятельности применима только поверка!
Есть несколько моментов, в которых нужно быть внимательным при выборе средств измерений в лабораторию.
Есть еще одна хитрость.
Например Вам необходим приемник для испытания по электромагнитной совместимости (ЭМС), внесенный в Гос. реестр стоит больших денег, но Вы можете купить не утвержденного типа в 2-3 раза дешевле и внести его в Гос. реестр сами, как один заводской номер. Процедура эта конечно долгая и не дешевая, но в итоге экономия будет довольно большая и обладая одним бюджетом, Вы сможете позволить себе оборудования в 2 раза больше.
А свидетельство об утверждении типа на конкретный заводской номер будет не на 5 лет, а бессрочно!
Все чаще в испытательных лабораториях встречаю импортное оборудование.
Покупая его, необходимо всегда помнить о том, что СИ, входящее в состав ИО должно быть поверено (только если это не индикатор), а значит утвержденного типа. Когда, например китайский изготовитель, проектирует оборудование, он не задумывается о нашем Гос. реестре, а у нас покупая такое оборудование, потом сталкиваются со сложностями его аттестации (Первичная аттестация) — с сертификатом о калибровке сложно доказать свою правоту.
Я всегда советую перед покупкой просто изучить оборудование получше. Самое главное это понять возможно ли эти СИ заменить на утвержденного типа или хотя бы поставить такие в параллель, чтобы можно было проверять значения, тогда проблем не будет.
Стоит ли говорить о том, что у нас заводские сертификаты о калибровке не принимаются?)
О нем мы говорили в статье «Вспомогательное оборудование«, так что здесь подумаем о том, что есть довольно «тонкая грань» между испытательным и вспомогательным оборудование. Что аттестовывать, а что можно и отнести к вспомогательному?
Разберем на примере установки IPX 3/4.
Установка используется в испытаниях по стандарту
ГОСТ 14254-2015 (IEC 60529:2013) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)
Установка IPX3/4 как раз совмещает в себе все 3 вида оборудования.
В итоге, в паспорте испытательной лаборатории получится следующее:
Лабораторное оборудование. Классификация, основные категории
Лабораторное оборудование — это широкий перечень инструментов, приборов и аппаратов, используемых в лабораторной практике для проведения исследований и испытаний, качественных и количественных анализов, в процессе отбора образцов и пробоподготовки. Это общее название для многих тысяч инструментов ежедневно применяемых в различных видах лабораторий.
Классификация лабораторного оборудования
Условно лабораторное оборудование можно разделить на основные категории:
Данное деление не является обязательным и не прописано в каких-либо нормативных документах. Оно используется для удобства ориентирования в многообразии позиций и подбора оборудования под конкретные задачи.
Однако, существует деление, прописанное в Приказе Минэкономразвития России от 30 мая 2014 г. № 326 об утверждении критериев аккредитации. Согласно данному документу, оборудование, используемое в аккредитованной лаборатории, делится на:
Стоит отметить, что к средствам измерения относится не только оборудование (механизм), но и любое другое техническое средство, с помощью которого физическая величина может быть не только обнаружена, но и измерена. Например, к средствам измерения относится мерная лабораторная посуда, такая как пипетки, мерные колбы или цилиндры. Любое средство измерения обладает нормированными метрологическими характеристиками и внесено в специальный реестр СИ. Ознакомиться с реестром, в котором отражены реестровый номер, наименование СИ, информация об изготовителе, статусе действия и другая полезная информация, можно на официальном сайте перейдя по ссылке.
Чем отличается испытательное от вспомогательного оборудования
Очень часто, даже работники лабораторий, путают испытательное и вспомогательное оборудование. На самом деле, деление довольно простое: к испытательному оборудованию относятся приборы и устройства для воспроизведения тех или иных условиях испытаний: например, температуры, влажности, давления, механических нагрузок. К вспомогательному оборудования, в принципе, относится все остальное оборудование, задействованное на различных стадиях проведения лабораторного анализа, но чьи технические параметры не так существенны в плане влияния на метрологическую составляющую методики в целом. Немного запутанно, но если сократить, то испытательное – устройства, от которых зависит результат эксперимента; вспомогательное – от которого не зависит. В аккредитованной лаборатории все испытательное оборудование, задействованное в реализации методик, должно быть аттестовано. Вспомогательное оборудование аттетовывать не нужно.
В состав испытательного оборудования могут включаться средства контроля параметров испытываемой продукции и программное обеспечение.
Одно и то же оборудование при проведении разных методик, может быть и испытательным, и вспомогательным оборудованием. Например, если от установленной температуры в сушильном шкафу зависит результат анализа, то он будет являться испытательным оборудованием, если же, сушильный шкаф применяется, например, для высушивания лабораторной посуды, и в методике не указана температура, при которой должно происходить высушивание, то он будет вспомогательным оборудованием. Но для исключения возможных спорных ситуаций, лучше, сушильный шкаф все таки аттестовать.
К испытательному оборудованию можно отнести такие приборы, как сушильные шкафы, климатические камеры, воздушные и жидкостные термостаты, высокотемпературные печи, и т.д. В качестве вспомогательного оборудования выступают, например, центрифуги, шейкеры, колбонагреватели, установки вакуумной фильтрации, дистилляторы, нагревательные плиты, ротационные испарители, вытяжные шкафы и др.
Категории лабораторного оборудования
Учитывая многообразие лабораторных приборов, специалисты лабораторий могут столкнуться с проблемой выбора необходимого оборудования под требуемые задачи. Для упрощения такого выбора можно провести деление на категории и подкатегории.
I. Общелабораторное оборудование
Это огромный пласт оборудования применяемого в процессе подготовки и анализа проб для термической обработки, измельчения, смешивания, фильтрации, поддержания температуры, разделения фаз, рассева и других действий. Общелабораторное оборудование можно разделить на подкатегории:
I.I. Нагревательное, охлаждающее и термостатирующее оборудование:
многообразие приборов для нагрева, охлаждения и поддержания температуры, сушки, озоления, термостатирования и подогрева в процессе лабораторного анализа.
— Высокотемпературные муфельные печи. В отличии от сушильных шкафов, которые рассчитаны для нагрева до 200-350 гр, муфельные печи поддерживают температуру до 900-1300 гр. Есть модели с более широким диапазоном. Модели различаются температурным диапазоном, точностью поддержания температуры, размером, типом и материалом камеры, возможностями контроллера (например наличие программированного режима). Некоторые модели могут быть снабжены специальным вытяжным устройством для удаления продуктов горения. Основные производители марки: компания ЛОИП (марка LF), Смоленское СКТБ СПУ (марка ЭКПС), SNOL.
— Лабораторные бани (водяные). Устройства для нагрева и поддержания температуры в определенного объема жидкости (теплоносителя). В качестве теплоносителя, как правило, выступает дистиллированная вода, собственно отсюда и название – водяная баня. Максимальная температуры нагрева жидкости в водяной бане ограничено температурой кипения, т.е. 100 гр. Однако, существуют модели, предназначенные для работы с более высокой температурой, например до 200 гр. В таких случаях, в качестве теплоносителя в диапазоне от 100 гр выступает специальная силиконовая жидкость. Модели лабораторных бань различаются объемом и глубиной ванны, количеством рабочих мест (бани комплектуются крышкой с кольцами, которые позволяют устанавливать колбы и стаканы), температурным диапазоном и точностью поддержания температуры. Выпускаются модели со сплошной крышкой без колец, специальные серологические бани для размещения штативов с пробирками флоринского, бани для термостатирования бутирометров (так называемы редуктазники), модели оснащенные шейкерами для одновременного встряхивания и нагрева и др. Среди основных производителей и моделей можно выделить следующие: ТЕРМЭКС (марка ЛБ), Экросхим (ПЭ), ЛОИП (LOIP LB), STEGLER (WB и ТБ), ULAB (UT), GFL.
— Нагревательные плиты. Помимо небольших маломощных электроплиток, в лабораториях часто используются более современные, мощные и вместительные нагревательные плиты. Температура нагрева поверхности, как правило, 350-400 гр, материал платформы обычно изготавливается из алюминиевого сплава или стеклокерамики. Модели разных производителей различаются температурным диапазоном, материалом и размером нагревательной поверхности, мощность, возможностями контроллера. Некоторые производителе комплектуют нагервательные плиты специальным лотком для песка. Можно выделить несколько основных производителей нагревательных плит: Томьаналит (плиты ПЛ, ПЛП и ПЛС), ЛОИП (LH), Экросхим (ES), Таглер (ПН), ULAB (UH), DAIHAN.
— Песчаные бани. В качестве теплоносителя в данном приборе используется песок, что позволяет равномерно прогреть образцы в процессе пробоподготовки и анализа. Максимальная температура нагрева в песчаной бане варьируется в пределах 300-400 гр. Песок в комплекте с банями не поставляется. Ряд производителей выпускает песчаные бани, которые представляют собой нагревательную плиту с лотком для песка. В некоторых моделях лоток является съемным, а в некоторых представляет собой часть конструкции. Самый простой вариант песчаной бани — это обычная электроплитка и лоток, который размещается сверху. Модели песчаных бань различаются температурных диапазоном, размером лотка, возможностью съема лотка, функциями контроллера. Можно выделить основных производителей и модели: Томьаналит (плита ПЛ + лоток), Таглер (БП), ЛОИП (LH-403), Миус (МИМП-БП).
— Термостаты и криостаты жидкостные. Устройства чем то похожи на водяные бани, в качестве теплоносителя выступает жидкость — вода или специальный жидкий теплоноситель, устойчивый к высоким и низким температурам. Выпускаются жидкостные термостаты, позволяющие не только нагревать теплоноситель, но и обеспечивать охлаждение даже до очень низких температур (минус 80 гр). Такие приборы принято называть криостатами. Зачастую конструкция термостата состоит из погружного блока регулирования температуры и ванны. Жидкость в ванне постоянно перемешивается, также у некоторых моделей есть возможность направить жидкость из ванны на внешний контур, например для термостатирования проточного кюветного отделения спектрофотометра, или для охлаждения атомизатора в ААС. В отличии от водяных бань термостаты обладают расширенными функциями, поддерживают температуру с большей точностью. Выпускаются специализированные жидкостные термостаты и криостаты для применения в нефтехимических лабораториях, например для определения плотности, вязкости, давления насыщенных паров, температуры застывания и др. Модели разных производителей различаются температурным диапазоном, точностью поддержания и градиентом температуры, объемом и конструкцией ванны, функциями контроллера. Об основных различиях термостатов двух основных российских производителей было описано ранее. Производители: ЛОИП, Термэкс, LAUDA, DAIHAN и др.
— Термостаты воздушные (инкубаторы). Внешне устройства похожи на сушильные шкаф, но имеют более высокую точность поддержания температуры в камере и меньший диапазон (максимальная температура 60-100 гр, в отличии от 200-350 в сушильных шкафах). Термостаты снабжаются дополнительной стеклянной дверцей, позволяющей проводить наблюдение без нарушения температурного режима. Некоторые модели имеют функцию охлаждения — по сути это холодильник соединенный с термостатом. Модели разных производителей различаются объемом камеры, температурным диапазоном, точностью поддержания температуры, наличием или отсутствием вентилятора для принудительной конвекции, функциями блока управления, дополнительными возможностями. Среди российских производителей можно выделить Смоленское СКТБ СПУ (ТС, ТСО), Касимовский приборный завод (ТВ, ТСвЛ). Основные иностранные производители: BINDER, Memmert, Hettich.
— Стерилизаторы (автоклавы) паровые. Стерилизация лабораторной посуды, инструментов, питательных сред, оборудования и материалов в данных приборах выполняется насыщенным паром под давлением. В паровых стерилизаторах предусмотрены определенные режимы, например в популярной модели ВК-75 стерилизация проходит при температуре 132°С в течение 20 минут и при 120°С в течение 45 минут. Автоклавы выпускаются в настольном и стационарном (напольном) исполнении. Загрузка может быть вертикальной и горизонтальной. Также модели различаются по объему камеры, режимам стерилизации, функциям управления, конструкцией. Среди производителей можно выделить: ТЗМОИ (модели ГК и ВК), Касимовский приборный завод (ГКа, ГПа, ВКа). Ранее популярная модель ВК-30 на данный момент снята с производства.
— Стерилизаторы воздушные (сухожары). Предназначены для стерилизации лабораторной посуды, инструментов, оборудования и принадлежностей с помощью горячего воздуха. По принципу работы и назначению приборы схожи с сушильными шкафами, но имеют предустановленные режимы стерилизации. Максимальная температура в стерилизаторах, как правило, меньше чем в сушильных шкафах, и составляет 180-200 гр. Если в приборе предусмотрен доп. режим, в котором произвольно устанавливается время и температура, то его можно использовать в качестве сушильного шкафа. Стерилизаторы в основном изготавливаются в настольном исполнении, к некоторым моделям можно дополнительно приобрести напольную подставку. Модели отличаются объемом камеры, наличием принудительной вентиляцией, количеством режимов, возможностями контроллера, материалом корпуса. Основные производители: Смоленское СКТБ СПУ (ГП), Касимовский приборный завод (ГП МО, ГП ПЗ), Витязь.
— Колбонагреватели. Выпускаются модели для размещения одной или нескольких круглодонных колб определенного объема. Существуют модели снабженные магнитной мешалкой для одновременного нагрева и перемешивания, а также с погружным термодатчиком для контроля температуры. Колбонагреватели могут иметь аналоговое или цифровое управление, отличаться диапазоном устанавливаемых температур, материалом нагревательного элемента, функциями управления. Основные производители: ЛОИП (LH), Экохим (ПЭ, ES, ESF), STEGLER (JKI, КН), ULAB (UT), DAIHAN.
— Твердотельные термостаты (термоблоки, термореакторы). Данные устройства имеют отверстия (гнезда) в нагревательной платформе, куда помещаются пробирки или виалы. Приборы разливаются типом и материалом платформы, количеством и объемом устанавливаемых сосудов, температурным диапазоном и точностью поддержания температуры. В некоторых моделях помимо нагрева осуществляется и охлаждение пробирок. Термоблоки часто применяются при определении ХПК спектрофотометрическим методом. Модели твердотельных термостатов с гнездами под пробирки Эппендорфа применяются в микробиологических и генетических лабораториях, для биологических исследований. Некоторые производители выпускают твердотельные термостаты со сменными блоками, что позволяет использовать один и тот же прибор для термостатирования емкостей разного объема. Основные производители: Экросхим, Таглер, Люмэкс, Biosan, IKA
I.II. Оборудование для перемешивания и разделения
К данной категории относится лабораторное оборудование применяемое для перемешивания, встряхивания и разделения на фракции. В процессе перемешивания и разделения образцы могут также подвергаться нагреву или охлаждению.
— Шейкеры лабораторные. Модели отличаются типом движения платформы (орбитальный, возвратно-поступательный, качающий), амплитудой движения, размером платформы, наличием функции подогрева. Шейкеры могут быть снабжены различными приспособлениями для закрепления лабораторной посулы на платформе. Специализированные шейкеры-термостаты (инкубаторы) предназначены для работы с иммунологическими планшетами (при проведении ИФА). Как правило выпускаются модели для установки 2-х или 4-х планшет. Основные производители и торговые марки: ULAB, LOIP, ELMI, Экросхим, Biosan, Daihan, IKA
— Магнитные мешалки. К примеру мешалки Стеглер.
— Приборы вакуумного фильтрования
Статья находится в процессе написания, в ближайшее время она будет дополнена и обновлена.
Лабораторное оборудование
Для того чтобы предоставлять заказчикам быстрые и точные результаты испытаний лаборатория должна создать эффективную систему управления оборудованием. Такая система включает множество аспектов – от оценки и выбора, до его утилизации.
Цель управления оборудованием заключается в обеспечении точного, надежного и оперативного проведения испытаний и измерений. Чтобы достичь этой цели лаборатория должна решить ряд задач. Состав задач определяется видом оборудования и спецификой деятельности лаборатории. В системе качества для каждого вида лабораторного оборудования необходимо предусмотреть соответствующие действия по управлению.
Виды лабораторного оборудования
В зависимости от назначения и сфер применения лабораторное оборудование можно разделить на несколько видов. В нормативных документах они имеют разные названия, но описание сфер применения этих видов оборудования схожи.
К основным видам лабораторного оборудования относятся:
Еще один вид лабораторного оборудования, которое применяется в деятельности лабораторий, – это компьютерные системы и программы. Они могут быть встроены в измерительное или испытательное оборудование или являться самостоятельными единицами оснащения лаборатории.
Под управление системы качества должны подпадать все виды лабораторного оборудования, но в первую очередь те из них, которые оказывают существенное влияние на результаты испытаний или измерений. К ним предъявляются наиболее жесткие и строго регламентированные требования по управлению оборудованием лаборатории.
Требования по управлению оборудованием лаборатории
Стандарты и нормативные документы, регламентирующие деятельность лабораторий, включают в себя значительный объем требований по управлению оборудованием лаборатории. Эти требования относятся к этапам ввода в эксплуатацию оборудования и его применения в ходе испытаний и измерений. Например, такие требования указаны в критериях аккредитации в Российской национальной системе аккредитации «Росаккредитация» или в международном стандарте ISO 17025:2017.
В общем виде требования нормативных документов могут быть разделены на группы:
Состав конкретных требований устанавливается в соответствующих нормативных документах. Система качества лаборатории должна полностью реализовывать эти требования, но не ограничиваться ими. Для эффективного управления оборудованием лаборатории необходимо учитывать вопросы, связанные с выбором оборудования, его приобретением (закупкой, арендой или лизингом), установкой, сервисным обслуживанием, утилизацией. Для разных видов лабораторного оборудования в системе качества должны быть предусмотрены свои алгоритмы и схемы действий.
Реализация требований в системе качества лаборатории
Лаборатория может выбирать различные варианты реализации требований по управлению оборудованием. Выбор подходящего варианта определяется возможностями лаборатории, уровнем подготовки персонала, культурой выполнения работ. Прежде чем приступать к реализации требований нормативных документов, необходимо выявить состав оборудования лаборатории. Оборудование желательно распределить по видам в зависимости от степени влияния на результаты испытаний и измерений.
Требования, связанные с распознаванием оборудования
Чтобы реализовать требования, связанные с распознаванием оборудования, лаборатория должна разработать систему его идентификации.
Система идентификации включает в себя ряд правил:
В отношении измерительного и испытательного оборудования система идентификации должна учитывать состояние оборудования (годное/не годное, поверенное/не поверенное, аттестованное/ не аттестованное и т.п.).
Для программного обеспечения должны выполняться аналогичные действия. В том случае, когда программное обеспечение является неотъемлемой частью оборудования (встроенное ПО), оно может отдельно не учитываться.
Требования, связанные с подготовкой к эксплуатации
До начала эксплуатации необходимо определить требования по установке лабораторного оборудования и проверить их выполнение. К таким требованиям обычно относятся требования к электрической сети (напряжение, частота, мощность), требования к свободному пространству вокруг оборудования, требования по охлаждению (вентиляция, теплоотвод), требования по влажности и т.п.
Требования регулярного метрологического контроля
Обязательному метрологическому контролю должны подвергаться средства измерения, испытательное оборудование, мерная посуда. Другие виды оборудования и ресурсы могут включаться в планы по метрологическому контролю по мере необходимости (в случае, если они влияют на результаты исследований, испытаний или измерений).
Программное обеспечение, если оно применяется при выполнении испытаний или измерений, также проходит метрологический контроль. Такой контроль выполняется в виде аттестации и проводится при вводе в эксплуатацию, после модернизации или изменений ПО, после критических сбоев (повреждение носителей, повреждение вирусами и т.п.). На каждое программное обеспечение разрабатывается своя программа аттестации.
Требования по обращению с оборудованием
В большинстве случаев правила по обращению с оборудованием указаны в сопроводительной документации (паспорте, инструкции по эксплуатации, руководстве по обслуживанию и т.п. документах). Система качества лаборатории должна предусматривать действия по управлению данными документами. Если сопроводительной документации к лабораторному оборудованию нет (не предусмотрена производителем), то лаборатория сама должна разработать соответствующие инструкции. Инструкции могут разрабатываться для группы однотипного оборудования.
В первую очередь в системе качества должны быть реализованы требования по обращению с испытательным и измерительным оборудованием (в том числе со стандартными образцами и эталонами). Действия по обращению с оборудованием необходимо производить в соответствии с инструкциями, а результаты действий фиксировать документально.
Важно регламентировать следующие действия:
Требования по ведению сопроводительной документации
Сопроводительная документация является неотъемлемой частью системы управления оборудованием. Ее состав может меняться в зависимости от вида оборудования. Состав документов и правила их ведения необходимо указать в системе качества.
Как правило, сопроводительная документация включает:
Реализация требований по ведению сопроводительной документации на оборудование является важной частью системы качества, т.к. на основании документации осуществляется оценка работы лаборатории, в том числе в ходе аккредитации.
Комплект документации системы качества испытательной лаборатории (на примере лаборатории нефти и нефтепродуктов)
Комплект документации предназначен для внедрения системы качества в испытательных лабораториях. Комплект включает в себя набор процедур, положений и типовых форм испытательной лаборатории.
Состав документации комплекта полностью реализует требования стандарта ГОСТ ISO/IEC 17025:2019 (ISO 17025:2017) и соответствует критериям аккредитации в Российской национальной системе аккредитации «Росаккредитация». При разработке комплекта учтены последние изменения в требованиях по аккредитации.
