인정사례 ( 경도분야 ) 발표자 : 한국열처리정종수 (jameschn@kornet.net) 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
발표취지 KOLAS의시험 / 교정기관의인증범위 ( 경도부분 ) 를정함에있어명확한분류체계가없는듯하다. 동일한기능을하는기관인데도, 인정서의분류방법이각기다르거나, 기관의업무기능표현이모호한것이있어, NIST ( 미국국가표준기관 ) 의인정사례를통해서개선점을찾는기회로갖고자한다. 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
KOLAS 분류체계 (1) ( 사례 #1) 경도범위를세분하여인정한경우와그렇지않은경우 // 업무기능이모호한경우 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
KOLAS 분류체계 () ( 사례 #) 직접및간접교정을구분한경우와그렇지않은경우 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
NVLAP 이란? National Voluntary Laboratory Accreditation Program ( 국가지원시험소인정제도 ) NIST ( 미국국가표준기관 ) 에서시행하는인정제도 평가사구성 : 각분야전문가와계약에의함 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
APLAC Full Membership APLAC 한국 미국 ( 개국 ) KOLAS NVLAP-ALA-ACLASS 7 기관 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
순서 인정분야 인정분야 공통 ( 일반 ) Hand Book 세부요구사항 1 Electromagnetic DC/low frequency HB 150-a Electromagnetic RF/microwave frequency HB 150-b 3 Time & Frequency HB 150-c 4 Ionizing radiation HB 150 HB 150-d 5 Optical radiation HB 150-e 6 Dimensional HB 150-f 7 Mechanical HB 150-g 8 Thermodynamics HB 150-h 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
인정범위분류 (1 단계 ) 1. 직접교정 (Direct Verification). 간접교정 (Indirect Verification) 3. 기준편표준화 (Standardization of Test Blocks) 1 형상측정 ( 평면도, 평행도, 표면거칠기 ) 특성값결정 4. Indenter 표준화 (Standardization of indenters) 1 형상측정 성능시험포함 (Indenter & Test block) Standardization ( 표준화 ) = Verification ( 검정 ) + Calibration ( 교정 ) 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
인정항목표시 1. Parameter Range Uncertainty. Type of Equipment 3. Quality Assurance System 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
1. 직접교정 항목 1 측정기기 교정장소 3교정항목 세분 Rockwell, Vickers, Brinell 자체교정실내 (On-site) 외부장소 (Off-site) 시험하중 길이측정장치 기기히스테리시스 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
1. 직접교정 ( 교정장소 ) 항목 교정장소 세분 자체교정실내 (On site) 외부장소 (Off site) (Off-site) 현장교정환경보장할수있어야한다. 이동식교정장비및기준편을갖추어야한다 이동간장비의취급, 운송및보관에관한명확한절차등필요. 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
1. 직접교정 ( 교정항목 ) 항목 3 교정항목 세분시험하중깊이측정장치기기의 hysteresis ( 시험하중교정 ) 교정에적절한하중측정기보유 ( 불확도표시 ) ( 깊이측정장치교정 ) 교정에적절한깊이측정기보유 ( 불확도표시 ) (Hysteresis 검정 ) Hysteresis 를측정할수있는기구보유 측정절차서 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
1. 직접교정 ( 필수장비 ) 1. 이동용교정장비및기준편 (off-site 교정 ). 온도, 습도측정및기록장비 3. 힘측정장치 4. 깊이측정장치 5. 기기 hysteresis 측정기구 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
1. 인정범위예 ( 로크웰 ) (David Ellis 인증서에서발췌 ) (KOLAS) 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
. 간접교정 항목 1 교정장소 세분 On site Off site (Off-site) 현장교정환경보장할수있어야한다. ( 보유장비 ) 교정에필요한기준편 ( 매우드물게사용되는기준편은구매처만확보 ) 규격을만족하는 indenter 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
. 간접교정 ( 필수장비 ) 1. 이동에필요한장비. 온도, 습도측정및기록장비 3. 인증범위에속하는모든기준편 ( 단, 극히드물게사용되는기준편의경우, 공급처만확보 ) 4. Indenter ( 인증범위에속하는모두 ) 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
. 인정범위의예 (ALA: David Ellis 인증서에서발췌 ) 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
3. 기준편표준화 고객 표준물질생산기관 표준물질생산 인증서발급 결과통보 교정기관 ( 기준편인증 ) 측정의뢰 ( 注 ) KOLAS 에서는위방식을인정하지않음. 표준물질생산기관은 [ 표준물질생산 ] 기능과 [ 측정 ] 기능, 두기능을다갖추어야한다고규정함. 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
3. 기준편인증 ( 필수장비 ) 1. 온도, 습도측정및기록장비. 인증용경도기 3. 시간측정장비 4. 표준 indenter ( 인정범위에속하는모든스케일 ) 5. 모니터링용기준편 ( 일일점검용 ) 6. 기준편형상검사장비 : 평면도, 평행도, 표면거칠기 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
3. 인정범위예 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
4. Indenter 인증 (Rockwell) Diamond indenter Regular 성능시험 Superficial 성능시험 Regular + Superficial 성능시험 Regular + Superficial 형상검사 Ball indenter Ball 1/16 in. (1.588 mm) diameter Ball 1/8 in. (3.175 mm) diameter Ball 1/4 in. (6.350 mm) diameter Ball 1/ in. (1.70 mm) diameter 표준 // 시험용 indenter 표준 indenter ( ) 시험용 indenter ( ) NIST 에서만시행. 교정기관과는관련없음 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
4. Indenter 인증 (Rockwell) ( 성능시험 : 표준 indenter 와비교 ) 국가표준기관 1 차표준 indenter 표준 indenter 교정기관표준 indenter 시험용 indenter 사용자 시험용 indenter 성능시험방법 (Rockwell): ISO 6508-3 4.5 항 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
4. indenter 인증 ( 필수장비 ) 1. 온도, 습도측정및기록장비. 인증용경도기 3. 시간측정장비 4. 표준 indenter ( 인정범위에속하는모든스케일 ) 5. Ball 검정설비 : 화학성분, 지름및볼경도 (*) 6. 인증기준편 7. 모니터링용기준편 8. 다이아몬드콘형상측정장치 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
4. Indenter 인증 (Rockwell) (Wilson 사인증서에서발췌 ) 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
마무리 1. KOLAS 인정분류방식에는분명개선되어야할부분들이있어보인다.. 인정범위를명확히하지않음으로해서, 인정항목의신뢰성이떨어진다. 3. NIST 와같은세분은경도분야의극히정통한지식이없이어려울것이다. 이러한관점에서볼때, 경도전문가그룹인경도측정클럽에서관련기관에제안또는건의를통해 KOLAS 제도가보다개선될수있는길을모색했으면하는바램이다. 한국열처리 ( 경도기준편제조 )
感謝합니다
<007 측정클럽 > 브리넬및비커스경도압흔비교측정 007. 9. 14. 탁내형 Better Standards, Better Life 1
발표순서 측정의개요 비교측정의필요성 007년도비교측정 결론 Better Standards, Better Life
측정의개요 Better Standards, Better Life 3
4 Better Standards, Better Life 측정의개요 - 브리넬경도 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) () t u t H t u t H d u H D u H F u F H HB u d D c 0 0 + + + + = ),,,, ( 1 t 0 t d D F f HB = 브리넬경도의측정원리 주물, 단조, 비철금속 엔진, 철도차량, 교량 자동차및항공기부품 ) ( 0.10 d D D D F HB = π
5 Better Standards, Better Life 측정의개요 - 비커스경도 1.8544 d P HV = d 1 d HV = f (F, α, l, d, t, v) 비커스경도의측정원리 산업계의모든재료 가장광범위로사용됨 ( ) ( ) () ( ) () () v u t H t u t H d u H l u H F u F H HV u d D c 0 + + + + =
측정의개요 - 압흔측정 Brinell 압흔측정 Vickers 압흔측정 Better Standards, Better Life 6
측정의개요 - 압흔측정 압흔측정장치의교정 Better Standards, Better Life 7
연구의개요 - 압흔측정 비커스압흔측정예 Better Standards, Better Life 8
측정의개요 - 표준압흔 (Std. Indentation) d1 d d1(x) 과 d(y) 의길이측정 브리넬압흔 :.0 mm~6.5 mm 비커스 : 40(0) μm ~ 450 μm Better Standards, Better Life 9
비교측정의필요성 Better Standards, Better Life 10
비교측정의필요성 (1/10) 브리넬및비커스경도측정에서압흔측정신뢰도가측정결과의신뢰도를좌우 (003년 KC 결과 ) 경도에따라달라지는압흔의형태에대해적절한측정기준및절차없음 동일시험기에서측정된압흔이측정자에따라다르게해석 ( 표준자비교결과는동일 ) 현장용브리넬및비커스경도시험기확장불확도 : U(H)+ΔH (ISO 6506, ISO 6507) Better Standards, Better Life 11
비교측정의필요성 (/10) 교정기관의 BMC BMC = k u tester + u CRM + u mh + ΔH U CRM 은 B type ΔH 는 ΔH T + ΔH dm 로서측정심사, 숙련도시험에서평가된량, 클경우 BMC 에영향초래, 측정자숙련도에종속적 범용화되고있는압흔자동측정장치의교정있어서기존의교정절차불충분, 부적합 ( 시험기성능평가및불확도평가 ), 계통오차발생, 국제적으로이슈화로개선이시급 표준압흔 (Std. Indentation) 보급을통한측정신뢰도향상및교정기관능력확충 Better Standards, Better Life 1
비교측정의필요성 (3/10) 압흔의여러형태 융기형 ( 경도작음 ) 침강형 ( 경도큼 ) 표준형 경도 : d(a) < d(c) < d(b) d(a), d(b) 압흔의경계가불분명함 Better Standards, Better Life 13
비교측정의필요성 (4/10) 브리넬압흔의 3 차원측정예 (150 HBW) Better Standards, Better Life 14
비교측정의필요성 (5/10) 003 년브리넬경도 KC : CCM.H-K Results of false indentation measurement 1 10 Deviation( μm ) 8 6 4 1.5 mm 0.8 mm 0.4 mm 0.4 mm 0 - NMIJ NIM VNIFTRI IMGC NMIs PTB NPL KRISS Better Standards, Better Life 15
비교측정의필요성 (6/10) 003 년브리넬경도 KC : CCM.H-K Results of Reference Indentation of Brinell Hardness Results of Reference Indentation of Brinell Hardness Deviation( μm 1 10 8 6 4 0 - -4-6 -8-10 NMIJ NIM VNIFTRI IMGC PTB 50 HBW 1/30 50 HBW.5/187.5 50 HBW 5/750 KRISS NPL Deviation(% 1 0-1 - -3-4 -5 NMIJ NIM VNIFTRI IMGC PTB NPL KRISS 50 HBW 1/30 50 HBW.5/187.5 50 HBW 5/750 NMIs NMIs ISO 6506-, 시험기의허용한계 ( 편차 ) : ± % F, D, d, t 요소편차의합 VNIFTRI, IMGC d 요소단일편차 Better Standards, Better Life 16
비교측정의필요성 (7/10) 003 년브리넬경도 KC : CCM.H-K 경도측정능력결과의신뢰도압흔측정능력, 신뢰도 Better Standards, Better Life 17
비교측정의필요성 (8/10) Verification of Image Analysis System for Measuring Brinell Indentations (Ellis Co., NPL, PTB),006 년 IMEKO, Brazil Better Standards, Better Life 18
비교측정의필요성 (9/10) 압흔측정의계통오차발생의주요원인 요소및측정대상압흔 stage micrometer 조명밝기크다적다 초첨크다 ( 최대 3%) 적다 측정경계의명확성 경도에따라편차심함 명확함 측정대상의다양성매우다양함고정적임 현미경배율및성능크다적다 형상 3 차원입체 차원평면 Better Standards, Better Life 19
비교측정의필요성 (10/10) 압흔비교측정예 (006 년전문가교육 ) 측정자 d1 d 편차 ( μm ) 편차 (HV30) 편차 (HV 0.) 상대편차 a 398.3 399. -4.3 0.8 80 10.0% d 401. 40.0-1.4 0.3 6 3.3% c 400.7 399.1-1.9 0.4 35 4.4% d 398.1 401.4-4.5 0.9 84 10.5% f 397. 399.1-5.4 1.0 100 1.6% g 401.0 399.6-1.6 0.3 30 3.7% h 398.6 400.1-4.0 0.8 74 9.3% 주 1) d1 의명목값 : 40.6 μm 주 ) d 의명목값 : 403.0 μm 주 3) 상대편차의상대경도값 : 800 HV 0. Better Standards, Better Life 0
비교측정의필요성 (10/10) 압흔비교측정예 (006 년전문가교육 ) 측정자 d1 d 편차 ( μm ) 편차 (HV30) 편차 (HV 0.) 상대편차 a 398.3 399. -4.3 0.8 80 10.0% d 401. 40.0-1.4 0.3 6 3.3% c 400.7 399.1-1.9 0.4 35 4.4% d 398.1 401.4-4.5 0.9 84 10.5% f 397. 399.1-5.4 1.0 100 1.6% g 401.0 399.6-1.6 0.3 30 3.7% h 398.6 400.1-4.0 0.8 74 9.3% 주 1) d1 의명목값 : 40.6 μm 주 ) d 의명목값 : 403.0 μm 주 3) 상대편차의상대경도값 : 800 HV 0. Better Standards, Better Life 1
007 년도압흔비교측정개요 Better Standards, Better Life
참가기관 1. 참가기관 35 개기관 지역별분포 18 16 14 1 10 8 6 4 0 기관수 서울, 경기 인천 충청 경상남북 제주 전라남북. KOLAS 인정여부 : 지정 (9), 미지정 (6) 3. KRISS 및 KASTO 기능및역할분담 Better Standards, Better Life 3
측정용표준기 브리넬및비커스경도표준압흔 CRM - 브리넬 :.0 mm ~ 6.0 mm 중 3 종 -비커스: 0 μm ~ 350 μm중3종또는6종 브리넬및비커스압흔모양니켈마스크 -종류: 표준압흔CRM과동일 Better Standards, Better Life 4
일정 4. 일정 6월 11일 ~ 6월 15일 : - 현황조사 : 시험기성능, 측정가능범위, 일정협의 - 예비측정 (3개기관 ) 측정시작 (6월 일 ) ~ 측정종료 (8월 31일 ) 9월중순 : 결과발표 ( 측청클럽, KASTO 매체 ) 5. 기타 측정기술, 시험기성능, 측정애로등현장방문지원 압흔관리측정용 CRM 실비지원 - 기준편제조원가 ( 교정료기타후처리비용제외 ) Better Standards, Better Life 5
비교측정순서도 비교측정시작 결과제출 (5 일이내 ) 수령, 적합성판단 측정장치교정 KRISS 연락 결과검토 종료 조명, 초점, 영점, 편차 압흔비교측정 표준기전달 Better Standards, Better Life 6
결론 압흔측정의측정능력향상 압흔측정계통오차및불확도최소화 - U(H)+ΔH ΔH = ΔH T + ΔH dm ΔH dm = ΔH corr. + u dm BMC 개선 BMC = k u 측정및교정현장의애로해결및능력향상 - 교정시계통오차감소 tester - 자동압흔측정장치교정을위한교정장치확보 - 시험결과의신뢰도향상 + u CRM + u mh + ΔH Better Standards, Better Life 7
Q&A 감사합니다!
최신전자동경도시험기소개 007. 9. 14 한반도통상박봉은
OAD-CELL TYPE AUTOMATIC BRINELL HARDNESS TE STER MODEL: FB-3000C The Future=Tech Brinell Hardness Te ster uses a Load-Cell for measuring the test forces, providing a highly efficient, yet low cost means of Brinell Hardne ss Tester. Tough and durable combined with a neat appearance, it is perfect for laboratory or shop en vironments with low to medium testing requirements. Simple, easy to operate with high accuracy makes this the te ster of choice.
Features Enclosed load cell, for measuring loads of 6.5 up to 3000kgf (10 steps) Automatic application, holding and removal of loads Dwell time is selectable. User friendly operational panel Accurate Rugged Fast Reliable Fool-proof Specifications Test Load Type C :6.5, 187.5, 50, 500, 750, 1000, 000, 500, 3000kgf Load Control :Auto (Application-Holding-Removing) Start Operation :Automatic Start Dwell Time :5 to 60 Seconds LED Display :0000kg is Displayed (4 digits) Accuracy :Conforms to ASTM-E10 Max. Specimen Height :40mm Max. Specimen Depth :130mm Dimension :40 W x 550 D x 775 H (mm) Weight :170kg Power Supply :AC100-40V / 50-60HZ
자동식경도시헌기의구성예