酒精充氣檢漏工藝替代性研究

李 杰 陶雪梅

（航天南湖電子信息技術(shù)股份有限公司，湖北 荊州434000）

1 背景

按照集團(tuán)公司、二院及二十三所年度安全生產(chǎn)責(zé)任書考核指標(biāo)和工作要點(diǎn)的相關(guān)要求，我單位以“科學(xué)化、責(zé)任化、最小化”為原則，開展“壓點(diǎn)減員”專項(xiàng)治理工作。

經(jīng)過對我單位現(xiàn)有危險(xiǎn)點(diǎn)、危險(xiǎn)化學(xué)品作業(yè)場所、危險(xiǎn)作業(yè)工序等各類危險(xiǎn)作業(yè)場所進(jìn)行評估，將酒精充氣工序作為本次“壓點(diǎn)減員”工作的目標(biāo)。

2 酒精充氣概況

酒精充氣是一種濕式檢測法，在向T/R 組件、功放組件、電纜組件等有氣密性要求的產(chǎn)品內(nèi)充入干燥的壓縮空氣后，將產(chǎn)品浸入到酒精槽內(nèi)，觀察是否有氣泡冒出，并以此來確定產(chǎn)品的密封狀況。

2.1 場所及組件

酒精充氣點(diǎn)位于我單位總裝調(diào)試車間內(nèi)部，占地85m2，如圖1 所示。

圖1 酒精充氣點(diǎn)照片

該場所主要包括2 個(gè)酒精槽、空氣干燥機(jī)、彈簧軟管、防靜電摸球、危化品暫存柜等組件，主要參數(shù)詳見表1。

表1 酒精充氣場所主要組件參數(shù)

2.2 工藝流程圖

酒精充氣需要1-2 名操作人員開展相關(guān)工作，其工藝流程如圖2 所示。

圖2 酒精充氣工藝流程圖

2.3 酒精危險(xiǎn)特性

酒精為無色透明的易燃、易揮發(fā)液體，無異味，沸點(diǎn)78.3℃，閃點(diǎn)12℃，為危險(xiǎn)性類別中第3.2 類中閃點(diǎn)易燃液體。其主要危險(xiǎn)特性為：

（1）酒精為中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制劑，首先引起興奮，隨后抑制。在生產(chǎn)中長期接觸高濃度的酒精可引起慢性中毒，引起鼻、眼、粘膜刺激癥狀，以及頭痛、頭暈、疲乏、易激動(dòng)、震顫、惡心等。皮膚長期接觸可引起干燥、脫屑、皸裂和皮炎。

（2）酒精蒸汽能與空氣形成爆炸性混合物，遇明火、高熱會(huì)引起燃燒爆炸，與氧化劑接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或引起燃燒，在火場中，受熱的容器有爆炸危險(xiǎn)，其蒸汽比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇明火會(huì)引著回燃。

2.4 危險(xiǎn)源辨識

我單位開展了酒精充氣場所危險(xiǎn)源辨識工作，共辨識出危險(xiǎn)源3 項(xiàng)，并采取了相關(guān)措施，詳見表2。

表2 酒精充氣場所危險(xiǎn)源辨識表

3 替代方法調(diào)研

通過危險(xiǎn)源辨識，可知該危險(xiǎn)點(diǎn)最大的危險(xiǎn)源為使用酒精作為檢漏介質(zhì)。若能成功應(yīng)用其他充氣方法或檢漏介質(zhì)，則可以減少這一危險(xiǎn)點(diǎn)。

通過查找資料，我單位對差壓式氣密檢漏儀檢漏、不燃溶液充氣檢漏、氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏這三種檢漏方法開展了調(diào)研，并進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)。

3.1 差壓式氣密檢漏儀檢漏

3.1.1 工作原理及特點(diǎn)

差壓式氣密檢漏儀的工作原理為：將規(guī)定壓力的空氣充入被測物和基準(zhǔn)物內(nèi)，然后關(guān)閉閥進(jìn)行平衡，保壓。如果被測物存在泄漏，則內(nèi)部的壓力會(huì)逐漸降低，同基準(zhǔn)物內(nèi)的壓力相比會(huì)有差壓產(chǎn)生，這個(gè)差壓由差壓傳感器測得，轉(zhuǎn)換為電信號后顯示在儀表上。在測試壓力下降不多的前提上，因泄漏產(chǎn)生的差壓與檢測時(shí)間成線性變化。

其原理圖如圖3 所示。

圖3 差壓式氣密檢漏儀原理圖

差壓式氣密性檢漏儀由于測試精度高、智能高效，通常用于微量、高精度測漏的場合，廣泛應(yīng)用于汽車零部件、各類電子產(chǎn)品、電磁閥、傳感器、繼電器、儀表、各種包裝罐、手表、管路等產(chǎn)品的氣密性檢測。

3.1.2 工藝流程圖

差壓式氣密檢漏儀檢漏的主要工藝流程圖如圖4 所示。

圖4 差壓式氣密檢測法工藝流程圖

3.1.3 初選設(shè)備

根據(jù)我單位實(shí)際需求及調(diào)研情況，初步選擇安徽皖儀科技股份有限公司的CH050D 型差壓式氣密檢漏儀，其主要參數(shù)詳見表3。

表3 CH050D 型差壓式氣密檢漏儀主要參數(shù)

3.2 不燃溶液充氣檢漏

3.2.1 工作原理及特點(diǎn)

該方法也是一種濕式檢測法，與酒精充氣法相比，只是將介質(zhì)改為不燃、無毒的溶液，工藝方法繼承性好，但該類溶液價(jià)格較貴，成本較高。

3.2.2 工藝流程圖

該方法與我單位現(xiàn)有的酒精充氣工藝流程基本一致，但由于使用的溶液不燃，可取消導(dǎo)消靜電及危險(xiǎn)品暫存工步，工藝流程圖如圖5 所示。

圖5 不燃溶液充氣工藝流程圖

3.2.3 初選介質(zhì)

廣州今鴻化學(xué)原料有限公司生產(chǎn)的DA-301 電子氟化液具有良好的惰性、高密度、低粘度特性，且不燃、無毒、無腐蝕性、揮發(fā)無殘留，廣泛應(yīng)用作精密電子清洗液、絕緣液、導(dǎo)熱冷卻液、電子檢漏液等。其與酒精主要參數(shù)對比詳見表4。

表4 DA-301 電子氟化液與酒精主要參數(shù)對比表

DA-301 電子氟化液單價(jià)為140 元/kg，根據(jù)現(xiàn)有酒精年使用量估算，年采購300L（519kg），年使用成本為519×140÷10000=7.26 萬元。

3.3 氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏

3.3.1 工作原理及特點(diǎn)

氦質(zhì)譜檢漏儀以氦氣為示蹤氣體，向產(chǎn)品內(nèi)充入氦氣后，對被檢產(chǎn)品工件泄漏氦氣進(jìn)行質(zhì)譜分析，從而判定產(chǎn)品是否有泄漏的情況。

氦氣不腐蝕設(shè)備，檢漏效率高，簡便易操作，儀器反應(yīng)靈敏，精度高，不易受其他氣體干擾，廣泛應(yīng)用于軍工、航空航天、新能源、電子器件、閥門、電力、核電、制冷、家電等行業(yè)。但設(shè)備費(fèi)用較高，前期投入較大，且工作中需要消耗氦氣，使用成本較高。

3.3.2 工藝流程圖

氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏的主要工藝流程圖如圖6 所示。

圖6 氦質(zhì)譜檢漏儀檢測法工藝流程

3.3.3 初選設(shè)備

根據(jù)我單位實(shí)際需求及調(diào)研情況，歐瑞康寶萊真空公司的PHOENIX L300i MODUL 型氦質(zhì)譜檢漏儀，其主要參數(shù)詳見表5。

表5 PHOENIX L300i MODUL 型氦質(zhì)譜檢漏儀主要參數(shù)

3.4 調(diào)研結(jié)論

根據(jù)調(diào)研情況，我們對氟化液充氣法、差壓式氣密檢漏儀檢測法、氦質(zhì)譜檢漏儀檢測法分別從安全性、工藝性、操作性及費(fèi)用進(jìn)行對比分析，詳見表6。

表6 檢漏方法對比表

從上表可以看出，三種方法在安全性上均能滿足需求，但氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏設(shè)備投入過高，因此不予考慮，本次“壓點(diǎn)減員”的具體工作針對差壓式氣密檢漏儀和不燃溶液充氣開展。

4 工藝試驗(yàn)

4.1“四新”安全評審

按我單位《Q/PMJ317.16-2019 新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝、新材料風(fēng)險(xiǎn)評估管理規(guī)定》對CH050D 型差壓式氣密檢漏儀與DA-301 氟化液進(jìn)行了識別與評估，并分別辨識了其危險(xiǎn)源，對試驗(yàn)人員進(jìn)行了培訓(xùn)，并采取了相關(guān)措施，詳見表7、表8。

表7 CH050D 型差壓式氣密檢漏儀危險(xiǎn)源辨識表

表8 DA-301 氟化液危險(xiǎn)源辨識表

4.2 具體試驗(yàn)情況

4.2.1 差壓式氣密檢漏儀試驗(yàn)

使用CH050D 型差壓式氣密檢漏儀和酒精充氣法對某型號34 件T/R 組件分別進(jìn)行了氣密性檢測，試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見表9，差壓式氣密檢漏儀檢測情況見圖7。

圖7 現(xiàn)場檢測情況圖

表9 T/R 組件氣密檢測情況表

圖8 泄漏率數(shù)據(jù)分布圖

圖9 差值數(shù)據(jù)分布圖

剔除編號5、17、30 這三組不合格T/R 組件數(shù)據(jù)，分析其余數(shù)據(jù)，合格的T/R 組件的氣密性能相對穩(wěn)定，有29 件T/R 組件泄漏率在2.5Pa/s 范圍內(nèi)，詳見圖8。

取5 次檢測的平均值與每次檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行差值對比，可知CH050D 型氣密檢漏儀對T/R 組件的重復(fù)檢測數(shù)據(jù)穩(wěn)定在±0.2Pa/s 范圍，詳見圖9。

則該型號T/R 組件的泄漏率在≤2.7Pa/s 時(shí)，可判定為氣密性合格。

4.2.2 氟化液試驗(yàn)

將酒精回收至?xí)捍婀駜?nèi)，向酒精槽內(nèi)注入采購的DA-301電子氟化液，對34 件T/R 組件進(jìn)行充氣檢漏，通過目測法觀察T/R 組件表面是否有氣泡產(chǎn)生。

檢測結(jié)果與4.2.1 中表9 的酒精充氣檢測結(jié)果一致。

4.2.3 試驗(yàn)結(jié)果對比

通過CH050D 型差壓式氣密檢漏儀與DA-301 電子氟化液試驗(yàn)情況，可知，兩種檢測方法均可以較好的檢查產(chǎn)品的氣密性，能夠替代酒精充氣法進(jìn)行檢漏。

從生產(chǎn)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度考慮，優(yōu)先選用CH050D 型差壓式氣密檢漏儀。

5 結(jié)論

采用差壓式氣密檢漏儀，結(jié)果量化、操作性好、費(fèi)用投入小，可以較好的解決酒精充氣安全性問題，同時(shí)也可降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度。通過CH050D 型差壓式氣密檢漏儀的應(yīng)用，完成了酒精充氣點(diǎn)的“壓點(diǎn)”工作，為我單位安全工作的進(jìn)一步開展打下了良好的基礎(chǔ)。