汽車安全氣囊用氣體發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)探析

成杰 孟紹勇 喬俊華 杜海紅 周雯華

【摘要】氣體發(fā)生劑作為汽車安全氣囊的核心部件，是汽車安全氣囊充氣的動(dòng)力來(lái)源。它的質(zhì)量穩(wěn)定性和可靠性直接關(guān)乎駕駛員及車上乘員的生命安全。在氣體發(fā)生劑產(chǎn)品的加工過(guò)程中，影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素有很多。本文從質(zhì)量檢測(cè)的層面分析氣體發(fā)生劑產(chǎn)品檢測(cè)過(guò)程中的影響因素，并提出具體優(yōu)化策略。

【關(guān)鍵詞】氣體發(fā)生劑;檢測(cè);產(chǎn)品質(zhì)量

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2022.03.015

Discussion on Product Quality Inspection of Gas Generation for Automobile Airbag

CHENG Jie，MENG Shao-yong，QIAO Jun-hua，DUHai-hong，ZHOU Wen-hua

（Hubei Hangpeng Chemical Power Technology Co.，Ltd.，Xiangyang 441003，China）

Abstract：As the core component of automobile airbag，gas generation is the power source of automobile airbag inflation. Its quality，stability and reliability are directly related to the life safety of drivers and passengers in several vehicles. In the processing of gas generation products，there are many factors affecting product quality. This paper analyzes the influencing factors in the detection process of gas generation products from the level of quality detection，and puts forward specific optimization strategies.

Key words：gas generation;detection;product quality

安全氣囊是在汽車碰撞過(guò)程中自動(dòng)充氣膨脹，起到保護(hù)駕駛員及車上乘員，減輕人員傷害的安全保護(hù)裝置。安全氣囊一般由傳感系統(tǒng)、電控單元、氣體發(fā)生器、尼龍袋、支架等部件組成，在汽車駕駛艙的方向盤內(nèi)及副駕前側(cè)均裝有安全氣囊。當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞信息由傳感器傳遞至氣囊的中央電子控制單元（ECU）;ECU將碰撞信息處理后提供電流給氣體發(fā)生器中的電爆管;電爆管隨即將電能轉(zhuǎn)化為熱能，引燃傳火藥;傳火藥燃燒后引燃產(chǎn)氣藥，在極短的時(shí)間內(nèi)釋放高壓氣體充填氣囊的氣袋，以減少車輛碰撞瞬間由于慣性和外力對(duì)車上乘員帶來(lái)的傷害。氣囊模塊中能夠被電爆管引燃的傳火藥以及燃燒后釋放氣體的產(chǎn)氣藥統(tǒng)稱為氣體發(fā)生劑。氣體發(fā)生劑作為汽車安全氣囊系統(tǒng)中最核心的組成部分，是安全氣囊充氣的動(dòng)力來(lái)源。

筆者所在的企業(yè)對(duì)氣體發(fā)生劑的生產(chǎn)主要采用濕法工藝，即將硝酸胍等化工原材料按照一定的配比混合后，經(jīng)加水混合、制粒后壓制成不同規(guī)格的片劑，供發(fā)生器裝填使用。作為汽車被動(dòng)安全的零部件之一，發(fā)生器精良的產(chǎn)氣性能要求決定了氣體發(fā)生劑的一些關(guān)鍵特性要被格外重視，這其中就包括氣體發(fā)生劑的化工原材料特性、混合均勻度、片劑厚度、片劑強(qiáng)度、單片密度等。

1氣體發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)概述

在氣體發(fā)生劑的設(shè)計(jì)及量產(chǎn)加工過(guò)程中，對(duì)原材料特性的檢測(cè)、發(fā)生劑半成品以及成品的檢測(cè)，主要有以下幾方面的作用：首先，在氣體發(fā)生劑產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，對(duì)化工原材料及設(shè)計(jì)樣件的檢測(cè)可以幫助企業(yè)定義產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，明確產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)，以此來(lái)確定量產(chǎn)階段的產(chǎn)品生產(chǎn)方案，減少不必要的資源浪費(fèi);其次，在氣體發(fā)生劑的量產(chǎn)階段，對(duì)化工原材料及產(chǎn)品的檢測(cè)可以幫助企業(yè)在已經(jīng)確定的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)，穩(wěn)定且持續(xù)地輸出滿足客戶要求的合格產(chǎn)品，同時(shí)幫助企業(yè)控制并降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

作為散裝材料的氣體發(fā)生劑，它的加工本身就帶有化工產(chǎn)品的屬性。化工原材料及氣體發(fā)生劑產(chǎn)品由于受到加工設(shè)備、產(chǎn)品本身的安全性、檢測(cè)樣本的選取、檢測(cè)設(shè)備的選擇及配置、檢測(cè)人員的素質(zhì)等諸多因素的影響，使氣體發(fā)生劑的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)始終沒(méi)有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)氣體發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)的可靠性產(chǎn)生了很大的影響。因此，為了生產(chǎn)更加安全、高質(zhì)量的氣體發(fā)生劑產(chǎn)品，就必須對(duì)檢測(cè)過(guò)程中的影響因素進(jìn)行分析研究，找出應(yīng)對(duì)策略，保證氣體發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

2氣體發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)的影響因素

2.1原材料的影響

原材料作為影響氣體發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)的決定性因素，其質(zhì)量好壞將直接影響最終氣體發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣。與其他材料相比，氣體發(fā)生劑使用的化工原材料具有一定的特殊性，材料本身的質(zhì)量不僅受到供應(yīng)鏈上游對(duì)初始材料的選擇及加工過(guò)程的影響，加工后的材料在運(yùn)輸、貯存以及使用過(guò)程中也易發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題。個(gè)別化工企業(yè)為了追求更高的經(jīng)濟(jì)效益，通常會(huì)選取價(jià)格低廉、品質(zhì)低劣的原材料，不僅難以滿足氣體發(fā)生劑產(chǎn)品對(duì)原材料的質(zhì)量要求，也會(huì)大大影響發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)的準(zhǔn)確性。另外，化工原材料的采購(gòu)批量一般較大，原材料存儲(chǔ)的周期及存儲(chǔ)防護(hù)不當(dāng)也是影響化工材料的整體質(zhì)量的一個(gè)因素。

2.2樣本量和取樣方法的影響

檢測(cè)樣本是原材料及氣體發(fā)生劑產(chǎn)品檢測(cè)的基礎(chǔ)保證，但是化工原材料及氣體發(fā)生劑產(chǎn)品本身都具有相對(duì)均勻的特點(diǎn)。以筆者所在的企業(yè)為例，采購(gòu)后的原材料通常以批為單位提請(qǐng)檢驗(yàn)，一個(gè)批量約2噸的原材料，請(qǐng)檢時(shí)一個(gè)樣本的樣本量通常只有幾克或幾百毫克。發(fā)生劑半成品或成品一個(gè)請(qǐng)檢批量約300 kg，檢測(cè)時(shí)的樣本量也只有數(shù)十片或幾十克。一個(gè)批量的原材料（產(chǎn)品）中以如此少的樣本檢測(cè)結(jié)果作為判定整批原材料或半成品、成品的質(zhì)量狀態(tài)，可見選取的樣本數(shù)量關(guān)乎整批材料（產(chǎn)品）的質(zhì)量狀態(tài)的判定。

2.3檢測(cè)設(shè)備的影響

檢測(cè)設(shè)備的選擇和配置，檢測(cè)輔助材料的選擇是保證化工原材料及發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)的前提。以檢測(cè)設(shè)備選型為例，發(fā)生劑產(chǎn)品單片重量作為一項(xiàng)重要特性，需要在產(chǎn)品加工過(guò)程中加以監(jiān)控，根據(jù)發(fā)生劑產(chǎn)品規(guī)格不同，較輕的產(chǎn)品單片重量約0.020 g左右，較重的產(chǎn)品單片重量約0.25 g。如果選擇了百分之一精度的電子秤，在檢測(cè)較輕的發(fā)生劑產(chǎn)品時(shí)，電子秤顯示的測(cè)量結(jié)果的最后一位實(shí)則為估計(jì)值，因此就增加了較輕產(chǎn)品的測(cè)量誤差，降低了對(duì)這一類發(fā)生劑產(chǎn)品檢測(cè)的可靠性。對(duì)化工原材料的純度檢測(cè)是需要選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)試劑作為輔助材料的，標(biāo)準(zhǔn)試劑的正確使用及其純度會(huì)直接影響檢測(cè)結(jié)果。另外在檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)設(shè)備的更換也是不容忽視的影響因素之一。由此可見，只有當(dāng)檢測(cè)設(shè)備的選型、檢測(cè)參數(shù)的設(shè)置、檢測(cè)輔助材料的選用等因素均滿足檢測(cè)的需要時(shí)，才能保證檢測(cè)工作的正常開展。

2.4檢測(cè)環(huán)境的影響

檢測(cè)環(huán)境作為化工原材料以及氣體發(fā)生劑產(chǎn)品檢測(cè)系統(tǒng)一個(gè)不可分割的部分，也是影響檢測(cè)結(jié)果可靠性的重要因素之一。例如，氣體發(fā)生劑產(chǎn)品單片密度的檢測(cè)設(shè)備是利用了阿基米德原理。檢測(cè)時(shí)先測(cè)量產(chǎn)品在空氣中的重量，然后將產(chǎn)品放入煤油或石蠟等介質(zhì)中，測(cè)量產(chǎn)品在介質(zhì)中的重量，以此來(lái)計(jì)算產(chǎn)品的密度。通過(guò)長(zhǎng)期的觀察發(fā)現(xiàn)，由于煤油和石蠟在空氣中揮發(fā)的速率不同，采用煤油作為檢測(cè)介質(zhì)，隨著一年氣溫的高低變化，同一氣體發(fā)生劑產(chǎn)品的密度檢測(cè)結(jié)果波動(dòng)是較大的，盡管可以通過(guò)人工干預(yù)的方式對(duì)檢測(cè)環(huán)境的溫濕度進(jìn)行控制，但氣候這個(gè)大環(huán)境的影響因素仍然是客觀存在的。

2.5檢測(cè)人員的影響

目前，筆者所在的企業(yè)對(duì)化工原材料及氣體發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)主要依賴檢測(cè)人員的操作。檢測(cè)人員自身的專業(yè)理論水平和實(shí)際操作技能將直接影響生產(chǎn)用化工原材料及氣體發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)的準(zhǔn)確性。從客觀上講，筆者所在的企業(yè)中從事質(zhì)量檢測(cè)的相關(guān)人員的化工與檢測(cè)專業(yè)知識(shí)較為匱乏，對(duì)先進(jìn)的檢測(cè)裝置操作能力不足。個(gè)別人員還存在質(zhì)量意識(shí)淡薄，對(duì)原材料及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)理解模糊等問(wèn)題。因此，加強(qiáng)檢測(cè)人員的專業(yè)檢測(cè)知識(shí)儲(chǔ)備，提高檢測(cè)人員的檢測(cè)技術(shù)能力，強(qiáng)化檢測(cè)人員的質(zhì)量意識(shí)是保證氣體發(fā)生劑產(chǎn)品及原材料質(zhì)量檢測(cè)可靠性的重要保證。

3提高氣體發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)水平的對(duì)策

3.1嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)

由于原材料對(duì)氣體發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)的決定性影響，因此，嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)，從源頭上把控原材料質(zhì)量是保證氣體發(fā)生劑產(chǎn)品整體質(zhì)量的首要前提。

首先，在供應(yīng)商選擇之初，就要注重對(duì)供應(yīng)商能力的評(píng)估和準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)的制定，將相應(yīng)資質(zhì)作為選擇原材料供應(yīng)商的基本前提，以此來(lái)保障采購(gòu)的原材料具有較高的質(zhì)量。其次，注重對(duì)供應(yīng)商量產(chǎn)能力的持續(xù)監(jiān)督與評(píng)估，定期對(duì)供應(yīng)商開展能力審核，對(duì)審核中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題需監(jiān)督其整改，以確保審核的閉環(huán)管理，保證供應(yīng)商的持續(xù)供貨能力。再次，對(duì)氣體發(fā)生劑產(chǎn)品所適用的原材料，應(yīng)構(gòu)建獨(dú)立的運(yùn)輸體系以確保原材料在運(yùn)輸和轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。最后，在原材料的庫(kù)存管理階段，應(yīng)根據(jù)不同原材料的性能、存放要求以及安全風(fēng)險(xiǎn)，有針對(duì)性地制定相應(yīng)的原材料管控制度，指派專人負(fù)責(zé)，及時(shí)監(jiān)測(cè)、控制、巡查并記錄貯存環(huán)境的條件變化，以此來(lái)保障原材料存放的合理性與規(guī)范性。

3.2制定科學(xué)合理的檢測(cè)規(guī)范

對(duì)于檢測(cè)設(shè)備的使用，須將操作流程及方法以書面形式固化，形成操作規(guī)程和作業(yè)指導(dǎo)書，以保證不同作業(yè)人員操作過(guò)程的無(wú)差異化。建立必要的巡檢和監(jiān)督機(jī)制，確保檢測(cè)人員嚴(yán)格按照操作規(guī)程執(zhí)行，并形成相應(yīng)的檢測(cè)記錄。在檢測(cè)作業(yè)前，還需要做好檢測(cè)設(shè)備設(shè)施的調(diào)試以及校準(zhǔn)工作，修正偏離標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)環(huán)境的測(cè)試結(jié)果，保證測(cè)試水平和測(cè)試的精確度。對(duì)于待檢原材料及半成品、成品的取樣，依據(jù)請(qǐng)檢批量抽取相應(yīng)的樣本量。以筆者所在的企業(yè)為例，對(duì)化工原材料的抽樣方法與樣本量規(guī)則見表1。

對(duì)氣體發(fā)生劑產(chǎn)品，則采用首件檢驗(yàn)和整群抽樣的方法。所謂首件檢驗(yàn)是指對(duì)每個(gè)班次剛開始時(shí)或過(guò)程發(fā)生改變（如人員的變動(dòng)、換料及換工裝、設(shè)備的調(diào)整、工模夾具的調(diào)換修磨等）后5分鐘內(nèi)加工的產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)。經(jīng)首檢后的產(chǎn)品，每間隔1小時(shí)抽取10片進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)結(jié)果標(biāo)注在事先繪制好的控制圖中，用于記錄并預(yù)測(cè)產(chǎn)品變化趨勢(shì)。

3.3確保檢測(cè)設(shè)備的性能，做好檢測(cè)數(shù)據(jù)分析工作

在氣體發(fā)生劑產(chǎn)品所需的原材料檢測(cè)中，會(huì)用到一些化學(xué)分析裝置及輔助試劑，這些裝置及輔助試劑的選擇會(huì)直接影響原材料及氣體發(fā)生劑產(chǎn)品的檢測(cè)質(zhì)量和檢測(cè)效率。要想獲得更精準(zhǔn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，需要結(jié)合原材料的種類、形式，做好檢測(cè)設(shè)備的配置與使用，同時(shí)選取相適宜的輔助試劑進(jìn)行檢驗(yàn)，如果輔助試劑選擇不合理，待測(cè)樣品會(huì)因結(jié)構(gòu)被破壞或與輔助試劑發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果發(fā)生較大的誤差。

在氣體發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中，需要根據(jù)產(chǎn)品的特性選擇相適宜的檢測(cè)設(shè)備，消除由于檢測(cè)設(shè)備能力不足帶來(lái)的測(cè)量誤差。為保證檢測(cè)結(jié)果的可靠性和有效性，需要對(duì)檢測(cè)設(shè)備開展計(jì)劃性的檢定及校準(zhǔn)，以確認(rèn)其有效期和計(jì)量的溯源性。建立健全檢測(cè)設(shè)備管理制度，指定專人對(duì)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行管理，并定期做好維護(hù)保養(yǎng)。定期開展檢測(cè)設(shè)備的測(cè)量系統(tǒng)分析工作（MSA），以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)的變異并加以糾正。對(duì)檢測(cè)過(guò)程、數(shù)據(jù)結(jié)果實(shí)施統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC），把握檢測(cè)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和規(guī)律，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，提高檢驗(yàn)效率和可靠性。

3.4提升化工產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)人員綜合能力

為了能夠最大程度提高氣體發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)水平，需要明確質(zhì)量檢測(cè)人員的從業(yè)能力和崗位具體職責(zé)，針對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果不當(dāng)?shù)囊恍C(jī)理和潛在失效模式做好失效模式分析（FMEA），制定出合理的應(yīng)對(duì)計(jì)劃和改善措施。注重對(duì)新引進(jìn)檢測(cè)人員的能力評(píng)估和在崗檢測(cè)人員的培訓(xùn)與再教育，從而保障整個(gè)檢測(cè)流程的嚴(yán)謹(jǐn)性，生產(chǎn)出更多合格的氣體發(fā)生劑產(chǎn)品。

4結(jié)語(yǔ)

質(zhì)量是企業(yè)的生命線。作為汽車安全氣囊核心部件的氣體發(fā)生劑產(chǎn)品與民眾生命息息相關(guān)。因此，氣體發(fā)生劑產(chǎn)品的生產(chǎn)與檢測(cè)部門責(zé)任重大，應(yīng)做好氣體發(fā)生劑產(chǎn)品質(zhì)量管理和檢測(cè)工作，進(jìn)而保障氣體發(fā)生劑產(chǎn)品的市場(chǎng)銷量和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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