王 歡 肖志煒

(中國(guó)空空導(dǎo)彈研究院，河南 洛陽(yáng) 471009)

濕度顯示紙是用于指示包裝容器內(nèi)相對(duì)濕度大小的，通過(guò)紙片上指示圈的顏色變化可以直觀地顯示當(dāng)前包裝箱內(nèi)部的濕度變化，而且變化可逆。當(dāng)包裝箱內(nèi)環(huán)境干燥到一定數(shù)值時(shí)候，顯示紙上指示圈會(huì)從白色變?yōu)樗{(lán)色，反之則變回白色。本文針對(duì)我院某型號(hào)導(dǎo)彈包裝箱顯示紙變白問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)，找出原因，分析機(jī)理，收集數(shù)據(jù)，計(jì)算防潮砂的用量，和包裝箱內(nèi)毛氈和緩沖橡膠的吸水量。

1 問(wèn)題概述

2010年1月，洛陽(yáng)某倉(cāng)庫(kù)發(fā)現(xiàn)某批某型號(hào)導(dǎo)彈的部分金屬包裝箱濕度顯示紙顏色變白(正常應(yīng)為藍(lán)色)。

1.1 該倉(cāng)庫(kù)某批導(dǎo)彈所用包裝箱上所用濕度顯示紙為大黑圈和小黑圈兩種狀態(tài)。

1.2 包裝箱歷程

承制單位的包裝箱經(jīng)檢驗(yàn)合格后(濕度顯示紙顏色是否為藍(lán)色未檢驗(yàn))，先存放在凱邁庫(kù)房中，在確認(rèn)包裝箱的裝彈編號(hào)后，承制單位對(duì)包裝箱進(jìn)行噴號(hào)，并將包裝箱送使用庫(kù)房貯存，使用單位裝彈前，將包裝箱轉(zhuǎn)入某廠房，回溫10小時(shí)以上后進(jìn)行導(dǎo)彈裝箱。

包裝箱在上述過(guò)程中，一直處于非密封狀態(tài)，包裝箱在整個(gè)貯存期間及導(dǎo)彈裝箱前，均未檢查濕度顯示紙顏色。

2 問(wèn)題定位

2.1 故障樹

通過(guò)對(duì)包裝箱濕度顯示紙變白的可能原因進(jìn)行分析，以包裝箱濕度顯示紙變白故障作為頂事件畫出故障樹如圖1所示，故障樹共有6個(gè)底事件，以下對(duì)6個(gè)底事件進(jìn)行分析，排查。

圖1 包裝箱濕度顯示紙變白故障樹

2.2 故障分析

2.2.1 濕度顯示紙分析

根據(jù)空空導(dǎo)彈包裝、運(yùn)輸和貯存要求要求，包裝箱內(nèi)的濕度應(yīng)穩(wěn)定在40%以下，包裝箱應(yīng)使用40%的濕度顯示紙。按《濕度指示卡規(guī)范》GJB2494-95的要求，其顏色應(yīng)符合以下要求:濕度＜35%RH時(shí)呈藍(lán)色;濕度在35%RH～45%RH之間呈過(guò)渡色;濕度﹥45%RH時(shí)呈粉紅色。

這批導(dǎo)彈濕度顯示紙存在兩種狀態(tài)，大黑圈狀態(tài)和小黑圈狀態(tài)，為確認(rèn)兩種狀態(tài)的濕度顯示紙是否存在差異，進(jìn)行了下述試驗(yàn):任取兩種狀態(tài)的濕度顯示紙各1件放入干燥瓶?jī)?nèi)(瓶?jī)?nèi)溫度18℃，濕度35%RH)。靜置2h后發(fā)現(xiàn)大黑圈狀態(tài)濕度顯示紙為微藍(lán)色，小黑圈狀態(tài)濕度顯示紙為淡粉色。直接向兩種狀態(tài)的濕度顯示紙吹氮?dú)猓^察其變藍(lán)時(shí)間。

試驗(yàn)結(jié)果如下:大黑圈狀態(tài)濕度顯示紙的28s后變成藍(lán)色;小黑圈狀態(tài)濕度顯示紙的4min后變?yōu)榈{(lán)色，中心仍為淡粉色。

試驗(yàn)表明大黑圈狀態(tài)濕度顯示紙和小黑圈狀態(tài)濕度顯示紙之間存在明顯差異，包裝箱濕度顯示紙顯示異常試包裝箱濕度顯示紙變白故障的原因之一。

2.2.2 包裝箱氣密性分析

任意抽取存放于某庫(kù)房的2臺(tái)濕度顯示紙為紅色的空包裝箱進(jìn)行包裝箱氣密性試驗(yàn)。

試驗(yàn)環(huán)境條件:溫度12℃，相對(duì)濕度45%RH

試驗(yàn)步驟及過(guò)程:1)隨機(jī)挑選包裝箱2臺(tái)，箱號(hào)為:B2.07179;B2.07169。2)在包裝箱箱體內(nèi)充入壓差為0.007MPa壓縮空氣，放置24小時(shí)，壓力無(wú)異常變化。

顏色為粉紅的空包裝箱(箱號(hào):B2.07179;B2.07169)按照包裝箱交付氣密條件進(jìn)行氣密試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果合格。

2010年1月對(duì)該倉(cāng)庫(kù)中顏色變白的包裝箱進(jìn)行了充氮處理，拆下包裝箱排氣螺塞時(shí)，各包裝箱內(nèi)均有氣體排除。從側(cè)面證明了包裝箱氣密性均能夠保證。包裝箱氣密性不合格的因素可以排除。

對(duì)10袋用于某型空空導(dǎo)彈包裝已吸潮的細(xì)孔球形硅膠防潮砂進(jìn)行吸潮程度測(cè)試，數(shù)據(jù)見表1:

試驗(yàn)表明:每袋防潮砂(質(zhì)量250g左右)的吸水量均在10g以上，細(xì)孔球形硅膠防潮砂吸潮能力顯著)

導(dǎo)彈金屬包裝箱內(nèi)防潮砂用量計(jì)算:

按《防潮包裝》GB/T5048-1999，使用機(jī)械方法密封的包裝容器，孔球形硅膠防潮砂使用量為:W=20+V+0.5D

W—防潮砂用量，單位g

V—包裝容器的內(nèi)部容積，單位dm3

D—包裝內(nèi)濕性材料質(zhì)量，單位g

包裝箱體積V=截面積S×長(zhǎng)度L≈1170dm3

包裝箱內(nèi)毛氈質(zhì)量D1=350g

導(dǎo)彈保護(hù)罩內(nèi)毛氈質(zhì)量D2=232g，平絨布質(zhì)量D3=33g

W=20+1170+0.5×(350+232+33)=1497.5(g)

目前，每臺(tái)包裝箱內(nèi)細(xì)孔球形硅膠防潮砂配置量為2000g，即可滿足干燥要求。

2.2.3 防潮砂裝箱前干燥性分析

在進(jìn)行導(dǎo)彈裝箱時(shí)，按照工藝要求需將細(xì)孔球形硅膠防潮砂捆在包裝箱上箱蓋上。而在此操作過(guò)程中，防潮砂不可避免的要在廠房中暴露一段時(shí)間，會(huì)吸收一部分空氣中的水分，勢(shì)必會(huì)影響防潮砂的吸水能力。

為了摸清在短時(shí)間內(nèi)防潮砂在廠房?jī)?nèi)的吸水量和時(shí)間的關(guān)系。進(jìn)行了下述試驗(yàn):將8袋飽和的防潮砂依次稱重后放入烘箱內(nèi)以100℃烘干4h，除箱后立即稱重，計(jì)算出防潮砂的最大吸水量。然后將其放置在廠房中(溫度20℃，濕度為60%RH)，分別在15min、30min及1h時(shí)對(duì)其進(jìn)行稱重，計(jì)算出這三段時(shí)間內(nèi)防潮砂的吸水量，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2:

表2 防潮砂吸水試驗(yàn)記錄表

從上表可以看出:在15min以內(nèi)，防潮砂的吸水量平均為其總吸水能力的1.5%;在30min以內(nèi)，防潮砂的吸水量平均僅為其總吸水能力的3.4%;在1h以內(nèi)，防潮砂的吸水量平均為其總吸水能力的8.5%。

據(jù)此可以得出結(jié)論:在廠房環(huán)境下，防潮砂烘干后在空氣中暴露時(shí)間不超過(guò)30min時(shí)，其吸水量?jī)H為3.4%，對(duì)防潮砂的吸水能力影響不大。而一旦暴露時(shí)間超過(guò)1h以后，防潮砂吸水量已接近10%，影響防潮砂的吸水能力。

因此在包裝過(guò)程中，需嚴(yán)格控制防潮砂的暴露時(shí)間，對(duì)箱內(nèi)濕度增大有一些影響。

2.2.4 包裝廠房的環(huán)境影響分析

廠房的環(huán)境濕度要求為45%RH～75%RH。導(dǎo)彈裝箱時(shí)，箱內(nèi)濕度會(huì)增大，包裝箱中的導(dǎo)彈支座上的毛氈，緩沖橡膠、舵面、翼面盒中的泡沫塑料在包裝時(shí)也有可能吸附一定的水分。而在包裝箱密封的環(huán)境中發(fā)揮出來(lái)，導(dǎo)致包裝箱中的濕度增加。

導(dǎo)彈裝箱時(shí)包裝箱可能吸水量分析:

1 )空包裝箱箱體內(nèi)水分計(jì)算:

不同溫度下的飽和水氣含量，見表3:

表3 不同溫度下的飽和水汽含量(g/m3)

以廠房環(huán)境計(jì)算，廠房溫度20℃，廠房相對(duì)濕度60%RH。

絕對(duì)濕度A=相對(duì)濕度RH×飽和濕度S=17.3×70%= 12.11(g/m3)

包裝箱體積V=截面積S×長(zhǎng)度L≈1.17m3

空包裝箱體內(nèi)含水量M=A×V=12.11×1.17=14.17(g)

2 )吸濕材料在開箱過(guò)程中吸水量計(jì)算:

將包裝箱內(nèi)使用的泡沫塑料在廠房放置24小時(shí)后用電子天平稱重。再將泡沫塑料放在烘箱中以50℃烘干1h，用電子天平稱重。烘干前、后泡沫塑料質(zhì)量無(wú)明顯變化，說(shuō)明泡沫塑料未吸收水份。

為證實(shí)毛氈、緩沖橡膠的吸水能力，進(jìn)行了以下試驗(yàn):

試驗(yàn)環(huán)境:廠房溫度20℃，廠房相對(duì)濕度60%RH。

將毛氈和緩沖橡膠分別稱量質(zhì)量后放入溫箱中烘干。烘干溫度:60℃，烘干時(shí)間:1h。

烘干后立即稱量毛氈和緩沖橡膠質(zhì)量。

將毛氈和緩沖橡膠放置在廠房環(huán)境中，每過(guò)1小時(shí)，稱量質(zhì)量并記錄，共稱量4次，放置48小時(shí)后，再稱量一次質(zhì)量并記錄。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4

表4 毛氈、緩沖橡膠吸水量試驗(yàn)數(shù)據(jù)

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，緩沖橡膠在廠房放置48h期間未吸收水分。

每臺(tái)包裝箱中，毛氈質(zhì)量360g，按開箱時(shí)間不超過(guò)4小時(shí)計(jì)算，導(dǎo)彈裝箱時(shí)包裝箱內(nèi)吸濕材料吸水量為:

(347.6-340)×360÷340=8.01(g)

導(dǎo)彈裝箱后，充氮?dú)饪芍脫Q出部分箱內(nèi)空氣，按置換出80%計(jì)算，可置換出水量:14.17×0.8=11.33(g)

箱內(nèi)吸水總量:(14.17-11.33)+8.01=10.85(g)

導(dǎo)彈裝箱過(guò)程中，箱內(nèi)濕度會(huì)有所增加。

3 機(jī)理分析

空包裝箱在存放時(shí)未對(duì)箱內(nèi)進(jìn)行干燥處理，且存放狀態(tài)為非密封狀態(tài)，包裝箱內(nèi)受外界環(huán)境的影響，特別在夏季高溫高濕條件下，箱內(nèi)溫度會(huì)不斷增加，導(dǎo)致空包裝箱內(nèi)濕度增大。在導(dǎo)彈裝箱前，將非密封存放的空包裝箱從庫(kù)房運(yùn)到廠房，因冬季庫(kù)房溫度比廠房溫度低十度以上且廠房濕度較大，回溫期間，包裝箱的箱壁上會(huì)凝結(jié)微小的水珠。而這些水珠在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法揮發(fā)出箱外，在導(dǎo)彈包裝后開箱時(shí)間和防潮砂在空氣中暴露時(shí)間，包裝箱內(nèi)濕度會(huì)進(jìn)一步加大。

同時(shí)，部分包裝箱上濕度顯示紙不合格，使箱內(nèi)濕度合格時(shí)也會(huì)顯示為白色或紅色。上述諸因素導(dǎo)致裝箱后，包裝箱濕度顯示紙會(huì)在短期內(nèi)變色。

4 故障復(fù)現(xiàn)

4.1 濕度顯示紙故障復(fù)現(xiàn)

針對(duì)該庫(kù)房反饋的部分該批導(dǎo)彈金屬包裝箱濕度顯示紙顏色變白問(wèn)題，對(duì)其他批次導(dǎo)彈的金屬包裝箱的濕度顯示情況進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)部分包裝箱的濕度顯示紙，發(fā)現(xiàn)部分包裝箱的濕度顯示紙也存在變白、變紅現(xiàn)象。

用濕度傳感器(HM1138)，對(duì)濕度顯示紙顏色分別為粉色、白色、藍(lán)色的裝產(chǎn)品的包裝箱各一臺(tái)進(jìn)行箱內(nèi)濕度測(cè)試，結(jié)果如下:

1 )顏色顯示為粉色，濕度顯示紙為小黑圈狀態(tài)的包裝箱，箱內(nèi)濕度為34.84%RH～36.91%RH。理論上濕度顯示紙應(yīng)為白色或淡藍(lán)色。

2 )顏色顯示為白色，濕度顯示紙為小黑圈狀態(tài)的包裝箱，箱內(nèi)濕度為30.5%RH～31.6%RH。理論上濕度顯示紙應(yīng)為白色或藍(lán)色。

3 )顏色顯示為藍(lán)色，濕度顯示紙為大黑圈狀態(tài)的包裝箱，箱內(nèi)濕度為17%RH左右。理論上濕度顯示紙應(yīng)為藍(lán)色。

測(cè)試結(jié)果表明:小黑圈狀態(tài)濕度顯示紙不能按照GJB2494-95中的要求顯示環(huán)境濕度情況，對(duì)箱內(nèi)濕度合格范圍進(jìn)行了加嚴(yán)控制。與宜陽(yáng)倉(cāng)庫(kù)包裝箱濕度顯示紙變白問(wèn)題原因一致。

4.2 包裝箱內(nèi)濕度大故障復(fù)現(xiàn)

將上述濕度顯示紙顏色為粉色的包裝箱開箱，取出箱中8袋防潮砂，依次稱重后放入干燥箱內(nèi)100℃烘干4h后再次稱重，計(jì)算防潮砂的吸水量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表5。

表5 防潮砂吸水量數(shù)據(jù)

質(zhì)量(g)防潮砂編號(hào)1 2 3 4 5 6 7 8烘4h后14.3 17 13.5 9.1 5.9 12.1 6.4 13.7 282.1 281.7 270 278.6 274.8 284.2 246.4 251.6吸水量

從試驗(yàn)結(jié)果看，8袋防潮砂共吸收水分92克，說(shuō)明包裝箱內(nèi)濕度較大，致使?jié)穸蕊@示紙變色。

5 結(jié)論

5.1 問(wèn)題原因

通過(guò)故障樹分析和對(duì)比試驗(yàn)，得出濕度顯示紙變白的原因?yàn)?1)濕度顯示紙自身質(zhì)量不合格;2)導(dǎo)彈包裝箱內(nèi)的濕度大。引起濕度大的原因?yàn)榭瞻b箱本身濕度大，防潮砂裝箱前已吸收部分水分和裝箱時(shí)引起箱內(nèi)濕度進(jìn)一步加大。

5.2 故障機(jī)理

一是個(gè)別濕度顯示紙的顏色不能按照GJB2494-95的要求變化，無(wú)法反映出包裝箱內(nèi)真實(shí)的濕度情況;二是包裝箱自身由于經(jīng)歷較大溫差導(dǎo)致包裝箱箱壁結(jié)水，使箱內(nèi)濕度變高;三是防潮砂在裝箱前已吸收部分水分，影響其在包裝箱中的吸潮能力;最后，包裝箱自身不干燥，引起箱內(nèi)濕度較高。

6 糾正措施

為避免裝箱后的包裝箱內(nèi)濕度過(guò)大，應(yīng)采取以下措施:

1 )避免包裝箱自身潮濕從而引起包裝箱內(nèi)濕度較高，包裝箱轉(zhuǎn)入包裝廠房后，若包裝廠房?jī)?nèi)溫度高于包裝箱存放環(huán)境溫度10℃以上，需保持包裝箱密封狀態(tài)在包裝廠房?jī)?nèi)靜置至少10h后再開箱。

盡量減少裝箱過(guò)程吸水量。調(diào)整導(dǎo)彈包裝箱的操作順序，將綁防潮砂的工作調(diào)整至蓋箱蓋前。即防潮砂綁完后立即蓋箱蓋，減少防潮砂暴露時(shí)間;產(chǎn)品包裝時(shí)，控制烘干的防潮砂在空氣中暴露的時(shí)間不超過(guò)30min;若不立即使用，需將防潮砂密封保存;

增加包裝箱的外觀檢查。在導(dǎo)彈包裝前，增加包裝箱外觀檢查，確保導(dǎo)彈裝箱時(shí)濕度顯示紙顏色為藍(lán)色。