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        酒精充氣檢漏工藝替代性研究

        2020-11-05 09:52:02陶雪梅
        科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新 2020年32期
        關(guān)鍵詞:工藝流程

        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(shū)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(kāi)展“壓點(diǎn)減員”專項(xiàng)治理工作。

        經(jīng)過(guò)對(duì)我單位現(xiàn)有危險(xiǎn)點(diǎn)、危險(xiǎn)化學(xué)品作業(yè)場(chǎng)所、危險(xiǎn)作業(yè)工序等各類危險(xiǎn)作業(yè)場(chǎng)所進(jìn)行評(píng)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(cè)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(lái)確定產(chǎn)品的密封狀況。

        2.1 場(chǎng)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(chǎng)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、?;窌捍婀竦冉M件,主要參數(shù)詳見(jiàn)表1。

        表1 酒精充氣場(chǎng)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(kāi)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(wú)色透明的易燃、易揮發(fā)液體,無(wú)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(zhǎng)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(zhǎng)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(chǎng)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(shí)

        我單位開(kāi)展了酒精充氣場(chǎng)所危險(xiǎn)源辨識(shí)工作,共辨識(shí)出危險(xiǎn)源3 項(xiàng),并采取了相關(guān)措施,詳見(jiàn)表2。

        表2 酒精充氣場(chǎng)所危險(xiǎn)源辨識(shí)表

        3 替代方法調(diào)研

        通過(guò)危險(xiǎn)源辨識(shí),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(guò)查找資料,我單位對(duì)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(kāi)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(cè)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(cè)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(cè)得,轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后顯示在儀表上。在測(cè)試壓力下降不多的前提上,因泄漏產(chǎn)生的差壓與檢測(cè)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(cè)試精度高、智能高效,通常用于微量、高精度測(cè)漏的場(chǎng)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(cè)。

        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(cè)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(jiàn)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(cè)法,與酒精充氣法相比,只是將介質(zhì)改為不燃、無(wú)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(wú)毒、無(wú)腐蝕性、揮發(fā)無(wú)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(duì)比詳見(jiàn)表4。

        表4 DA-301 電子氟化液與酒精主要參數(shù)對(duì)比表

        DA-301 電子氟化液?jiǎn)蝺r(jià)為140 元/kg,根據(jù)現(xiàn)有酒精年使用量估算,年采購(gòu)300L(519kg),年使用成本為519×140÷10000=7.26 萬(wàn)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(duì)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(jiǎn)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(cè)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(jiàn)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(duì)氟化液充氣法、差壓式氣密檢漏儀檢測(cè)法、氦質(zhì)譜檢漏儀檢測(cè)法分別從安全性、工藝性、操作性及費(fèi)用進(jìn)行對(duì)比分析,詳見(jiàn)表6。

        表6 檢漏方法對(duì)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(guò)高,因此不予考慮,本次“壓點(diǎn)減員”的具體工作針對(duì)差壓式氣密檢漏儀和不燃溶液充氣開(kāi)展。

        4 工藝試驗(yàn)

        4.1“四新”安全評(píng)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(píng)估管理規(guī)定》對(duì)CH050D 型差壓式氣密檢漏儀與DA-301 氟化液進(jìn)行了識(shí)別與評(píng)估,并分別辨識(shí)了其危險(xiǎn)源,對(duì)試驗(yàn)人員進(jìn)行了培訓(xùn),并采取了相關(guān)措施,詳見(jiàn)表7、表8。

        表7 CH050D 型差壓式氣密檢漏儀危險(xiǎn)源辨識(shí)表

        表8 DA-301 氟化液危險(xiǎn)源辨識(shí)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(duì)某型號(hào)34 件T/R 組件分別進(jìn)行了氣密性檢測(cè),試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表9,差壓式氣密檢漏儀檢測(cè)情況見(jiàn)圖7。

        圖7 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況圖

        表9 T/R 組件氣密檢測(cè)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(hào)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(duì)穩(wěn)定,有29 件T/R 組件泄漏率在2.5Pa/s 范圍內(nèi),詳見(jiàn)圖8。

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

        則該型號(hào)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(gòu)的DA-301電子氟化液,對(duì)34 件T/R 組件進(jìn)行充氣檢漏,通過(guò)目測(cè)法觀察T/R 組件表面是否有氣泡產(chǎn)生。

        檢測(cè)結(jié)果與4.2.1 中表9 的酒精充氣檢測(cè)結(jié)果一致。

        4.2.3 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

        通過(guò)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(cè)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(wèn)題,同時(shí)也可降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度。通過(guò)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(kāi)展打下了良好的基礎(chǔ)。

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