孔祥朋 鞠彬彬 暢通 劉建志 劉歡歡 李玲 林超 劉馳宇

摘 要：伴隨著國(guó)家越來(lái)越重視勞動(dòng)者安全生產(chǎn)、生活，家用可燃?xì)怏w探測(cè)器（以下簡(jiǎn)稱“探測(cè)器”）作為主要安防產(chǎn)品之一，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇。近年來(lái)燃?xì)馐鹿蕰r(shí)有發(fā)生，探測(cè)器質(zhì)量問(wèn)題日益凸顯，備受關(guān)注。本文介紹了探測(cè)器行業(yè)情況，簡(jiǎn)述了我國(guó)探測(cè)器產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品管理、標(biāo)準(zhǔn)等發(fā)展情況，并基于近年來(lái)公告的國(guó)家監(jiān)督抽查結(jié)果，結(jié)合檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)品不合格項(xiàng)目進(jìn)行研究，分析了產(chǎn)品性能失效的原因，提出了質(zhì)量改進(jìn)措施，以促進(jìn)探測(cè)器產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：家用可燃?xì)怏w探測(cè)器，監(jiān)督抽查，性能失效，改進(jìn)

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.19.035

基金項(xiàng)目：本文受國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“高等級(jí)防電弧紡織材料制備、防護(hù)機(jī)理與間接評(píng)價(jià)體系研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2018YFC0810302）資助。

Performance Failure Analysis and Improvement of Household Combustible Gas Detectors

KONG Xiang-peng JU Bin-bin CHANG Tong LIU Jian-zhi LIU Huan-huan LI Ling LIN Chao LIU Chi-yu

（Shandong Institute for Product Quality Inspection； National Inspection and Testing Center for Fire and Flame-retardant Product， Shandong）

Abstract： With the increasing attention paid by the country to the safety of production and daily life， household combustible gas detectors （hereinafter referred to as detectors）， as one of the main security products， have developed rapidly with more intensifi ed industry competition. In recent years， gas accidents have occurred frequently， and the quality issues of detectors have become increasingly prominent， attracting much attention. This paper introduces the situation of the detector industry， briefl y describes the development of Chinas detector industry， product management， standards， and other aspects. Based on the results of national supervision and spot checks announced in recent years， the paper studies the unqualifi ed items of the product combining inspection data， analyzes the causes of product performance failures， and proposes quality improvement measures， in order to promote the further development of detector product quality.

Keywords： household combustible gas detector， supervision and spot check， performance failure， improvement

0 引 言

安全生產(chǎn)事關(guān)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展大局和人民福祉。近年來(lái)，燃?xì)馐鹿暑l發(fā)，2022年全年共收集到媒體報(bào)道的國(guó)內(nèi)（不含港澳臺(tái)）燃?xì)馐鹿?02起，造成66人死亡，487人受傷，其中較大事故10起。與燃?xì)庀嚓P(guān)的交通運(yùn)輸事故60起，造成7人受傷，事故分布在全國(guó)30個(gè)省份、249個(gè)城市[1]。2022年3月15日6時(shí)20分許，北京市房山區(qū)周口店鎮(zhèn)紅蘋果莊園小區(qū)一住戶家中發(fā)生燃?xì)獗?，該事故?dǎo)致2人死亡、2人受傷。2022年6月21日上午9時(shí)許，山東泰安一小區(qū)一層門頭房因液化氣罐泄漏引發(fā)爆炸事故，造成3人死亡、10人受傷。2022年7月19日7時(shí)15分許，天津市一居民家中發(fā)生燃?xì)獗际鹿?，此次事故造?人死亡、13人受傷。2022年8月14日7時(shí)許，濟(jì)南市槐蔭區(qū)香桔市小區(qū)6號(hào)樓3樓發(fā)生天然氣爆燃事故，造成4人受傷。家用可燃?xì)怏w探測(cè)器可以有效監(jiān)視居民住宅環(huán)境中可燃?xì)怏w濃度，當(dāng)空氣中燃?xì)鉂舛冗_(dá)到設(shè)定值時(shí)，即發(fā)出報(bào)警信號(hào)并關(guān)閉電磁閥以切斷供氣管路，其對(duì)燃?xì)鈸碛斜取八丫热备`敏的嗅覺(jué)，可有效防止燃?xì)庑孤┮鸬谋ㄊ鹿实陌l(fā)生。

1 探測(cè)器產(chǎn)品行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r

1.1 產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)情況

截至目前，全國(guó)家用可燃?xì)怏w探測(cè)器生產(chǎn)企業(yè)約有130家。主要分布在廣東、山東、浙江、河北、上海、江蘇、天津、北京、四川、河南等省市（直轄市），各省份的生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量詳細(xì)狀況如表1所示。廣東省生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量約占總數(shù)的三分之一，有43家，約有80%分布在深圳市，山東省有14家生產(chǎn)企業(yè)，其中57%分布在濟(jì)南市，河南省生產(chǎn)企業(yè)均分布在鄭州市，四川生產(chǎn)企業(yè)67%分布在成都市。

家用可燃?xì)怏w探測(cè)器的市場(chǎng)在國(guó)內(nèi)可劃分為南方市場(chǎng)和北方市場(chǎng)。北方市場(chǎng)包括東北區(qū)、華北區(qū)、西北區(qū)、華中區(qū)四個(gè)大區(qū)，南方市場(chǎng)包括華東區(qū)、華南區(qū)、中南區(qū)三個(gè)大區(qū)。目前家用可燃?xì)怏w探測(cè)器的市場(chǎng)主要集中在北方市場(chǎng)。北方地區(qū)氣溫較低，冬季取暖空間相對(duì)封閉，發(fā)生燃?xì)庑孤r(shí)燃?xì)庖自谑覂?nèi)積聚，發(fā)生燃?xì)馐鹿实目赡苄愿摺?/p>

2021年，全國(guó)天然氣消費(fèi)量3690億 m3，其中城市燃?xì)庹急?2%，即1180.8億 m3[2]。以濟(jì)南市為例，2021年濟(jì)南市城市天然氣供氣總量17.21億 m3，城市天然氣用氣戶數(shù)303.54萬(wàn)戶。而城市燃?xì)獾陌l(fā)展會(huì)有效促進(jìn)家用可燃?xì)怏w探測(cè)器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，探測(cè)器的壽命一般為3～5年，由此可看出家用可燃?xì)怏w探測(cè)器的產(chǎn)業(yè)規(guī)模至少是千萬(wàn)只/年的級(jí)別。

1.2 產(chǎn)品管理及標(biāo)準(zhǔn)體系情況

可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警產(chǎn)品于2015年9月1日開始實(shí)行強(qiáng)制性認(rèn)證管理。為響應(yīng)國(guó)家行政管理“放管服”政策的號(hào)召，2018年6月11日，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)發(fā)布2018年第11號(hào)公告，可燃?xì)怏w報(bào)警產(chǎn)品不再實(shí)施強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證管理，轉(zhuǎn)為自愿性認(rèn)證管理。

可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警產(chǎn)品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)截止目前共有三個(gè)版本，分別是1995年10月1日正式實(shí)施的GB 15322-1994《可燃?xì)怏w探測(cè)器技術(shù)要求和試驗(yàn)方法》，另外兩個(gè)是2003版（2003年12月1日正式實(shí)施）和現(xiàn)行的2019版（2020年11月1日正式實(shí)施）。2019版共分為四個(gè)部分，探測(cè)器采用第2部分，即 GB 15322.2-2019《可燃?xì)怏w探測(cè)器 第2部分：家用可燃?xì)怏w探測(cè)器》。

2 國(guó)家監(jiān)督抽查結(jié)果分析

家用可燃?xì)怏w探測(cè)器2019版標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后至今，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局共計(jì)組織了一次該產(chǎn)品的監(jiān)督抽查，即2022年家用可燃?xì)怏w探測(cè)器產(chǎn)品質(zhì)量國(guó)家監(jiān)督抽查。共抽查了18個(gè)省、直轄市，85家企業(yè)生產(chǎn)的85批次產(chǎn)品，抽查合格率為88.2%。通過(guò)表2能看出報(bào)警動(dòng)作值試驗(yàn)、方位試驗(yàn)、報(bào)警重復(fù)性試驗(yàn)、電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)、跌落試驗(yàn)、抗中毒性能試驗(yàn)、低濃度運(yùn)行試驗(yàn)等項(xiàng)目在國(guó)抽中不合格發(fā)現(xiàn)率較高。

3 產(chǎn)品主要性能失效分析

3.1 報(bào)警動(dòng)作值、方位、重復(fù)性試驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定探測(cè)器的報(bào)警動(dòng)作值不應(yīng)低于5% LEL（爆炸下限），探測(cè)器的報(bào)警動(dòng)作值與報(bào)警設(shè)定值之差的絕對(duì)值不應(yīng)大于3% LEL[3]。被抽查所有的產(chǎn)品報(bào)警設(shè)定值均在7% LEL～10% LEL之間，有80%的不合格產(chǎn)品是由于報(bào)警動(dòng)作值出現(xiàn)了問(wèn)題，有的稍微通點(diǎn)氣體（極低濃度）就出現(xiàn)報(bào)警現(xiàn)象，有的產(chǎn)品甚至氣體濃度達(dá)到兩倍的報(bào)警設(shè)定值的時(shí)候還沒(méi)有報(bào)警動(dòng)作。

報(bào)警動(dòng)作值試驗(yàn)項(xiàng)目可謂是家用可燃?xì)怏w探測(cè)器產(chǎn)品的基本功能項(xiàng)目，是衡量家用可燃?xì)怏w探測(cè)器質(zhì)量好壞的關(guān)鍵項(xiàng)目，作為燃?xì)庑孤┑膱?bào)警產(chǎn)品，其報(bào)警能力是體現(xiàn)產(chǎn)品主要性能的重要指標(biāo)，不能準(zhǔn)確地檢測(cè)到氣體的泄漏，如出現(xiàn)早報(bào)警、晚報(bào)警或不報(bào)警，在實(shí)際燃?xì)庑孤┻^(guò)程中不能起到應(yīng)有的作用；方位試驗(yàn)是檢驗(yàn)探測(cè)器在不同方位上的工作能力，實(shí)際應(yīng)用時(shí)安裝的方位和氣體泄漏的方向都是不確定的，不同方位之間如果檢測(cè)靈敏度差距太大會(huì)影響產(chǎn)品的使用效果；報(bào)警重復(fù)性是檢驗(yàn)探測(cè)器重復(fù)報(bào)警的能力，報(bào)警重復(fù)性可有效反映探測(cè)器傳感器工作的重復(fù)持久有效性，若產(chǎn)品在報(bào)警工作幾次后，導(dǎo)致其失去準(zhǔn)確性，致使產(chǎn)品不能多次持久使用，造成成本的增加和資源的浪費(fèi)。

3.2 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)

探測(cè)器電源線和其他連接（控制輸出或信號(hào)）線的兩極之間應(yīng)能耐受一定重復(fù)頻率下的瞬變脈沖電壓持續(xù)1 min的干擾。試驗(yàn)期間，探測(cè)器不應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)或故障信號(hào)。試驗(yàn)后，探測(cè)器的報(bào)警動(dòng)作值仍需滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分產(chǎn)品在干擾施加過(guò)程中出現(xiàn)故障燈亮起，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，顯示屏顯示數(shù)據(jù)異?；蛳ⅰ⒑谄恋痊F(xiàn)象；有的產(chǎn)品瞬變脈沖電壓施加過(guò)程中工作狀態(tài)異常，干擾條件結(jié)束后設(shè)備出現(xiàn)重新啟動(dòng)現(xiàn)象。

探測(cè)器會(huì)在家庭的同一供電回路中和多種其他用電器共存，用電器在工作過(guò)程中，如繼電器、開關(guān)等在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬態(tài)脈沖，對(duì)探測(cè)器產(chǎn)生騷擾，作用于其敏感部位，脈沖群的干擾可能會(huì)導(dǎo)致其報(bào)警性能下降或失去功能。

3.3 高、低溫（運(yùn)行）試驗(yàn)

探測(cè)器應(yīng)能耐受一定程度高、低溫氣候環(huán)境條件，試驗(yàn)期間，探測(cè)器不應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)或故障信號(hào)，試驗(yàn)后，探測(cè)器的報(bào)警動(dòng)作值應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，探測(cè)器在溫度大幅變化的條件下傳感器靈敏度會(huì)發(fā)生較大變化，尤其是高溫試驗(yàn)條件下，產(chǎn)品靈敏度會(huì)提前，即提前報(bào)警。顧名思義，家用可燃?xì)怏w探測(cè)器不僅使用在家庭環(huán)境中，而且是在燃?xì)庖装l(fā)生泄漏的地方，即廚房?jī)?nèi)或附近。廚房?jī)?nèi)做飯的時(shí)候，溫度變化幅度大，尤其在冬夏兩季，性能本身不足的產(chǎn)品在這樣的環(huán)境下很難發(fā)揮其效能。

3.4 跌落試驗(yàn)

跌落試驗(yàn)后，探測(cè)器不應(yīng)有機(jī)械損傷和緊固部位松動(dòng)，報(bào)警動(dòng)作值應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求[1]。在抽查和平時(shí)的檢測(cè)任務(wù)中，經(jīng)過(guò)多家多批次的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)部分產(chǎn)品出現(xiàn)外殼機(jī)械損傷，如外殼有裂痕、殼角碎落等；部分產(chǎn)品元器件發(fā)生脫落，重新上電后故障信號(hào)燈閃爍等；部分產(chǎn)品無(wú)前面兩種情況，但報(bào)警動(dòng)作值不達(dá)標(biāo)。

眾所周知，目前物品的轉(zhuǎn)運(yùn)基本是靠物流，即便是在產(chǎn)品包裝上進(jìn)行了充分的緩沖措施，物品在物流的轉(zhuǎn)運(yùn)或裝卸過(guò)程中難免發(fā)生跌落或拋落的情況，探測(cè)器尤其傳感器屬于敏感型物品，其性能就會(huì)受到一定的影響。而跌落試驗(yàn)主要考察探測(cè)器抗跌落或抗摔能力，若生產(chǎn)者在設(shè)計(jì)之初未在這方面作充分考慮，就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品受影響后性能不佳或失效。

3.5 抗中毒性能、低濃度運(yùn)行試驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定探測(cè)器在中毒和低濃度環(huán)境期間不應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)或故障信號(hào)，試驗(yàn)后，報(bào)警動(dòng)作值應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，有的產(chǎn)品存在中毒、低濃度后動(dòng)作值大幅提前，甚至微量氣體濃度就出現(xiàn)報(bào)警動(dòng)作；有的試驗(yàn)后，報(bào)警動(dòng)作值滯后性嚴(yán)重。

生活方式、家居條件隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展趨于多樣化，室內(nèi)含有揮發(fā)性有機(jī)物的化學(xué)品如各種粘合劑、涂料、清潔劑、化妝品、裝飾材料等，使用量驟增，揮發(fā)出的有機(jī)物包括烷烴、烯烴、醇、醛、醚、酯以及苯系物等[4]。這些物質(zhì)會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成不同程度的影響，致使性能不好的產(chǎn)品“中毒”或“微醺”現(xiàn)象，使得產(chǎn)品不能正常工作，關(guān)鍵時(shí)刻失去效能。

4 改進(jìn)措施

4.1 設(shè)計(jì)過(guò)程

產(chǎn)品質(zhì)量體現(xiàn)在其生命周期中的每個(gè)環(huán)節(jié)，產(chǎn)品質(zhì)量首先是設(shè)計(jì)出來(lái)的，其次才是制造出來(lái)的，探測(cè)器也不列外。選用性能穩(wěn)定的傳感器、芯片等重要元器件加以匹配且經(jīng)過(guò)科學(xué)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)方案來(lái)保證產(chǎn)品報(bào)警動(dòng)作值、重復(fù)性等基本功能。就方位試驗(yàn)而言，要考慮外觀上探窗不同方位進(jìn)氣量的問(wèn)題、傳感器附近不同方位進(jìn)氣速率等要素；對(duì)于電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)，要充分考慮電源線進(jìn)入點(diǎn)、信號(hào)線的濾波及瞬態(tài)防護(hù)。電快速瞬變脈沖群為高頻現(xiàn)象，且產(chǎn)品外殼多為非金屬，外殼不正確的屏蔽、受試線與其他線纜的交叉耦合噪聲或各種寄生效應(yīng)都可能會(huì)產(chǎn)生3.2所述問(wèn)題[5]，此類問(wèn)題要注意；高、低溫（運(yùn)行）試驗(yàn)：需要設(shè)計(jì)方案在溫度發(fā)生變化時(shí)予以算法補(bǔ)償，可在標(biāo)準(zhǔn)要求環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)產(chǎn)品具體表現(xiàn)確定補(bǔ)償系數(shù)；跌落試驗(yàn)：選用耐沖擊、不易碎易裂的外殼材質(zhì)。整體結(jié)構(gòu)需充分考慮電路板及電子元器件的受沖擊安全性，尤其在靠近傳感器的部分；抗中毒性能、低濃度運(yùn)行試驗(yàn)：要考慮到新標(biāo)準(zhǔn)的要求變化內(nèi)容，及時(shí)提升調(diào)整設(shè)計(jì)方案。必要時(shí)在傳感器外部設(shè)置中毒防護(hù)裝置，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，有效防止其出現(xiàn)“微醺”癥狀。

4.2 生產(chǎn)環(huán)節(jié)

不能保證產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)就是浪費(fèi)，生產(chǎn)越多，浪費(fèi)就越多，要注重生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。首先，生產(chǎn)企業(yè)從原材料進(jìn)貨開始，就要做好所有原材料控制和有效性的確認(rèn)，尤其作為家用可燃?xì)怏w探測(cè)器的關(guān)鍵元器件的氣體傳感器，這是保證產(chǎn)品與獲證時(shí)的樣品一致性的首要條件；其次，嚴(yán)格按照生產(chǎn)規(guī)程執(zhí)行生產(chǎn)過(guò)程，比如電路板的制備、檢測(cè)、老化等費(fèi)時(shí)費(fèi)工的過(guò)程不能敷衍了事；再者，探測(cè)器的標(biāo)定過(guò)程很重要，要求生產(chǎn)企業(yè)有能力的人員使用符合要求的設(shè)施設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的環(huán)境條件下按照標(biāo)準(zhǔn)的方法進(jìn)行，才能保證標(biāo)定過(guò)程科學(xué)有效；最后，要嚴(yán)格執(zhí)行例行、確認(rèn)、出廠檢驗(yàn)，用來(lái)確認(rèn)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)和產(chǎn)品的符合性和有效性。

4.3 質(zhì)量意識(shí)

生產(chǎn)企業(yè)作為生產(chǎn)主體要有產(chǎn)品質(zhì)量責(zé)任意識(shí)，尤其在嚴(yán)酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力下守住質(zhì)量底線，保證原材料質(zhì)量，科學(xué)合理地追求利潤(rùn)。若出現(xiàn)了質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)自查自糾，主動(dòng)下架、召回問(wèn)題產(chǎn)品。生產(chǎn)企業(yè)作為生產(chǎn)主體要有產(chǎn)品質(zhì)量自律精神，嚴(yán)格控制標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)過(guò)程、嚴(yán)格執(zhí)行生產(chǎn)環(huán)節(jié)中各檢驗(yàn)程序，保證出廠的產(chǎn)品均為合格產(chǎn)品。生產(chǎn)企業(yè)作為生產(chǎn)主體要有產(chǎn)品質(zhì)量使命感，企業(yè)要向用戶端輸送合格且性能更好的產(chǎn)品來(lái)保障廣大人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

5 結(jié) 語(yǔ)

家用可燃?xì)怏w探測(cè)器產(chǎn)品質(zhì)量好壞與億萬(wàn)家庭的燃?xì)馐褂眉跋腊踩萜菖c共。本文就探測(cè)器產(chǎn)品行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合國(guó)家監(jiān)督抽查中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，詳細(xì)分析了產(chǎn)品性能失效的原因，并給予了改進(jìn)措施，希望可為探測(cè)器廠家的生產(chǎn)設(shè)計(jì)、政府部門監(jiān)管以及消防執(zhí)法提供參考借鑒，為千家萬(wàn)戶燃?xì)獍踩疤綔y(cè)器產(chǎn)業(yè)科學(xué)發(fā)展盡綿薄之力。

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)城市燃?xì)鈪f(xié)會(huì)安全管理工作委員會(huì).全國(guó)燃?xì)馐鹿史治鰣?bào)告[M].北京：中國(guó)燃?xì)獍踩s志社，2022.

[2]國(guó)家能源局石油天然氣司，國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心資源與環(huán)境政策研究所，自然資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心.中國(guó)天然氣發(fā)展報(bào)告[M].北京：石油工業(yè)出版，2022.

[3]可燃?xì)怏w探測(cè)器 第2部分：家用可燃?xì)怏w探測(cè)器：GB 15322.2-2019[S].

[4]韓克勤，井海寧.室內(nèi)化學(xué)品中揮發(fā)性有機(jī)化合物的揮發(fā)特征[J].衛(wèi)生研究，1997，26（1）：65-67.

[5]薛正元，單旭.有源醫(yī)療器械電快速瞬變脈沖群測(cè)試及問(wèn)題分析[J].標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)，2021，27（9）：23-25.

作者簡(jiǎn)介

孔祥朋，碩士，工程師，主要研究方向消防電子產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量安全。

（責(zé)任編輯：袁文靜）