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股份有限公司，湖北 荊州434000）

1 背景

按照集團公司、二院及二十三所年度安全生產責任書考核指標和工作要點的相關要求，我單位以“科學化、責任化、最小化”為原則，開展“壓點減員”專項治理工作。

經過對我單位現有危險點、危險化學品作業場所、危險作業工序等各類危險作業場所進行評估，將酒精充氣工序作為本次“壓點減員”工作的目標。

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品內充入干燥的壓縮空氣后，將產品浸入到酒精槽內，觀察是否有氣泡冒出，并以此來確定產品的密封狀況。

2.1 場所及組件

酒精充氣點位于我單位總裝調試車間內部，占地85m2，如圖1 所示。

圖1 酒精充氣點照片

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

表1 酒精充氣場所主要組件參數

2.2 工藝流程圖

酒精充氣需要1-2 名操作人員開展相關工作，其工藝流程如圖2 所示。

圖2 酒精充氣工藝流程圖

2.3 酒精危險特性

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

（1）酒精為中樞神經系統抑制劑，首先引起興奮，隨后抑制。在生產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、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、高熱會引起燃燒爆炸，與氧化劑接觸發生化學反應或引起燃燒，在火場中，受熱的容器有爆炸危險，其蒸汽比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會引著回燃。

2.4 危險源辨識

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

表2 酒精充氣場所危險源辨識表

3 替代方法調研

通過危險源辨識，可知該危險點最大的危險源為使用酒精作為檢漏介質。若能成功應用其他充氣方法或檢漏介質，則可以減少這一危險點。

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、氦質譜檢漏儀檢漏這三種檢漏方法開展了調研，并進行了相關試驗。

3.1 差壓式氣密檢漏儀檢漏

3.1.1 工作原理及特點

差壓式氣密檢漏儀的工作原理為：將規定壓力的空氣充入被測物和基準物內，然后關閉閥進行平衡，保壓。如果被測物存在泄漏，則內部的壓力會逐漸降低，同基準物內的壓力相比會有差壓產生，這個差壓由差壓傳感器測得，轉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，因泄漏產生的差壓與檢測時間成線性變化。

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，廣泛應用于汽車零部件、各類電子產品、電磁閥、傳感器、繼電器、儀表、各種包裝罐、手表、管路等產品的氣密性檢測。

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 初選設備

根據我單位實際需求及調研情況，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，其主要參數詳見表3。

表3 CH050D 型差壓式氣密檢漏儀主要參數

3.2 不燃溶液充氣檢漏

3.2.1 工作原理及特點

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

3.2.2 工藝流程圖

該方法與我單位現有的酒精充氣工藝流程基本一致，但由于使用的溶液不燃，可取消導消靜電及危險品暫存工步，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

廣州今鴻化學原料有限公司生產的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、揮發無殘留，廣泛應用作精密電子清洗液、絕緣液、導熱冷卻液、電子檢漏液等。其與酒精主要參數對比詳見表4。

表4 DA-301 電子氟化液與酒精主要參數對比表

DA-301 電子氟化液單價為140 元/kg，根據現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 氦質譜檢漏儀檢漏

3.3.1 工作原理及特點

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

氦氣不腐蝕設備，檢漏效率高，簡便易操作，儀器反應靈敏，精度高，不易受其他氣體干擾，廣泛應用于軍工、航空航天、新能源、電子器件、閥門、電力、核電、制冷、家電等行業。但設備費用較高，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

氦質譜檢漏儀檢漏的主要工藝流程圖如圖6 所示。

圖6 氦質譜檢漏儀檢測法工藝流程

3.3.3 初選設備

根據我單位實際需求及調研情況，歐瑞康寶萊真空公司的PHOENIX L300i MODUL 型氦質譜檢漏儀，其主要參數詳見表5。

表5 PHOENIX L300i MODUL 型氦質譜檢漏儀主要參數

3.4 調研結論

根據調研情況，我們對氟化液充氣法、差壓式氣密檢漏儀檢測法、氦質譜檢漏儀檢測法分別從安全性、工藝性、操作性及費用進行對比分析，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，但氦質譜檢漏儀檢漏設備投入過高，因此不予考慮，本次“壓點減員”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

4.1“四新”安全評審

按我單位《Q/PMJ317.16-2019 新設備、新技術、新工藝、新材料風險評估管理規定》對CH050D 型差壓式氣密檢漏儀與DA-301 氟化液進行了識別與評估，并分別辨識了其危險源，對試驗人員進行了培訓，并采取了相關措施，詳見表7、表8。

表7 CH050D 型差壓式氣密檢漏儀危險源辨識表

表8 DA-301 氟化液危險源辨識表

4.2 具體試驗情況

4.2.1 差壓式氣密檢漏儀試驗

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 組件分別進行了氣密性檢測，試驗數據詳見表9，差壓式氣密檢漏儀檢測情況見圖7。

圖7 現場檢測情況圖

表9 T/R 組件氣密檢測情況表

圖8 泄漏率數據分布圖

圖9 差值數據分布圖

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

取5 次檢測的平均值與每次檢測的數據進行差值對比，可知CH050D 型氣密檢漏儀對T/R 組件的重復檢測數據穩定在±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，可判定為氣密性合格。

4.2.2 氟化液試驗

將酒精回收至暫存柜內，向酒精槽內注入采購的DA-301電子氟化液，對34 件T/R 組件進行充氣檢漏，通過目測法觀察T/R 組件表面是否有氣泡產生。

檢測結果與4.2.1 中表9 的酒精充氣檢測結果一致。

4.2.3 試驗結果對比

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

從生產成本和勞動強度考慮，優先選用CH050D 型差壓式氣密檢漏儀。

5 結論

采用差壓式氣密檢漏儀，結果量化、操作性好、費用投入小，可以較好的解決酒精充氣安全性問題，同時也可降低人工勞動強度。通過CH050D 型差壓式氣密檢漏儀的應用，完成了酒精充氣點的“壓點”工作，為我單位安全工作的進一步開展打下了良好的基礎。