酒精充气检漏工艺替代性研究

李 杰 陶雪梅

（航天南湖电子信息技术股份有限公司，湖北 荆州434000）

1 背景

按照集团公司、二院及二十三所年度安全生产责任书考核指标和工作要点的相关要求，我单位以“科学化、责任化、最小化”为原则，开展“压点减员”专项治理工作。

经过对我单位现有危险点、危险化学品作业场所、危险作业工序等各类危险作业场所进行评估，将酒精充气工序作为本次“压点减员”工作的目标。

2 酒精充气概况

酒精充气是一种湿式检测法，在向T/R 组件、功放组件、电缆组件等有气密性要求的产品内充入干燥的压缩空气后，将产品浸入到酒精槽内，观察是否有气泡冒出，并以此来确定产品的密封状况。

2.1 场所及组件

酒精充气点位于我单位总装调试车间内部，占地85m2，如图1 所示。

图1 酒精充气点照片

该场所主要包括2 个酒精槽、空气干燥机、弹簧软管、防静电摸球、危化品暂存柜等组件，主要参数详见表1。

表1 酒精充气场所主要组件参数

2.2 工艺流程图

酒精充气需要1-2 名操作人员开展相关工作，其工艺流程如图2 所示。

图2 酒精充气工艺流程图

2.3 酒精危险特性

酒精为无色透明的易燃、易挥发液体，无异味，沸点78.3℃，闪点12℃，为危险性类别中第3.2 类中闪点易燃液体。其主要危险特性为：

（1）酒精为中枢神经系统抑制剂，首先引起兴奋，随后抑制。在生产中长期接触高浓度的酒精可引起慢性中毒，引起鼻、眼、粘膜刺激症状，以及头痛、头晕、疲乏、易激动、震颤、恶心等。皮肤长期接触可引起干燥、脱屑、皲裂和皮炎。

（2）酒精蒸汽能与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热会引起燃烧爆炸，与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧，在火场中，受热的容器有爆炸危险，其蒸汽比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。

2.4 危险源辨识

我单位开展了酒精充气场所危险源辨识工作，共辨识出危险源3 项，并采取了相关措施，详见表2。

表2 酒精充气场所危险源辨识表

3 替代方法调研

通过危险源辨识，可知该危险点最大的危险源为使用酒精作为检漏介质。若能成功应用其他充气方法或检漏介质，则可以减少这一危险点。

通过查找资料，我单位对差压式气密检漏仪检漏、不燃溶液充气检漏、氦质谱检漏仪检漏这三种检漏方法开展了调研，并进行了相关试验。

3.1 差压式气密检漏仪检漏

3.1.1 工作原理及特点

差压式气密检漏仪的工作原理为：将规定压力的空气充入被测物和基准物内，然后关闭阀进行平衡，保压。如果被测物存在泄漏，则内部的压力会逐渐降低，同基准物内的压力相比会有差压产生，这个差压由差压传感器测得，转换为电信号后显示在仪表上。在测试压力下降不多的前提上，因泄漏产生的差压与检测时间成线性变化。

其原理图如图3 所示。

图3 差压式气密检漏仪原理图

差压式气密性检漏仪由于测试精度高、智能高效，通常用于微量、高精度测漏的场合，广泛应用于汽车零部件、各类电子产品、电磁阀、传感器、继电器、仪表、各种包装罐、手表、管路等产品的气密性检测。

3.1.2 工艺流程图

差压式气密检漏仪检漏的主要工艺流程图如图4 所示。

图4 差压式气密检测法工艺流程图

3.1.3 初选设备

根据我单位实际需求及调研情况，初步选择安徽皖仪科技股份有限公司的CH050D 型差压式气密检漏仪，其主要参数详见表3。

表3 CH050D 型差压式气密检漏仪主要参数

3.2 不燃溶液充气检漏

3.2.1 工作原理及特点

该方法也是一种湿式检测法，与酒精充气法相比，只是将介质改为不燃、无毒的溶液，工艺方法继承性好，但该类溶液价格较贵，成本较高。

3.2.2 工艺流程图

该方法与我单位现有的酒精充气工艺流程基本一致，但由于使用的溶液不燃，可取消导消静电及危险品暂存工步，工艺流程图如图5 所示。

图5 不燃溶液充气工艺流程图

3.2.3 初选介质

广州今鸿化学原料有限公司生产的DA-301 电子氟化液具有良好的惰性、高密度、低粘度特性，且不燃、无毒、无腐蚀性、挥发无残留，广泛应用作精密电子清洗液、绝缘液、导热冷却液、电子检漏液等。其与酒精主要参数对比详见表4。

表4 DA-301 电子氟化液与酒精主要参数对比表

DA-301 电子氟化液单价为140 元/kg，根据现有酒精年使用量估算，年采购300L（519kg），年使用成本为519×140÷10000=7.26 万元。

3.3 氦质谱检漏仪检漏

3.3.1 工作原理及特点

氦质谱检漏仪以氦气为示踪气体，向产品内充入氦气后，对被检产品工件泄漏氦气进行质谱分析，从而判定产品是否有泄漏的情况。

氦气不腐蚀设备，检漏效率高，简便易操作，仪器反应灵敏，精度高，不易受其他气体干扰，广泛应用于军工、航空航天、新能源、电子器件、阀门、电力、核电、制冷、家电等行业。但设备费用较高，前期投入较大，且工作中需要消耗氦气，使用成本较高。

3.3.2 工艺流程图

氦质谱检漏仪检漏的主要工艺流程图如图6 所示。

图6 氦质谱检漏仪检测法工艺流程

3.3.3 初选设备

根据我单位实际需求及调研情况，欧瑞康宝莱真空公司的PHOENIX L300i MODUL 型氦质谱检漏仪，其主要参数详见表5。

表5 PHOENIX L300i MODUL 型氦质谱检漏仪主要参数

3.4 调研结论

根据调研情况，我们对氟化液充气法、差压式气密检漏仪检测法、氦质谱检漏仪检测法分别从安全性、工艺性、操作性及费用进行对比分析，详见表6。

表6 检漏方法对比表

从上表可以看出，三种方法在安全性上均能满足需求，但氦质谱检漏仪检漏设备投入过高，因此不予考虑，本次“压点减员”的具体工作针对差压式气密检漏仪和不燃溶液充气开展。

4 工艺试验

4.1“四新”安全评审

按我单位《Q/PMJ317.16-2019 新设备、新技术、新工艺、新材料风险评估管理规定》对CH050D 型差压式气密检漏仪与DA-301 氟化液进行了识别与评估，并分别辨识了其危险源，对试验人员进行了培训，并采取了相关措施，详见表7、表8。

表7 CH050D 型差压式气密检漏仪危险源辨识表

表8 DA-301 氟化液危险源辨识表

4.2 具体试验情况

4.2.1 差压式气密检漏仪试验

使用CH050D 型差压式气密检漏仪和酒精充气法对某型号34 件T/R 组件分别进行了气密性检测，试验数据详见表9，差压式气密检漏仪检测情况见图7。

图7 现场检测情况图

表9 T/R 组件气密检测情况表

图8 泄漏率数据分布图

图9 差值数据分布图

剔除编号5、17、30 这三组不合格T/R 组件数据，分析其余数据，合格的T/R 组件的气密性能相对稳定，有29 件T/R 组件泄漏率在2.5Pa/s 范围内，详见图8。

取5 次检测的平均值与每次检测的数据进行差值对比，可知CH050D 型气密检漏仪对T/R 组件的重复检测数据稳定在±0.2Pa/s 范围，详见图9。

则该型号T/R 组件的泄漏率在≤2.7Pa/s 时，可判定为气密性合格。

4.2.2 氟化液试验

将酒精回收至暂存柜内，向酒精槽内注入采购的DA-301电子氟化液，对34 件T/R 组件进行充气检漏，通过目测法观察T/R 组件表面是否有气泡产生。

检测结果与4.2.1 中表9 的酒精充气检测结果一致。

4.2.3 试验结果对比

通过CH050D 型差压式气密检漏仪与DA-301 电子氟化液试验情况，可知，两种检测方法均可以较好的检查产品的气密性，能够替代酒精充气法进行检漏。

从生产成本和劳动强度考虑，优先选用CH050D 型差压式气密检漏仪。

5 结论

采用差压式气密检漏仪，结果量化、操作性好、费用投入小，可以较好的解决酒精充气安全性问题，同时也可降低人工劳动强度。通过CH050D 型差压式气密检漏仪的应用，完成了酒精充气点的“压点”工作，为我单位安全工作的进一步开展打下了良好的基础。