高低溫試驗箱作為環(huán)境可靠性測試的核心設備,其本質(zhì)是構建一個可精準調(diào)控的極端溫度場,用于模擬產(chǎn)品在生命周期內(nèi)可能遭遇的嚴酷氣候條件。相較于自然環(huán)境的漸變特性,該設備通過程序化升降溫循環(huán),能夠在短時間內(nèi)施加數(shù)倍于常規(guī)環(huán)境的溫度應力,從而有效激發(fā)產(chǎn)品潛在缺陷,驗證其在極端工況下的結構完整性與性能穩(wěn)定性。這種加速老化試驗方法,顯著提升了產(chǎn)品質(zhì)量驗證的效率與可靠性評估的置信度。

該設備的核心價值體現(xiàn)在兩個維度的考核能力:其一,評估受試樣品在高溫條件下的物理化學響應,包括但不限于材料軟化、絕緣老化、熱變形、潤滑失效及電子元器件性能漂移等現(xiàn)象;其二,檢驗產(chǎn)品在低溫環(huán)境中的機械特性與功能表現(xiàn),如密封件脆化、運動部件卡滯、冷凝水結冰導致短路以及金屬材料低溫脆性轉(zhuǎn)變等問題。通過系統(tǒng)性的極限環(huán)境暴露試驗,可精確量化產(chǎn)品的溫度邊界,為設計優(yōu)化與質(zhì)量控制提供關鍵數(shù)據(jù)支撐。
鑒于高低溫試驗箱運行過程中涉及強電驅(qū)動、高速氣流循環(huán)及極端溫度場,其安全防護體系必須得到嚴格貫徹。以下將從技術規(guī)范與操作規(guī)程層面,系統(tǒng)闡述必須嚴格執(zhí)行的安全事項:
一、強制性接地保護機制
設備主電源接入端必須實施獨立且可靠的接地措施,接地電阻值應符合國家電氣安全標準(通常不大于4Ω)。未實施有效接地或接地阻抗超標時,一旦設備內(nèi)部發(fā)生絕緣失效或線路破損導致的漏電故障,金屬外殼將可能帶有危險電位。此時若操作人員誤觸箱體,將形成致命的電擊回路。需特別強調(diào)的是,接地系統(tǒng)不僅包括設備本體的接地樁連接,還需定期檢測接地連續(xù)性,確保全生命周期內(nèi)的電氣安全性。建議每月使用接地電阻測試儀進行點檢,并形成書面記錄。
二、安裝完整性驗證程序
在設備完成機械定位但尚未進入調(diào)試階段前,必須執(zhí)行全面的安裝質(zhì)量確認流程。該流程涵蓋:制冷系統(tǒng)管路密封性檢測(采用氮氣保壓法)、電氣控制回路絕緣電阻測試(不低于5MΩ)、循環(huán)風機葉輪與風道間隙檢查、加熱器固定裝置緊固狀態(tài)核查等關鍵項目。若在安裝工程未閉環(huán)狀態(tài)下強行啟動設備,可能導致壓縮機液擊、風機掃膛、加熱器干燒等惡性故障,不僅造成設備不可逆損傷,還可能引發(fā)火災或冷媒泄漏事故。因此,必須依據(jù)設備技術手冊逐項完成安裝驗收清單,并經(jīng)專業(yè)技術員簽字確認后,方可執(zhí)行首次通電操作。
三、運動部件安全隔離規(guī)范
設備運行期間,控制器將驅(qū)動制冷壓縮機、高溫循環(huán)風機、冷凝器風扇等機電部件。這些部件在運行狀態(tài)下具有較大的轉(zhuǎn)動慣量,且可能因控制邏輯需要而實現(xiàn)無預警啟停。操作人員必須嚴格遵守以下規(guī)定:在設備通電狀態(tài)下,禁止以任何形式接觸旋轉(zhuǎn)部件的裸露部分;若需執(zhí)行觀察性檢查,必須通過防護網(wǎng)罩等物理屏障實施;當必須進行維護或調(diào)整作業(yè)時,必須執(zhí)行上鎖掛牌(LOTO)程序,即斷開主電源開關并使用專用鎖具鎖定,同時懸掛“禁止合閘,有人工作”警示標識。此外,建議配備防護手套及防卷入工裝,作為輔助安全手段。需警惕的是,某些設備配置了變頻調(diào)速系統(tǒng),其低速待機狀態(tài)極易被誤判為停機,實則可能隨時響應指令而突然加速。
四、獨立電源配置原則
當試驗樣品為自發(fā)熱型設備(如電源模塊、功率電阻或功能性整機)時,其工作電源必須與試驗箱的控制電源、加熱電源、制冷電源實現(xiàn)物理隔離。這是因為樣品啟停時產(chǎn)生的浪涌電流、諧波干擾或短路故障,可能通過共用回路反向沖擊試驗箱的電氣系統(tǒng),導致PLC誤動作、傳感器信號失真或斷路器越級跳閘。更為嚴重的是,樣品電源異??赡芷茐脑囼炏涞臏囟瓤刂七壿?,使箱內(nèi)環(huán)境失控,造成受試品批量報廢或箱體結構熱損傷。規(guī)范做法是:為發(fā)熱樣品配置獨立且具有過流保護的專用供電回路,其電纜敷設應與試驗箱動力線纜保持300mm以上間距,或采用金屬隔板實現(xiàn)電磁屏蔽。
五、系統(tǒng)性安全管理體系
除上述核心條款外,完善的安全防護還需建立多層次管理規(guī)范:
環(huán)境準入控制:試驗箱周邊3m范圍內(nèi)應劃定安全警示區(qū),地面標識黃色警戒帶,非授權人員禁止進入。箱體背部及側(cè)面需保留不小于800mm的維修通道,頂部凈空距離不低于500mm,確保散熱與操作空間。
周期性維護制度:每季度對超溫保護器、壓力開關、漏電斷路器等安全聯(lián)鎖裝置進行功能性校驗;每半年更換循環(huán)風機軸承潤滑脂并檢測電機絕緣;每年委托專業(yè)機構對制冷系統(tǒng)壓力容器實施無損檢測。
應急預案建設:現(xiàn)場必須配置干粉滅火器(適用于電氣火災)及防毒面具(應對冷媒泄漏)。制定《冷媒大量泄漏應急處置卡》《箱內(nèi)樣品起火處置流程圖》等可視化文件,并每半年組織一次演練。
人員資質(zhì)認證:操作人員須完成設備廠商提供的專業(yè)技術培訓,考核合格后持證上崗。培訓內(nèi)容應涵蓋設備原理、安全聯(lián)鎖邏輯、故障代碼識別及基礎排故方法,嚴禁新員工在無人監(jiān)護下獨立操作。
試驗過程監(jiān)控:建議配置視頻監(jiān)視系統(tǒng)與遠程溫度記錄裝置,實現(xiàn)無人值守試驗的全程可追溯。當試驗溫度超過85℃或低于-40℃時,必須啟用定時巡查機制,每2小時人工巡檢一次并記錄運行參數(shù)。
高低溫試驗箱的安全運行依賴于工程技術措施與管理規(guī)章制度的協(xié)同作用。任何輕視安全規(guī)程的行為,不僅可能使精密試驗數(shù)據(jù)失效、導致昂貴設備損毀,更可能引發(fā)不可挽回的人身傷害事故。唯有將安全意識內(nèi)化于心、外化于行,方能充分發(fā)揮該設備在產(chǎn)品質(zhì)量驗證中的核心價值,實現(xiàn)科研生產(chǎn)與人員安全的雙重保障。