高低溫試驗(yàn)箱通過極端溫度循環(huán)，可在數(shù)小時(shí)內(nèi)濃縮再現(xiàn)產(chǎn)品全壽命周期可能遭遇的氣候應(yīng)力。其溫度變化速率可達(dá) 15 ℃/min，極限范圍 ?80 ℃～+200 ℃，濕熱交變時(shí)相對(duì)濕度逼近 98 %RH。此類“加速應(yīng)力”在提升篩選效率的同時(shí)，也使設(shè)備自身成為潛在危險(xiǎn)源。依據(jù) GB/T 5170、IEC 61010-2-012、ISO 13732-1 等標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)試驗(yàn)箱全生命周期內(nèi)的電氣、機(jī)械、熱力學(xué)及化學(xué)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理，給出可量化的安全控制指標(biāo)與操作程序，供實(shí)驗(yàn)室編制《安全作業(yè)指導(dǎo)書》時(shí)引用。


 

二、危險(xiǎn)源識(shí)別與風(fēng)險(xiǎn)矩陣

電氣危險(xiǎn)：漏電、電弧、相間短路、PE 線中斷。

熱危險(xiǎn)：暴露表面＞60 ℃、低溫金屬＜?40 ℃、熱瞬態(tài)噴出氣流。

機(jī)械危險(xiǎn)：風(fēng)機(jī)葉輪 2 800 r/min、壓縮機(jī)啟停沖擊、抽屜式樣品架意外滑出。

化學(xué)危險(xiǎn)：R404A、R23、硅氧烷、乙二醇載冷劑泄漏；樣品燃燒產(chǎn)生 HF、CO。

壓力危險(xiǎn)：制冷系統(tǒng)高壓側(cè) 3.2 MPa、濕熱試驗(yàn) 0.25 MPa 飽和蒸汽。

生物危險(xiǎn)：霉菌試驗(yàn)產(chǎn)生孢子氣溶膠。

采用 GB/T 24353 風(fēng)險(xiǎn)矩陣評(píng)估，上述危險(xiǎn)發(fā)生概率 3～4 級(jí)，嚴(yán)重度 C～D 級(jí)，屬“不可接受”區(qū)域，必須通過本質(zhì)安全設(shè)計(jì)與管理控制將其降至 1-A 級(jí)。
 

三、本質(zhì)安全設(shè)計(jì)要求

接地系統(tǒng)

? 試驗(yàn)箱須設(shè)獨(dú)立 PE 端子，銅排截面積 ≥ 4 mm²，接地電阻 ≤ 0.1 Ω。

? 采用 TN-S 系統(tǒng)，禁止與水管、氣源管等作“替代接地”。

? 安裝 30 mA A 型剩余電流保護(hù)器，動(dòng)作時(shí)間 ≤ 30 ms。

絕緣與耐壓

? 強(qiáng)電回路對(duì)地絕緣電阻 ≥ 20 MΩ（500 V DC）。

? 整機(jī) 1 500 V AC 耐壓 1 min，漏電流 ≤ 5 mA。

溫度表面限值

? 可接觸外表面溫升 ≤ 30 K（GB 4793.1）。

? 低溫區(qū)采用雙層不銹鋼+PIR 隔熱層，外表面防結(jié)露露點(diǎn)裕量 ≥ 5 ℃。

機(jī)械防護(hù)

? 風(fēng)機(jī)蝸殼加設(shè) 1 mm 不銹鋼絲網(wǎng)，網(wǎng)格 ≤ 4 mm，滿足 ISO 13857 手指安全要求。

? 壓縮機(jī)、泵體設(shè)減振墊，共振頻率偏移 ≥ 25 %。

制冷回路安全

? 高壓側(cè)配置 CE 認(rèn)證壓力釋壓閥，起跳壓力 3.8 MPa，流量系數(shù) Kg ≥ 0.85。

? 管路焊接 100 % 氦質(zhì)譜檢漏，泄漏率 ≤ 1 × 10?? Pa·m³/s。

火災(zāi)與爆炸抑制

? 試驗(yàn)區(qū)使用 304L 不銹鋼，耐 650 ℃ 明火 30 min。

? 內(nèi)置 1301 潔凈氣體滅火瓶（0.3 kg），釋放時(shí)間 ≤ 10 s，聯(lián)鎖切斷風(fēng)機(jī)與加熱。
 

四、現(xiàn)場(chǎng)安裝與驗(yàn)收

場(chǎng)地要求

? 水平度 ≤ 1 mm/m，基礎(chǔ)承載 ≥ 500 kg/m²。

? 四周留 ≥ 0.8 m 維護(hù)通道，頂部距天花板 ≥ 1.2 m，確保制冷劑泄漏時(shí)自然擴(kuò)散。

電源質(zhì)量

? 電壓允許偏差 ±5 %，頻率 50 Hz ±0.2 Hz；THD-U ≤ 5 %。

? 禁止與沖擊負(fù)荷（大功率電機(jī)、變頻螺桿機(jī)）共用饋線。

驗(yàn)收測(cè)試

? 接地連續(xù)性：任意可觸及金屬件—主接地點(diǎn)電阻 ≤ 0.05 Ω。

? 溫度校準(zhǔn)：在 ?40 ℃、0 ℃、+85 ℃ 三點(diǎn)校準(zhǔn)，誤差 ≤ ±0.3 ℃（I 級(jí)）。

? 安全聯(lián)鎖：開門 1 s 內(nèi)切斷加熱與風(fēng)機(jī)，實(shí)測(cè) 0.6 s。
 

五、運(yùn)行階段安全操作規(guī)程

人員資質(zhì)

? 操作員須通過《實(shí)驗(yàn)室電氣安全》《壓力容器操作》雙證培訓(xùn)，每三年復(fù)訓(xùn)。

? 維修人員須持《制冷作業(yè)證》《高處作業(yè)證》。

試驗(yàn)前檢查

? 目視檢查門密封條無裂紋，壓縮比 ≥ 15 %。

? 用紅外測(cè)溫槍掃描接線端子，溫升 ≤ 25 K。

? 檢查制冷劑液鏡，無氣泡、油跡。

樣品裝載

? 發(fā)熱樣品使用獨(dú)立電源，額定電流 ≤ 試驗(yàn)箱插座額定值 80 %。

? 鋰離子電池須置于 2 mm 厚鋁防爆盒，并接入 0.5 英寸排氣波紋管引至煙道。

試驗(yàn)過程監(jiān)控

? 每 30 min 記錄一次溫濕度、電流、高壓、低壓；數(shù)據(jù)偏差超 ±2 % 立即停機(jī)。

? 夜間運(yùn)行須啟用“遠(yuǎn)程短信報(bào)警”模塊，報(bào)警響應(yīng)時(shí)間 ≤ 5 min。

緊急停機(jī)

? 按下急停按鈕后，加熱、制冷、風(fēng)機(jī)應(yīng)在 0.5 s 內(nèi)斷電，但照明與記錄儀保持。

? 事故解除后，須由主管、安全員、維修工三方簽字方可復(fù)位。
 

六、維護(hù)與周期檢定

日常維護(hù)

? 每次試驗(yàn)結(jié)束，用 5 % 碳酸氫鈉溶液擦拭內(nèi)膽，防止腐蝕。

? 每月清洗冷凝器翅片，壓降增加值 ≤ 15 %。

年度大修

? 更換干燥過濾器芯、壓縮機(jī)冷凍油，油色度 ≤ 2 號(hào)（ASTM）。

? 重新標(biāo)定溫度傳感器，漂移 ≤ ±0.1 ℃/年。

計(jì)量檢定

? 依據(jù) JJF 1101-2019，每 12 個(gè)月做一次溫度均勻度、波動(dòng)度檢定。

? 出具 CNAS 認(rèn)可校準(zhǔn)證書，k=2 擴(kuò)展不確定度 U ≤ 0.2 ℃。
 

七、常見事故案例與糾正措施

案例 1：某研究所因 PE 線松脫，箱體帶電 110 V，操作員觸電摔倒。

糾正：安裝插座回路自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，實(shí)時(shí)顯示 PE 電阻，<1 Ω 綠燈，>1 Ω 聲光報(bào)警并切斷電源。

案例 2：低溫?70 ℃ 試驗(yàn)中，操作員徒手取樣，皮膚瞬間粘附金屬托盤，造成Ⅱ度凍傷。

糾正：規(guī)定必須佩戴芳綸防凍手套（耐?160 ℃），并在箱內(nèi)配置 36 V 安全電壓紅外照明，減少誤操作。

案例 3：高溫 150 ℃ 時(shí)硅橡膠樣品熱分解，產(chǎn)生甲醛 8 ppm，超過 TLV-C 5 ppm。

糾正：加裝活性炭+HEPA 雙級(jí)過濾器，排風(fēng)量 ≥ 50 m³/h，并定期用 PID 檢測(cè)器校驗(yàn)。
 

八、停用與報(bào)廢

長(zhǎng)期停用

? 回收制冷劑至儲(chǔ)液罐，系統(tǒng)充氮 0.05 MPa 封存。

? 切斷主電，張貼“斷電停用”標(biāo)識(shí)，每月巡檢一次。

報(bào)廢處置

? 依據(jù)《消耗臭氧層物質(zhì)管理?xiàng)l例》由具備資質(zhì)單位回收制冷劑。

? 壓縮機(jī)、銅管、不銹鋼面板分類回收，危險(xiǎn)廢物（PCB 板、冷凍油）交由 HW08 資質(zhì)公司處理。

 

高低溫試驗(yàn)箱的安全運(yùn)行是設(shè)備固有安全、實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)與人員行為控制共同作用的結(jié)果。只有將標(biāo)準(zhǔn)條款量化為可測(cè)量的技術(shù)指標(biāo)，把安全責(zé)任分解到每一次接地電阻測(cè)試、每一次樣品裝載、每一次報(bào)警響應(yīng)，才能把“零事故”從口號(hào)變?yōu)榭沈?yàn)證的數(shù)據(jù)。各實(shí)驗(yàn)室應(yīng)依據(jù)本規(guī)范編制二級(jí)文件，每年至少進(jìn)行一次管理評(píng)審與現(xiàn)場(chǎng)演練，確保設(shè)備在全壽命周期內(nèi)持續(xù)符合“風(fēng)險(xiǎn)可接受”準(zhǔn)則。