汽車安全氣囊用氣體發生劑產品質量檢測探析

成杰 孟紹勇 喬俊華 杜海紅 周雯華

【摘要】氣體發生劑作為汽車安全氣囊的核心部件，是汽車安全氣囊充氣的動力來源。它的質量穩定性和可靠性直接關乎駕駛員及車上乘員的生命安全。在氣體發生劑產品的加工過程中，影響產品質量的因素有很多。本文從質量檢測的層面分析氣體發生劑產品檢測過程中的影響因素，并提出具體優化策略。

【關鍵詞】氣體發生劑;檢測;產品質量

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2022.03.015

Discussion on Product Quality Inspection of Gas Generation for Automobile Airbag

CHENG Jie，MENG Shao-yong，QIAO Jun-hua，DUHai-hong，ZHOU Wen-hua

（Hubei Hangpeng Chemical Power Technology Co.，Ltd.，Xiangyang 441003，China）

Abstract：As the core component of automobile airbag，gas generation is the power source of automobile airbag inflation. Its quality，stability and reliability are directly related to the life safety of drivers and passengers in several vehicles. In the processing of gas generation products，there are many factors affecting product quality. This paper analyzes the influencing factors in the detection process of gas generation products from the level of quality detection，and puts forward specific optimization strategies.

Key words：gas generation;detection;product quality

安全氣囊是在汽車碰撞過程中自動充氣膨脹，起到保護駕駛員及車上乘員，減輕人員傷害的安全保護裝置。安全氣囊一般由傳感系統、電控單元、氣體發生器、尼龍袋、支架等部件組成，在汽車駕駛艙的方向盤內及副駕前側均裝有安全氣囊。當汽車發生碰撞時，碰撞信息由傳感器傳遞至氣囊的中央電子控制單元（ECU）;ECU將碰撞信息處理后提供電流給氣體發生器中的電爆管;電爆管隨即將電能轉化為熱能，引燃傳火藥;傳火藥燃燒后引燃產氣藥，在極短的時間內釋放高壓氣體充填氣囊的氣袋，以減少車輛碰撞瞬間由于慣性和外力對車上乘員帶來的傷害。氣囊模塊中能夠被電爆管引燃的傳火藥以及燃燒后釋放氣體的產氣藥統稱為氣體發生劑。氣體發生劑作為汽車安全氣囊系統中最核心的組成部分，是安全氣囊充氣的動力來源。

筆者所在的企業對氣體發生劑的生產主要采用濕法工藝，即將硝酸胍等化工原材料按照一定的配比混合后，經加水混合、制粒后壓制成不同規格的片劑，供發生器裝填使用。作為汽車被動安全的零部件之一，發生器精良的產氣性能要求決定了氣體發生劑的一些關鍵特性要被格外重視，這其中就包括氣體發生劑的化工原材料特性、混合均勻度、片劑厚度、片劑強度、單片密度等。

1氣體發生劑產品質量檢測概述

在氣體發生劑的設計及量產加工過程中，對原材料特性的檢測、發生劑半成品以及成品的檢測，主要有以下幾方面的作用：首先，在氣體發生劑產品設計階段，對化工原材料及設計樣件的檢測可以幫助企業定義產品的質量標準，明確產品技術狀態，以此來確定量產階段的產品生產方案，減少不必要的資源浪費;其次，在氣體發生劑的量產階段，對化工原材料及產品的檢測可以幫助企業在已經確定的產品質量標準范圍內，監控產品質量狀態，穩定且持續地輸出滿足客戶要求的合格產品，同時幫助企業控制并降低生產成本，提高生產效率。

作為散裝材料的氣體發生劑，它的加工本身就帶有化工產品的屬性。化工原材料及氣體發生劑產品由于受到加工設備、產品本身的安全性、檢測樣本的選取、檢測設備的選擇及配置、檢測人員的素質等諸多因素的影響，使氣體發生劑的產品質量檢測始終沒有規范標準，這對氣體發生劑產品質量檢測的可靠性產生了很大的影響。因此，為了生產更加安全、高質量的氣體發生劑產品，就必須對檢測過程中的影響因素進行分析研究，找出應對策略，保證氣體發生劑產品質量檢測結果的可靠性。

2氣體發生劑產品質量檢測的影響因素

2.1原材料的影響

原材料作為影響氣體發生劑產品質量檢測的決定性因素，其質量好壞將直接影響最終氣體發生劑產品質量的優劣。與其他材料相比，氣體發生劑使用的化工原材料具有一定的特殊性，材料本身的質量不僅受到供應鏈上游對初始材料的選擇及加工過程的影響，加工后的材料在運輸、貯存以及使用過程中也易發生質量問題。個別化工企業為了追求更高的經濟效益，通常會選取價格低廉、品質低劣的原材料，不僅難以滿足氣體發生劑產品對原材料的質量要求，也會大大影響發生劑產品質量檢測的準確性。另外，化工原材料的采購批量一般較大，原材料存儲的周期及存儲防護不當也是影響化工材料的整體質量的一個因素。

2.2樣本量和取樣方法的影響

檢測樣本是原材料及氣體發生劑產品檢測的基礎保證，但是化工原材料及氣體發生劑產品本身都具有相對均勻的特點。以筆者所在的企業為例，采購后的原材料通常以批為單位提請檢驗，一個批量約2噸的原材料，請檢時一個樣本的樣本量通常只有幾克或幾百毫克。發生劑半成品或成品一個請檢批量約300 kg，檢測時的樣本量也只有數十片或幾十克。一個批量的原材料（產品）中以如此少的樣本檢測結果作為判定整批原材料或半成品、成品的質量狀態，可見選取的樣本數量關乎整批材料（產品）的質量狀態的判定。

2.3檢測設備的影響

檢測設備的選擇和配置，檢測輔助材料的選擇是保證化工原材料及發生劑產品質量檢測的前提。以檢測設備選型為例，發生劑產品單片重量作為一項重要特性，需要在產品加工過程中加以監控，根據發生劑產品規格不同，較輕的產品單片重量約0.020 g左右，較重的產品單片重量約0.25 g。如果選擇了百分之一精度的電子秤，在檢測較輕的發生劑產品時，電子秤顯示的測量結果的最后一位實則為估計值，因此就增加了較輕產品的測量誤差，降低了對這一類發生劑產品檢測的可靠性。對化工原材料的純度檢測是需要選擇相應的標準試劑作為輔助材料的，標準試劑的正確使用及其純度會直接影響檢測結果。另外在檢測過程中，檢測設備的更換也是不容忽視的影響因素之一。由此可見，只有當檢測設備的選型、檢測參數的設置、檢測輔助材料的選用等因素均滿足檢測的需要時，才能保證檢測工作的正常開展。

2.4檢測環境的影響

檢測環境作為化工原材料以及氣體發生劑產品檢測系統一個不可分割的部分，也是影響檢測結果可靠性的重要因素之一。例如，氣體發生劑產品單片密度的檢測設備是利用了阿基米德原理。檢測時先測量產品在空氣中的重量，然后將產品放入煤油或石蠟等介質中，測量產品在介質中的重量，以此來計算產品的密度。通過長期的觀察發現，由于煤油和石蠟在空氣中揮發的速率不同，采用煤油作為檢測介質，隨著一年氣溫的高低變化，同一氣體發生劑產品的密度檢測結果波動是較大的，盡管可以通過人工干預的方式對檢測環境的溫濕度進行控制，但氣候這個大環境的影響因素仍然是客觀存在的。

2.5檢測人員的影響

目前，筆者所在的企業對化工原材料及氣體發生劑產品質量檢測主要依賴檢測人員的操作。檢測人員自身的專業理論水平和實際操作技能將直接影響生產用化工原材料及氣體發生劑產品質量檢測的準確性。從客觀上講，筆者所在的企業中從事質量檢測的相關人員的化工與檢測專業知識較為匱乏，對先進的檢測裝置操作能力不足。個別人員還存在質量意識淡薄，對原材料及產品標準理解模糊等問題。因此，加強檢測人員的專業檢測知識儲備，提高檢測人員的檢測技術能力，強化檢測人員的質量意識是保證氣體發生劑產品及原材料質量檢測可靠性的重要保證。

3提高氣體發生劑產品質量檢測水平的對策

3.1嚴把原材料質量關

由于原材料對氣體發生劑產品質量檢測的決定性影響，因此，嚴把原材料質量關，從源頭上把控原材料質量是保證氣體發生劑產品整體質量的首要前提。

首先，在供應商選擇之初，就要注重對供應商能力的評估和準入標準的制定，將相應資質作為選擇原材料供應商的基本前提，以此來保障采購的原材料具有較高的質量。其次，注重對供應商量產能力的持續監督與評估，定期對供應商開展能力審核，對審核中發現的問題需監督其整改，以確保審核的閉環管理，保證供應商的持續供貨能力。再次，對氣體發生劑產品所適用的原材料，應構建獨立的運輸體系以確保原材料在運輸和轉運過程中不會出現質量問題。最后，在原材料的庫存管理階段，應根據不同原材料的性能、存放要求以及安全風險，有針對性地制定相應的原材料管控制度，指派專人負責，及時監測、控制、巡查并記錄貯存環境的條件變化，以此來保障原材料存放的合理性與規范性。

3.2制定科學合理的檢測規范

對于檢測設備的使用，須將操作流程及方法以書面形式固化，形成操作規程和作業指導書，以保證不同作業人員操作過程的無差異化。建立必要的巡檢和監督機制，確保檢測人員嚴格按照操作規程執行，并形成相應的檢測記錄。在檢測作業前，還需要做好檢測設備設施的調試以及校準工作，修正偏離標準檢測環境的測試結果，保證測試水平和測試的精確度。對于待檢原材料及半成品、成品的取樣，依據請檢批量抽取相應的樣本量。以筆者所在的企業為例，對化工原材料的抽樣方法與樣本量規則見表1。

對氣體發生劑產品，則采用首件檢驗和整群抽樣的方法。所謂首件檢驗是指對每個班次剛開始時或過程發生改變（如人員的變動、換料及換工裝、設備的調整、工模夾具的調換修磨等）后5分鐘內加工的產品進行檢驗。經首檢后的產品，每間隔1小時抽取10片進行檢測，將檢測結果標注在事先繪制好的控制圖中，用于記錄并預測產品變化趨勢。

3.3確保檢測設備的性能，做好檢測數據分析工作

在氣體發生劑產品所需的原材料檢測中，會用到一些化學分析裝置及輔助試劑，這些裝置及輔助試劑的選擇會直接影響原材料及氣體發生劑產品的檢測質量和檢測效率。要想獲得更精準的檢測數據，需要結合原材料的種類、形式，做好檢測設備的配置與使用，同時選取相適宜的輔助試劑進行檢驗，如果輔助試劑選擇不合理，待測樣品會因結構被破壞或與輔助試劑發生反應，導致檢測結果發生較大的誤差。

在氣體發生劑產品質量檢測中，需要根據產品的特性選擇相適宜的檢測設備，消除由于檢測設備能力不足帶來的測量誤差。為保證檢測結果的可靠性和有效性，需要對檢測設備開展計劃性的檢定及校準，以確認其有效期和計量的溯源性。建立健全檢測設備管理制度，指定專人對檢測設備進行管理，并定期做好維護保養。定期開展檢測設備的測量系統分析工作（MSA），以便及時發現測量系統的變異并加以糾正。對檢測過程、數據結果實施統計過程控制（SPC），把握檢測數據的特點和規律，對檢測數據進行科學分析，提高檢驗效率和可靠性。

3.4提升化工產品質量檢測人員綜合能力

為了能夠最大程度提高氣體發生劑產品質量的檢測水平，需要明確質量檢測人員的從業能力和崗位具體職責，針對可能會出現質量檢測結果不當的一些機理和潛在失效模式做好失效模式分析（FMEA），制定出合理的應對計劃和改善措施。注重對新引進檢測人員的能力評估和在崗檢測人員的培訓與再教育，從而保障整個檢測流程的嚴謹性，生產出更多合格的氣體發生劑產品。

4結語

質量是企業的生命線。作為汽車安全氣囊核心部件的氣體發生劑產品與民眾生命息息相關。因此，氣體發生劑產品的生產與檢測部門責任重大，應做好氣體發生劑產品質量管理和檢測工作，進而保障氣體發生劑產品的市場銷量和企業的可持續發展。

【參考文獻】

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