企业实验室建设与思考

王一焱，蒋铁军

（常州博瑞电力自动化设备有限公司，江苏常州213025）

0 引言

实验室承载着公司内新材料研究、新产品研发、原料及产品性能检测及检验的功能和使命，是公司内部不可或缺的重要组成部分，可以为企业科研、生产和检验等提供有力支撑。

本文结合电力行业材料理化性能检测的情况，以企业实验室前期规划为例，总结实验室建设基本要求、各区域注意点等。

1 实验室建设基本原则

企业实验室建设是以企业的检测需求和整体的发展规划为导向，需要结合企业自身实际检测需求、场地条件，遵守国家及地方相关法律法规要求进行。

综合考虑电力系统中材料及产品检测的需求、行业概况及企业内资源配置方向，通过合理的实验室规划方案、功能定位、科学设计和合理布局等的基本原则，来促进实验室建设的科学化、标准化、规范化［1］，以期提高实验室监测水平、企业产品质量水平，进一步为企业产品质量控制和快速发展服务，为企业进步助力。

2 实验室规划建设

建设实验室时，应结合企业基本情况，以企业发展规划为依据，可以将实验室建设的规划列入其中。

常州博瑞电力自动化设备有限公司（以下简称“我司”）在建设实验室时，考虑公司实验室检测水平逐年提升，将实验室的发展及规划分为N个3年计划进行，每个3年计划制定不同的目标，以此来修正及督促实验室进步及提升。

第一个3年计划时间为2013—2016年，初期3年的目标为搭建企业实验室基本框架，实现企业内检测的基础功能，可以满足企业内基本试验需求，能进行大部分材料及产品的试验；第2个3年规划时间为2017—2020年，该3年计划为完善实验室检测项目，提升实验室检测能力，需要基本覆盖全类别试验需求，完善功能，满足企业内检测需求，提升检测水平和质量；第3个3年规划为2021—2024年，该3年计划为实现实验室检测资质认可，达到行业内领先检测水平，覆盖全试验项目，同时还应有计划拓展试验项目，以适应企业未来发展需求。

同时，将3年规划逐一详细分解，为每年制定计划目标，逐一实施。本文基于2013—2016年实验室建设过程，以实验室设计和筹建阶段为例，介绍了实验室建设的基本要求、各功能区域及规划过程中的注意事项与要点等。

3 实验室建设基本要求

3.1 位置选择

实验室主要进行材料物理和化学性能的检测。实验室的整体环境应选择较安静、振动和电磁辐射都比较小的位置，以减小环境因素对设备的影响，不仅可减小检测数据的误差，提高数据的精确度，而且环境因素对设备的寿命也存在一定的影响。与此同时还需考虑方便人员出入。

如果实验室考虑与办公楼合建，我司曾考虑过设置独立的出入口［2］，但实际因环境限制，在共用出口的基础上，考虑单独设置区域及单独房间，不仅方便管控人员出入及检测同时还可避免其他环境因素的影响。

在整体环境选择完成后，仍应区分各类设备的功能及其所需的检测环境条件，如成分分析设备、金相显微镜等高精设备，需单独放置，且应配备设备需求的环境条件；环境气候模拟类试验设备如高低温设备应集中放置，方便试验操作和软件控制等；盐雾试验类设备需单独放置，方便试验进行及减少试验过程中散佚的盐雾对其他设备的腐蚀；力学设备如拉力机、冲击试验机等较大、较重设备应考虑放置在一楼永久性位置避免移动；振动试验设备应考虑间隔开单独的房间，房间最好能降噪和隔音，建造独立的地基。同时，需考虑和成分分析设备、金相显微镜等较精密设备隔开一定的距离，防止振动影响其他设备的精度。

3.2 配套设施

实验室仪器设备是关系到检测质量根本的因素之一［3］。在仪器设备选型及采购时，要结合实际需求，考虑引进先进的、高精度、质量可靠的设备，保证检测质量。

同时在建设实验室之初还应考虑相关配套设施的完善及辅助设备及条件等的具备。

如某设备要求的环境温度为（20±5）℃，需考虑采购适配的空调，以调节设备环境的温度；如设备工作时有温度和湿度的要求，需要考虑空调设备应具有调节温湿度的功能，还应在此基础上配置相应的温湿度表来监控室内的环境温湿度，保证设备工作需求条件的满足；如考虑设备工作时数据重要性及试验的连续性，应添置相应的蓄电电源，以保证临时停电时设备不瞬断，有缓冲的关机时间及数据的及时存储等；如考虑设备屏蔽及防电磁干扰等需求，应制作符合要求的接地点及接地线来满足相应的设备需求。

建设实验室时，在各设备的辅助配套设施完成后，应就各设备对应短期内（3～5年）考虑规划中的项目，需在前期规划好位置、方向及进行相应的配套设施（水、电和气）等基础条件的规划，供水、供电及供气需符合设备的需求，同时应走向美观、布局合理，使用及排放应符合国家及地方政府的相关法律及政策。

3.3 整体规划

实验室基本功能及各设备和仪器需要的基础条件、配套设施准备完成后，需考虑实验室整体功能及总体风格，设计出合理的建筑或布置方案。

在实验室规划、设计及建设初期，建议邀请有资质的、有经验的设计单位设计及规划，不仅能更好地集中规划水、电、气的走向和布置，同时还能设计符合本企业实验室的装修风格。可结合各个区间的功能及风格，适配公司企业文化及整体风格。

同时，实验室位置及地点均应考虑做好预留，不仅能为企业发展过程中项目不断增多、设备不断添置做好准备，同时还能一定程度上避免和节约后续改造时间和费用，也可让实验室保持持续运转，为企业的检测更好地助力。

4 各试验区的基本要求

各试验区实现检测功能不同，使命不同，设备不同，其基本要求也存在较大的差异，下面就常用的理化实验室中的常用区域进行基本要求的分析。

4.1 办公室

办公室主要用于试验过程中的学习和讨论、与客户的沟通、送样以及现场确认等。还可用于试验方案探讨、试验标准学习及试验前理论准备工作的进行。一般办公室独立设置或根据功能不同区分不同的功能区。

办公室应配备相应的文件存储柜，便于存储和查找实验室常用的文件、标准及档案等，以备日常学习或交流用。办公室还应配备相应的工作台，方便检测人员编制报告、整理数据结果、出具报告和标准查新等。

4.2 气候模拟试验区

气候模拟试验区主要进行气候模拟类试验（包含温度变化、湿度变化及温湿度组合和紫外光气候模拟等），该类试验主要考量产品、零部件和材料等的耐温、耐湿及耐温湿度组合性能及耐阳光中紫外线辐照的能力。

一般该类型设备体积较大，设备周围会有间隔距离和工作范围的要求，区域内工作面积要充足。

部分型号的设备工作时散热量较大，可能还需要配备相应的制冷设备，有条件可配备单独的空调以调整温度。区域内要同时考虑连续试验用电、多台设备同时开启用电和夜间用电等的电负荷。

如需进行湿度试验，需要使用纯净水，可考虑综合终端取水设备的采用，以满足试验需求。

区域内还应配备文件柜和物品柜。文件柜放置设备说明书、常用的指导书及维护保养记录等相关文件；物品柜可以摆放设备试样架、辅助配件及替换配件等试验常用的备品备件等。

4.3 盐雾试验区

盐雾试验一般用来评价金属材料及其覆盖层等的耐盐雾腐蚀性。该类试验设备一般需要水、电及气综合考虑及配置。

一般设备对设备和周围设备的间隔距离和离墙面的距离均有一定要求，该区域的整体空间应根据设备的数量及尺寸合理地配置及考虑。

该试验区域应单独设计及隔离，防止试验过程中散佚的盐雾腐蚀其他设备，影响设备性能。

盐雾试验进行过程中需要使用纯净水，如条件允许可考虑添置一台可供区域内所有设备使用的大容量制水设备来满足短时间内所有设备的用水需求，同时还能检验及监控水的品质。

盐雾试验箱在运行过程中会不断喷雾，稳定的气源和稳定的压力需在设计初期时考虑到。气源入口端还应根据设备对用气质量的需求考虑添置相应的二级压力控制装置以便调节气压，还可配备滤油滤水装置。

试验箱的管道走向和布局应统筹规划，整体应以走向美观、互不影响、简单布局为大原则设计盐雾试验区管道的整体布排，做到区域内整洁美观，功能齐备。

试验区的供排水、供排气均应符合国家及地方政府相关政策的要求，满足环保要求。

4.4 力学试验区

力学性能包含拉伸、压缩、弯曲、硬度及冲击试验等。该区域需做好设备及区域的防尘及保持干净、整洁及无振动。

设备图纸有需求时，应按图纸要求预留设备周围空间和地基位置，按照图纸进行相应的地基建造及设备安装，避免设备进行试验过程中振动对设备的影响等。

4.5 物理性能检测区

物理性能检测区域主要可以检测设备的尺寸、孔位及平面度、平行度等形位公差。

该类设备一般为高精设备，设备对环境条件较敏感，对温度、湿度均要求较高。规划时应考虑配备能达到设备要求的温湿度系统来满足设备的环境条件需求，同时应配备合格的温湿度表计来监测环境的温湿度情况。

如设备需使用气源，已知大部分的用气要求较高，设备使用时需配备相应压力且干净、无油和无水的气源。因此，可考虑在该检测区域内配备压力调节阀和两级滤油、滤水装置来保证气源的洁净度。

该试验区域内也应配备文件柜及备品柜。文件柜可放置相关文件及设备说明书，随时取用；物品柜可放置设备配件、工装、备配备件等。

4.6 振动试验区

振动设备对土建等基础建设要求较高，一般根据设备厂家的需求，需要建造不同的地基。在地基建造时，需充分考虑设备的实际要求及实际房屋、土地条件的共同限制。

（1）周围有其他检测类设备，应保持一定的距离避免影响其他设备。

（2）振动设备采用风冷方式，该区域需考虑风机运行噪音及设备运行噪音，在该区域内应做好防噪措施，尽量降低其对周围环境的影响。区域内的工作人员也应配备相应的防护用品。

（3）为水冷方式的振动设备还需额外考虑冷却塔的搭建等系列相关要求。

结合各区域的需求将实验室整体的用水、配电、供气及排水、排气量等综合统筹考虑规划。所有试验区域均应结合企业的管控需求和统一安全要求，部署配备相应数量灭火器或消防栓等安全防护设备。

5 结语

实验室在规划及建设初期要通盘考虑，统筹规划，要有一定的前瞻性和先进性。不同实验室因需实现不同功能，总需求需梳理分析后确定列出。同时区分各区域具体的需求和注意点。需从设计功能、风格、设备配置、各功能区需求及供水、供电、供气等各方面分析，同时还应预留一定的空间和配置，为后续添置设备、扩展检测能力做准备。以此来保证实验室长期、可靠地运行和有效地服务企业。