船舶冷藏裝置典型故障的分析與對(duì)策

袁寶吉，吳猛猛，魏成昊

(海軍潛艇學(xué)院，山東青島 266042)

1 制冷裝置系統(tǒng)中制冷劑不足

1.1 故障現(xiàn)象

船舶制冷裝置系統(tǒng)中制冷劑不足時(shí)，將會(huì)有下列現(xiàn)象之一或多種現(xiàn)象同時(shí)出現(xiàn):制冷壓縮機(jī)的吸排氣壓力都低;吸排氣溫度比正常值高，手摸壓縮機(jī)吸氣管沒(méi)有冷的感覺(jué);蒸發(fā)管不結(jié)霜或者僅前幾排結(jié)霜，若將膨脹閥的開(kāi)度調(diào)大，蒸發(fā)壓力和結(jié)霜不能恢復(fù)正常;制冷壓縮機(jī)啟停頻繁，膨脹閥處可聽(tīng)到較大的斷續(xù)的“咝咝”氣流聲等。

1.2 故障原因分析

制冷劑不足是由于制冷裝置系統(tǒng)漏泄或初次加制冷劑時(shí)未加足造成的。制冷裝置系統(tǒng)的漏泄一般發(fā)生在壓縮機(jī)軸封、閥門、管接頭處。制冷劑不足可導(dǎo)致制冷裝置的制冷量減少，使冷庫(kù)降溫過(guò)慢。

1)吸、排氣壓力比正常值低。

在R12制冷系統(tǒng)中，制冷劑數(shù)量足夠時(shí)，吸氣壓力一般為0.05～0.12 MPa(表壓)，排氣壓力一般為0.60～0.90 MPa(表壓)。當(dāng)系統(tǒng)中制冷劑不足時(shí)，在蒸發(fā)器中汽化的制冷劑量就少，蒸發(fā)器中的壓力就低，即壓縮機(jī)的吸入壓力低，而使壓縮機(jī)的排氣壓力也相應(yīng)低，導(dǎo)致制冷裝置的制冷量減少，使冷庫(kù)降溫過(guò)慢。

2)吸、排氣溫度比正常值高。

在R12制冷系統(tǒng)中，制冷劑數(shù)量足夠時(shí)，吸氣溫度最高不超過(guò)15℃，排氣溫度一般為50～75℃。當(dāng)系統(tǒng)中制冷劑不足時(shí)，制冷劑在蒸發(fā)器中會(huì)提前汽化完畢，汽態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中吸熱，使進(jìn)入壓縮機(jī)之前的過(guò)熱度增大，壓縮機(jī)的吸氣溫度就會(huì)比正常值高，排氣溫度相應(yīng)也高。而汽態(tài)制冷劑的吸熱能力遠(yuǎn)不如液態(tài)制冷劑，因此制冷裝置的制冷量就會(huì)大大減少，使冷庫(kù)降溫慢。

3)蒸發(fā)器部分結(jié)霜或不結(jié)霜。

在系統(tǒng)中制冷劑數(shù)量足夠時(shí)，冷凝器視液鏡液位應(yīng)在1/2～2/3位置處。當(dāng)系統(tǒng)中制冷劑不足時(shí)，有可能在蒸發(fā)器的中間部位或更早就汽化完畢，汽化完畢的制冷劑溫度就開(kāi)始升高，導(dǎo)致在蒸發(fā)器中的制冷劑的溫度高于0℃，因此就會(huì)出現(xiàn)蒸發(fā)器表面部分結(jié)霜甚至不結(jié)霜的情況，蒸發(fā)器從冷庫(kù)中吸熱減少，而使制冷裝置的制冷量大大降低，使冷庫(kù)降溫慢。

4)制冷壓縮機(jī)啟停頻繁，膨脹閥處可聽(tīng)到較大的斷續(xù)的“咝咝”氣流聲。

當(dāng)系統(tǒng)中制冷劑很少時(shí)，吸入壓力過(guò)低，在低于低壓繼電器停機(jī)壓力時(shí)，會(huì)通過(guò)低壓繼電器使壓縮機(jī)停機(jī)。壓縮機(jī)停機(jī)后，由于蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑汽化吸熱而使壓力升高，但吸入壓力達(dá)到工作壓力時(shí)，低壓繼電器使壓縮機(jī)啟動(dòng)，工作一段時(shí)間后，當(dāng)壓力低于低壓繼電器停機(jī)壓力時(shí)又啟動(dòng)。這樣反復(fù)啟動(dòng)、停機(jī)，出現(xiàn)壓縮機(jī)啟停頻繁現(xiàn)象。同時(shí)膨脹閥處可聽(tīng)到較大的斷續(xù)的“咝咝”氣流聲。由于反復(fù)停機(jī)，導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)，冷庫(kù)降溫慢。

1.3 對(duì)策

1)檢漏。

觀察壓縮機(jī)軸封、閥門、管接頭等易漏泄處的表面，看是否有冷凍機(jī)油的痕跡。因氟利昂制冷劑與滑油能互相溶解，制冷劑漏泄時(shí)都要帶出滑油，有油跡就表明有漏泄。在有漏泄的可疑處涂肥皂水，如有漏泄，在漏泄處便會(huì)不斷鼓起肥皂泡，為了使肥皂泡不易破裂，可在肥皂水中加數(shù)滴甘油。此外，也可用鹵素檢漏燈、電子鹵素檢漏儀進(jìn)行檢查漏泄。

2)修理漏泄處并檢漏。

修理壓縮機(jī)軸封、更換閥門和管接頭墊片，然后再讓制冷裝置工作進(jìn)行檢漏;對(duì)小型的制冷壓縮機(jī)在修理安裝后將其注入1.0 MPa的氮?dú)獠⒚芊馄饋?lái)，放入水池中，觀察水中是否有氣泡發(fā)生，由此判斷密封性。

3)補(bǔ)充制冷劑。

修理后如果密封性良好，再向制冷裝置補(bǔ)充制冷劑，否則應(yīng)重復(fù)修理并檢漏。

2 壓縮機(jī)的排量達(dá)不到要求

2.1 故障現(xiàn)象

壓縮機(jī)的排量達(dá)不到要求有可能有下列現(xiàn)象之一或幾種現(xiàn)象同時(shí)出現(xiàn):壓縮機(jī)的排氣壓力偏低、吸氣壓力偏高、吸氣溫度高、吸氣管發(fā)熱、排氣管發(fā)燙、汽缸蓋溫度可達(dá)90℃以上、曲軸箱內(nèi)的溫度偏高。

2.2 故障原因分析

主要由于吸排氣閥的密封性不好、活塞環(huán)漏氣以及汽缸余隙增大等影響排氣系數(shù)的因素都使排量減少，導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)，而使冷庫(kù)降溫慢。

1)吸排氣閥漏泄。

吸氣閥漏泄時(shí)，在排氣過(guò)程中，將會(huì)有部分氣體倒流回吸氣管，而使吸氣壓力偏高，吸氣溫度變高，吸氣管發(fā)熱。排氣閥漏泄時(shí)，在吸氣過(guò)程中，將會(huì)有部分氣體倒流回汽缸，而使排氣壓力偏低，排氣管發(fā)燙，汽缸蓋溫度可達(dá)90℃以上。吸排氣閥漏泄可能的原因是氣閥彈簧斷裂或失去彈性、閥片破裂或密封不好、閥片卡死或被臟物墊住等。

2)活塞環(huán)漏泄。

活塞環(huán)漏泄嚴(yán)重時(shí)，曲軸箱內(nèi)的溫度偏高。漏泄的原因可能是活塞環(huán)斷裂、失去彈性、磨損嚴(yán)重、積碳或幾個(gè)活塞環(huán)的缺口在一條直線上。

3)汽缸余隙增大。

汽缸余隙增大時(shí)，將使余隙容積內(nèi)的氣體膨脹過(guò)程變長(zhǎng)，使實(shí)際吸氣容積減小，吸氣量減小，從而使排氣量減小。

2.3 對(duì)策

1)檢查壓縮機(jī)氣閥和活塞環(huán)的漏泄，可先把蒸發(fā)器中的制冷劑抽到貯液器中。如果在吸入壓力降到0 MPa(表壓)時(shí)停機(jī)后的8～9 min內(nèi)，壓力回升到0.15 MPa(表壓)，則說(shuō)明氣閥或活塞環(huán)不嚴(yán)密。

2)關(guān)閉壓縮機(jī)吸排氣截止閥。

3)進(jìn)行拆卸修理或更換氣閥和活塞環(huán)，調(diào)整汽缸的余隙高度達(dá)到規(guī)定的范圍內(nèi)。

3 系統(tǒng)堵塞

3.1 故障現(xiàn)象

系統(tǒng)堵塞有可能有下列現(xiàn)象之一或幾種現(xiàn)象同時(shí)出現(xiàn):吸排氣壓力都低;吸排氣溫度比正常值高;制冷壓縮機(jī)停機(jī)后不啟動(dòng)或啟停頻繁、干燥過(guò)濾器管路上及其后有結(jié)霜、膨脹閥入口有結(jié)霜等。

3.2 故障原因分析

1)干燥過(guò)濾器臟堵，使制冷劑流動(dòng)不暢。

2)電磁閥無(wú)法開(kāi)啟造成系統(tǒng)不暢。電磁閥線圈燒壞、閥被臟物卡死或溫度繼電器調(diào)整不當(dāng)。

3)膨脹閥冰塞。

當(dāng)制冷劑中的含水量超過(guò)氟利昂對(duì)水的溶解度時(shí)，水分就會(huì)從氟利昂中游離出來(lái)，并在溫度低于0℃的地方結(jié)冰。由于膨脹閥是系統(tǒng)中溫度最先降到0℃以下的地方，同時(shí)閥孔的通路又相當(dāng)窄小，所以在膨脹閥處也就最容易形成冰塞。另外，由于R12的溶水性比R22要小得多，所以R12制冷系統(tǒng)出現(xiàn)冰塞的可能性比R22制冷系統(tǒng)要大得多。

膨脹閥冰塞時(shí)，因閥孔通路越來(lái)越小，進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量逐漸減少，壓縮機(jī)的吸入壓力也就逐漸降低，直至低壓繼電器動(dòng)作而停機(jī)。停機(jī)后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，冰塞處的溫度又會(huì)逐漸回升到0℃以上，使冰塞局部消融，少量制冷劑又因而得以流入蒸發(fā)器，于是吸入壓力又要回升，通過(guò)低壓繼電器使壓縮機(jī)重新啟動(dòng)。壓縮機(jī)工作不久，又會(huì)因吸入壓力的降低而自動(dòng)停機(jī)。如此反復(fù)，壓縮機(jī)也就頻繁啟停。此外，在產(chǎn)生冰塞時(shí)，由于流入蒸發(fā)器的制冷劑減少，所以壓縮機(jī)的吸氣過(guò)熱度升高，排氣量減少，排氣壓力也將降低。冰塞嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使膨脹閥完全堵塞，制冷劑停止流動(dòng)，而使冷庫(kù)降溫慢。

4)膨脹閥臟堵。

膨脹閥臟堵就是臟物在膨脹閥中造成堵塞。臟堵若在閥進(jìn)口濾網(wǎng)處時(shí)，膨脹閥的進(jìn)口處就會(huì)因制冷劑節(jié)流而結(jié)霜。有時(shí)臟堵也會(huì)發(fā)生在閥孔處，其表現(xiàn)特征與冰塞相似。臟堵的征狀比較穩(wěn)定，不會(huì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)而加重，但是在停機(jī)后即使經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間，情況也不會(huì)有所改善，用熱敷法也不能解決問(wèn)題。

5)膨脹閥的感溫包或毛細(xì)傳壓管漏泄。

膨脹閥的感溫包漏泄后，由于作用在膨脹閥膜片 (或波紋管)上的開(kāi)閥力減小，使閥關(guān)閉，制冷劑的通路遂被堵塞。

3.3 對(duì)策

1)干燥過(guò)濾器發(fā)生臟堵時(shí)，應(yīng)將其拆下，用汽油清洗，再用高壓氮?dú)?(或干燥壓縮空氣)吹干，并換用新干燥劑。

2)電磁閥線圈燒壞時(shí)，應(yīng)更換電磁閥;電磁閥被臟物卡死時(shí)，應(yīng)將其拆下，用汽油清洗，再用高壓氮?dú)?(或干燥壓縮空氣)吹干;溫度繼電器調(diào)整不當(dāng)時(shí)，應(yīng)調(diào)整溫度繼電器在正常的工作溫度范圍之內(nèi)。

3)消除冰塞。

(1)用熱敷法化除冰塞并啟用干燥器。為此，應(yīng)首先將干燥劑換新并把干燥器接入系統(tǒng)，然后在冰塞部位敷以熱毛巾，將冰融化，使水分隨制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)，并用干燥劑加以吸收。用此法消除冰塞往往不能一次奏效，必須多次地反復(fù)進(jìn)行上述操作才可。如系統(tǒng)中水分甚多，則可臨時(shí)外接一大型的氯化鈣干燥器進(jìn)行吸濕。

(2)用高壓氮?dú)獯蹈上到y(tǒng)并換新制冷劑。如果系統(tǒng)進(jìn)入大量水分，采用上述方法難以奏效，就應(yīng)將系統(tǒng)中的制冷劑全部抽出，再把各大部件的連接件拆開(kāi)，用高壓氮?dú)鈱⒄麄€(gè)系統(tǒng)重新抽空，并重新充灌質(zhì)量合格的制冷劑。

(3)用純甲醇消除冰塞以應(yīng)急需。在制冷系統(tǒng)中加入占制冷劑總量1%左右的甲醇，能有效地消除冰塞。這是因?yàn)樗c甲醇混合成稀甲醇后，其冰點(diǎn)就會(huì)遠(yuǎn)低于0℃。但甲醇對(duì)金屬有腐蝕作用，并會(huì)使壓縮機(jī)產(chǎn)生鍍銅現(xiàn)象，故除迫不得已的特殊情況外，應(yīng)盡量避免使用。添加無(wú)水酒精也能降低混合液的冰點(diǎn)，從而消除冰塞，這只是一種應(yīng)急措施，且僅適用于含水量并不太多的情況。在采用此法消除冰塞后，應(yīng)盡快地更換全部制冷劑。

4)膨脹閥閥孔或?yàn)V網(wǎng)臟堵時(shí)，則應(yīng)將膨脹閥拆下，用汽油清洗，再用高壓氮?dú)?(或干燥壓縮空氣)吹干。

5)膨脹閥的感溫包或毛細(xì)傳壓管漏泄時(shí)只能換用新閥。

判斷感溫包是否漏泄的方法是:逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)膨脹閥的調(diào)節(jié)桿，使調(diào)節(jié)彈簧全部放松，如閥還是不通，再打開(kāi)手動(dòng)膨脹閥檢驗(yàn)，若此時(shí)壓縮機(jī)的吸入壓力隨即升高，即可肯定膨脹閥的感溫包或毛細(xì)傳壓管已經(jīng)漏泄。

4 小結(jié)

船舶冷藏裝置的故障是多種多樣的，不同原因的故障現(xiàn)象有可能是相同或相近的，即使是同1種故障原因的現(xiàn)象，由于工作條件不同也是有差異的，有些故障是突然發(fā)生的，有些故障是長(zhǎng)期慢慢形成的。因此，必須具體問(wèn)題具體分析，全面觀察，綜合分析判斷，將理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，根據(jù)故障的現(xiàn)象，正確判斷故障的原因，并排除故障。

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