一種采用惰性氣體與冷媒混合的檢漏技術(shù)研究

魏愛芝

(珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070)

0 引言

本單產(chǎn)品為成品整機(jī)，但客戶要求機(jī)組無需灌注冷媒。為最大程度保證產(chǎn)品質(zhì)量和減少生產(chǎn)波動(dòng)，要求本單產(chǎn)品盡量按照標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品生產(chǎn)，并進(jìn)行整機(jī)檢漏等相關(guān)檢驗(yàn)操作?？紤]環(huán)保和降成本等因素，需要最大限度的降低冷媒消耗，經(jīng)過方案研討，項(xiàng)目組決定開發(fā)一種新的空調(diào)系統(tǒng)檢漏方法，在同等質(zhì)量要求下，有效的降低檢漏的成本，降低可能的制冷劑泄露對(duì)環(huán)境所造成的污染，即一種采用惰性氣體與冷媒混合的檢漏技術(shù)。

1 檢漏方法及流程

檢漏的方法很多，根據(jù)被檢件所處的狀態(tài)可分為充壓檢漏法、真空檢漏法及其它檢漏法。空調(diào)生產(chǎn)過程中通常所進(jìn)行的壓力檢漏試驗(yàn)采用的是充壓檢漏法。所謂充壓檢漏法是指在被檢件內(nèi)部充入一定壓力的示漏物質(zhì)，如果被檢件上有漏孔，示漏物質(zhì)便從漏孔漏出，用一定的方法或儀器在被檢件外部檢測(cè)出從漏孔漏出的示漏物質(zhì)，從而判定漏孔的存在、位置及漏率的大小，此即充壓檢漏法。常用的充壓檢漏包括水壓法、壓降法、氣泡法、鹵素檢漏儀吸嘴法等。本文所研究的是針對(duì)已經(jīng)裝配完成的整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)，所采用的檢漏方法是鹵素檢漏吸嘴法，也即通常所說的電子檢漏法。

生產(chǎn)過程中生產(chǎn)廠家常用的檢漏流程是：機(jī)組裝配完成后對(duì)機(jī)組進(jìn)行抽真空，達(dá)到真空要求后灌注制冷劑（即冷媒），完成后采用電子檢漏儀直接對(duì)密封系統(tǒng)進(jìn)行檢漏。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量和電子檢漏檢出率，檢漏氣體在系統(tǒng)內(nèi)部必須達(dá)到一定壓力，這就需要較多的制冷劑。流程如下：

抽真空→灌注制冷劑→電子檢漏

本文要研究和探索的檢漏方法是采用惰性氣體與冷媒混合的檢漏技術(shù)，即灌注一部分冷媒和一部分惰性氣體。灌注冷媒的目的是為了將冷媒作為示漏物質(zhì)，保證電子檢漏儀順利檢漏；灌注惰性氣體的目的是增加系統(tǒng)檢漏壓力，保證虛焊點(diǎn)在此壓力下可以檢測(cè)到系統(tǒng)漏點(diǎn)，從而保證檢漏工作的有效開展。檢漏流程為：

抽真空→灌注惰性氣體→灌注制冷劑→電子檢漏

兩個(gè)流程相比較，工藝流程上增加了一個(gè)灌注惰性氣體的操作環(huán)節(jié)。制冷劑用量上，在電子檢漏的同樣壓力要求下，采用惰性氣體與冷媒混合的檢漏流程從理論計(jì)算上應(yīng)該需要較少的制冷劑用量，但是具體的制冷劑用量和惰性氣體用量比需要通過實(shí)驗(yàn)來確定。

2 檢漏技術(shù)實(shí)驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)方案

在密封的空調(diào)系統(tǒng)中灌注一定量的惰性氣體和冷媒，利用鹵素檢漏儀對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢漏，一方面要保證一定的檢漏壓力，另一方面要保證達(dá)到鹵素檢漏儀的檢驗(yàn)精度，以保證系統(tǒng)在發(fā)生破裂和泄漏時(shí)，能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)，不影響檢漏操作和精度。即試驗(yàn)要確定冷媒種類、惰性氣體和冷媒的比例。

技術(shù)方案需要考慮以下幾點(diǎn)：

（1）空調(diào)系統(tǒng)除檢漏前不可知的泄漏點(diǎn)外為密封系統(tǒng)。

（2）采用90%以上純度的惰性氣體和冷媒作為檢漏媒介。

（3）鹵素檢漏儀以1克/年的漏率標(biāo)準(zhǔn)作為校準(zhǔn)點(diǎn)。

（4）混合氣體在系統(tǒng)內(nèi)部的壓力必須達(dá)到0.8MPa或者以上。

2.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)物品：實(shí)驗(yàn)樣機(jī)（密封系統(tǒng)）一臺(tái)、抽真空設(shè)備1套(真空泵、快速接頭等)、灌注機(jī)1套(灌注機(jī)、力矩扳手等)、惰性氣體充注系統(tǒng)1套、鹵素檢漏儀1套、壓力表1套。如圖1所示。

各設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)：

(1)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)：試驗(yàn)采用美國(guó)戶式中央空調(diào)外機(jī)完整樣機(jī)作為試驗(yàn)對(duì)象，其冷凝器部件小彎頭處焊接1標(biāo)準(zhǔn)漏孔，標(biāo)準(zhǔn)漏孔的漏率為1g/年。

(2)抽真空設(shè)備1套：抽真空能力達(dá)20Pa以下。

(3)灌注機(jī)：可灌注R22、R410a等冷媒，灌注精度10g，灌注誤差≤±5%，最大灌注量≥10kg。

(4)惰性氣體充注系統(tǒng)：本試驗(yàn)充注的惰性氣體為氮?dú)?，充注速?.05MPa/s。

(5)鹵素檢漏儀：檢漏標(biāo)準(zhǔn)為1g/年，即當(dāng)示漏物質(zhì)漏率≥1g/年時(shí)鹵素檢漏儀自動(dòng)報(bào)警以示存在泄漏。

(6)壓力表：最少刻度為0.01MPa，最大量程1.0Mpa。

2.3 試驗(yàn)過程：

（1） 打開空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥、電磁閥等電子元件，保證整改系統(tǒng)通路，確保充注完成后高低壓系統(tǒng)都有冷媒和一定的檢漏壓力。本次所采用的試驗(yàn)樣機(jī)為美國(guó)戶式機(jī)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)證明，美國(guó)戶式機(jī)的系統(tǒng)從低壓到高壓?jiǎn)蜗蚨际菍?dǎo)通的，生產(chǎn)時(shí)無需旁通操作。

（2）在注氟嘴處接壓力表；

（3）在空調(diào)系統(tǒng)高低壓閥門處接真空泵進(jìn)行抽真空處理；

（4）當(dāng)真空度達(dá)到20Pa以下時(shí)，從樣機(jī)低壓側(cè)開始充注0.4MPa的惰性氣體到系統(tǒng)內(nèi)部，注意查看各壓力表壓力值，；

（5）充注完畢，從樣機(jī)低壓側(cè)灌注0.4MPa以上的制冷劑到系統(tǒng)內(nèi)部，此時(shí)高低壓處壓力表數(shù)值應(yīng)大于0.8MPa；

（6）灌注完畢，打緊閥門，取下灌注槍；

（7）校準(zhǔn)鹵素檢漏儀到對(duì)應(yīng)制冷劑檢漏檔位，以1克/年的漏率標(biāo)準(zhǔn)作為校準(zhǔn)點(diǎn)

表1

表2

（8）用鹵素檢漏儀對(duì)各焊點(diǎn)、管路、彎頭、U管、熱交換器、接頭、大、小閥門等進(jìn)行檢驗(yàn)，當(dāng)檢漏儀器報(bào)警時(shí)為發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)泄露，反之，則不漏。

2.4 試驗(yàn)結(jié)果

（1）采用惰性氣體（氮?dú)猓┖屠涿絉22混合的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

（2）采用惰性氣體（氮?dú)猓┖屠涿絉410a混合的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

通過實(shí)驗(yàn)說明：

① 冷媒和惰性氣體混合的比例為5︰3或大于5︰3，能夠保證檢漏質(zhì)量和檢出率。。

② 冷媒可以是R22或者R410a。

③ 采用惰性氣體和冷媒混合的檢漏方式具有可實(shí)施性。

3 結(jié)論

惰性氣體采用不易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的氣體如氮?dú)獾?，采用不同類型的冷媒如R22、R410a等與其混合，混合比為5：3或大于5：3；且混合氣體在系統(tǒng)內(nèi)部的壓力達(dá)到0.8MPa以上，可以保證檢漏性能。

惰性氣體與冷媒混合的檢漏技術(shù)是基于特定條件開發(fā)的一種新的技術(shù)，進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用可有效降低生產(chǎn)成本和減少環(huán)境污染。作為本單產(chǎn)品，惰性氣體氮?dú)廨^冷媒便宜，按該技術(shù)在美國(guó)戶式外機(jī)多批次訂單的應(yīng)用來看，可節(jié)省原用量約80%/臺(tái)的冷媒，有效的降低成本，同時(shí)有效降低了對(duì)大氣可能造成的污染。