關于空調器毛細管堵塞的失效研究和改善

阮晉如 黃時華 查佳朋 段美姣 鄒成科 杜 健 劉孟杰

（格力電器（合肥）有限公司 合肥 230088）

引言

毛細管作為重要的節(jié)流器件，在制冷裝置中起到降壓、降溫和調節(jié)流量的作用，它是利用制冷劑在細長管內流動的阻力而實現(xiàn)節(jié)流的。毛細管在制冷系統(tǒng)中的作用主要是對從冷凝器中出來的高壓液體進行節(jié)流降壓為蒸發(fā)壓力；在停機的時候還具有平衡制冷系統(tǒng)管路內的高低壓力，使得壓縮機的啟動力矩有較大幅度的降低。進入毛細管的制冷劑流量應適當，流量太小不能保持進口處的液封；流量過大則流動阻力增加，導致壓縮機排氣壓力過高、系統(tǒng)效率下降。空調器系統(tǒng)毛細管的連接多以釬焊為主，系統(tǒng)堵塞主要是由于操作人員手動添加釬料過多，導致大量的釬料順釬縫流入管口底部后冷卻形成焊瘤，堵塞空調運行系統(tǒng)。毛細管管徑較小，如果管端凸臺定位失效影響配管深度，同樣易導致毛細管堵塞。

1 背景描述

生產過程運轉測試時冷凝器噪音大，拆機發(fā)現(xiàn)毛細管結霜，如圖1所示。將毛細管從冷凝器上拔掉后，從小閥門充氣，氣體流量偏小。將毛細管剪斷發(fā)現(xiàn)毛細管內側有焊料，呈半堵狀態(tài)。深入復核發(fā)現(xiàn)毛細管無有效定位凸臺且配入過濾器深度只有5～6 mm（標準配入深度12～15 mm）。

2 原因淺析

1）物料狀態(tài)：結合實際現(xiàn)象描述，分析故障產生直接原因為毛細管無定位凸臺，配管一致性難以保證，該毛細管配管深度不足，焊接時焊料從毛細管底部回流，導致毛細管內壁半堵；

2）設備因素：檢堵機因氣壓影響，多次現(xiàn)場對設備驗證首件檢堵物料普遍出現(xiàn)流量偏大現(xiàn)象（實時流量超出標準流量上限），存在半堵毛細管無法檢出流出。

圖1 毛細管處結霜

3 過程可靠性排查

3.1 毛細管配管深度檢查

制作毛細管下料機凸臺檢測工裝，可有效檢測毛細管凸臺，如圖2所示。

失效點：過程抽檢，個別無凸臺毛細管混入正常制品。

3.2 樣件制作及檢堵有效性核實

現(xiàn)場制作毛細管全堵、半堵及合格樣件，對檢堵機流量進行測試，全堵流量值0、半堵流量值257、合格流量值698；半堵流量值與合格流量值相差441，檢堵機可有效檢出毛細管半堵。圖3為測試樣件及流量值。

失效點：檢堵機停機后首次檢測首件工件流量會偏大，存在半堵工件檢測合格。（檢堵機氣體是先從管道進入緩存罐，再進入工件。當檢堵機停機后緩存罐內氣體壓力偏大，首次檢測導致緩存罐進氣和放氣不等效，出現(xiàn)工件檢堵流量偏大。）

3.3 灌注驗證

使用半堵毛細管驗證，灌注過程中僅冷媒流速不同，如圖4所示。其它無差別，員工不易發(fā)現(xiàn)；正常機灌注冷媒流速為25～30 g/s，半堵樣件為15～20 g/s，半堵樣件無法檢出。

失效點：半堵灌注冷媒流速差異不大，不易發(fā)現(xiàn)。

3.4 運轉測試驗證

1）制熱模式下，正常機與半堵樣件電流、壓力差別不大，與全堵樣件差別較大；

2）制冷模式下，正常機與半堵樣件、全堵樣件電流、壓力差別都大，毛細管未出現(xiàn)結霜異常，具體測試數(shù)據如表1。

失效點：半堵故障制冷和制熱模式測試參數(shù)差異不大，且設備無報警，不易發(fā)現(xiàn)。

3.5 整改方向

經以上驗證毛細管焊點全堵的故障，廠內各測試環(huán)節(jié)均可控；毛細管焊點半堵的故障，主要是毛細管檢堵工序較可控，其他測試與正常制品區(qū)別不明顯，因此杜絕毛細管堵異常需從源頭工序控制，解決方向：一是不使用無凸臺毛細管；二是毛細管檢堵裝置100 %檢出全堵和半堵。

4 理論分析和驗證

4.1 設備改造：杜絕使用無凸臺毛細管

圖2 毛細管定位深度檢出工裝

圖3 故障樣件及流量值

圖4 不同樣件灌注冷媒流速

表1 不同模式測試值

對自動下料繞毛細管設備進行優(yōu)化，在下料機傳動輪處增加凸臺檢測設備，自動檢測毛細管凸臺大小，同步更改毛細管繞制程序，對于凸臺檢測不合格毛細管設備不繞制成型，具體檢測控制過程如下：

1）如圖5所示，當毛細管經過傳動輪時，如果毛細管凸臺正常，凸臺會將傳動輪頂起觸動凸臺檢測設備，此時設備信號燈會滅一下，同步檢測設備會將信號傳輸?shù)嚼@毛細管工位，啟動繞毛細管程序，反之毛細管無凸臺就會平穩(wěn)通過傳動輪，傳動輪沒有觸動檢測設備，檢測設備的信號燈就會常亮，此時就沒有信號傳輸啟動繞毛細管工位；

2）如圖6所示，自動繞毛細管工位當接到檢測設備傳輸?shù)挠型古_指令時就會啟動程序將毛細管繞制成成品物料，反之沒接到指令時就不會啟動自動繞制毛細管程序，生產出來的就是一根直管，后工序無法使用操作工直接報廢處理。

4.2 檢測優(yōu)化：100 %控制半堵和全堵

經現(xiàn)場多次驗證，檢堵機目前因氣壓問題，首件檢堵物料普遍會出現(xiàn)流量偏大現(xiàn)象（實時流量超出標準流量上線），此時若毛細管焊料下沉或半堵，則剛好會出現(xiàn)合格流量值，導致員工誤認為合格直接流入后工序。對檢堵機首件檢測流量偏大現(xiàn)象進行整改，在緩存罐后安裝五位三通電磁閥，更改檢堵機PLC程序，將設備停止工作后8 s未啟動后的檢堵物料默認為首件檢堵物料，當首件物料檢堵時氣體從電磁閥直接排出，不經過檢堵模具進入工件，規(guī)避首件檢堵流量偏大出現(xiàn)誤報警或者半堵誤檢合格傳遞現(xiàn)象。圖7為檢測程序優(yōu)化前后對比圖。

5 總結與建議

綜上排查分析，導致毛細管半堵傳遞源頭原因為：使用無凸臺毛細管毛細管，檢堵機檢驗失效。經過反復驗證，以下兩個措施能有效從源頭杜絕毛細管全堵和半堵異常流出：

1）對自動下料繞毛細管設備進行優(yōu)化，在下料機傳動輪處增加凸臺檢測設備，同步更改毛細管繞制程序，當毛細管無凸臺時，設備會報警并停止彎制；

2）優(yōu)化檢堵機檢測程序，對首件物料進行排空，經驗證能有效檢出全堵和半堵故障，避免不合格品傳遞至后工序。

圖5 有、無凸臺毛細管自動檢測

圖6 有、無凸臺毛細管彎制情況

圖7 檢測程序優(yōu)化