冷凍式壓縮空氣干燥器的檢漏新工藝

梁翰林

（上善氣體工作室，廣西柳州 545005）

1 引言

當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中，壓縮空氣通常稱為四大能源（煤炭、石油、天然氣和壓縮空氣）之一已被廣泛使用于電子，醫(yī)藥衛(wèi)生，制造業(yè)，冶金，紡織，石油天然氣，電力，食品，生物化工等等各個領(lǐng)域。壓縮空氣的品質(zhì)越來越受到各行各業(yè)的關(guān)注，特別是壓縮空氣中水含量的指標(biāo)（露點溫度）對各行各業(yè)生產(chǎn)的工藝及產(chǎn)品質(zhì)量影響非常大。

壓縮空氣冷凍式干燥器（簡稱：冷干機(jī)）作為壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備中一個重要凈化（去除壓縮空氣中水蒸氣）環(huán)節(jié)，其重要性越來越受到壓縮空氣用戶的關(guān)注。冷干機(jī)的可靠性是壓縮空氣品質(zhì)的保障。所以冷干機(jī)的穩(wěn)定工作是每個客戶最基本的需求。對于冷干機(jī)來說，制冷系統(tǒng)不漏氟是產(chǎn)品質(zhì)量最直觀的體現(xiàn)。在冷干機(jī)的生產(chǎn)過程中，幾十年來傳統(tǒng)檢漏工藝（氮氣保壓及水檢），無論從檢測精度和檢測速度上來說，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足客戶的需求。

冷干機(jī)的工作原理是利用制冷系統(tǒng)把壓縮空氣的溫度降低使得壓縮空氣的飽和含濕量降低，除掉冷凝水，達(dá)到客戶需要的壓縮空氣露點溫度（3 ℃，7 ℃，10 ℃）。如果制冷系統(tǒng)漏氟，冷干機(jī)就無法正常工作。所以制冷系統(tǒng)密封性檢測的檢漏工藝成為冷干機(jī)生產(chǎn)工藝關(guān)鍵中的關(guān)鍵。冷干機(jī)在生產(chǎn)過程中對制冷系統(tǒng)進(jìn)行檢漏的兩道工序：

（1）主要制冷零部件檢漏：如冷凝器和蒸發(fā)器在生產(chǎn)完成后，檢測其密封性通常使用充入2 MPa以上壓力的氮氣，保壓或用肥皂水檢測，小體積零件批量大在氮氣充入后浸入水箱進(jìn)行檢測。

（2）整機(jī)檢漏：除了少數(shù)國際品牌使用氦氣檢漏外，絕大部分冷干機(jī)生產(chǎn)企業(yè)都是充入2 MPa以上壓力的氮氣保壓8～24 h，期間用肥皂水檢測漏點。

2 采用冷干機(jī)生產(chǎn)傳統(tǒng)檢漏工藝

2.1 傳統(tǒng)檢漏工藝三大缺陷

（1）冷干機(jī)生產(chǎn)周期長，對于生產(chǎn)節(jié)奏越來越快的需求來說，傳統(tǒng)檢漏工藝已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后了。

（a）檢漏等待時間長。通常需要保壓8～24 h，如果漏點修復(fù)后，需要繼續(xù)保壓24～48 h。

（b）漏點定位難度大。一臺冷干機(jī)制冷系統(tǒng)有幾十甚至幾百個焊點，一一用肥皂水檢漏，往往耗時太長，且無精度可言。

（c）生產(chǎn)場地占用時間長。冷干機(jī)生產(chǎn)有一半的時間用于保壓，對于批量大或急件生產(chǎn)時，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)場地不夠用，擴(kuò)大生產(chǎn)場地對于冷干機(jī)生產(chǎn)廠家來說都不是一件容易的事情。

（2）產(chǎn)品質(zhì)量控制較難，依靠檢驗人員的經(jīng)驗和態(tài)度。

（a）產(chǎn)品質(zhì)量控制不穩(wěn)定。充氮氣保壓檢漏，受到氣溫變化，工人的經(jīng)驗，責(zé)任心等多種因數(shù)的影響。

（b）檢漏方式粗，精度差。往往用戶使用后才發(fā)現(xiàn)漏，維修成本高。

（c）只要制冷系統(tǒng)漏，冷干機(jī)將無法工作，給供需雙方造成的損失也是巨大的。

（3）使用成本也不便宜

（a）使用氦氣檢漏可以避免以上缺陷，但是使用成本太高，而絕大多數(shù)冷干機(jī)廠家難以接受。

（b）采用氮氣檢漏精度低且受到諸多因數(shù)影響，雖然單價低但使用量大，綜合使用成本及其他成本不低。

2.2 采用氮氫混合氣體對冷干機(jī)制冷系統(tǒng)及元件進(jìn)行檢漏

（1）安全可靠：示蹤氣體由5%氫氣和95%氮氣，安全，不可燃。（國際標(biāo)準(zhǔn)化ISO10156定義）。無毒性和腐蝕性，綠色環(huán)保，也不會對設(shè)備和環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

（2）高效率、高精度：使用非常方便，快速，可替代氦檢。檢測限低至5×10-7mbarl/s，相當(dāng)于可以檢測出0.1 g/a的泄漏量。反應(yīng)速度快，可在0.5 s時間內(nèi)迅速檢測相當(dāng)于水檢中60 min冒出的一個氣泡。

（3）免維護(hù)：示蹤氣體綠色環(huán)保，檢漏完成無需回收。儀器維護(hù)成本低，經(jīng)久耐用。

（4）使用成本低：同樣的檢漏精度，基礎(chǔ)設(shè)備投入少。5%氫氣+95%氮氣混和氣屬于標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)氣體，無需自己混和氣體，全國各地都很容易買到，價格僅是氦氣的1/20左右。使用量為氮氣1/5，所以比氮氣更便宜。并且可以大大節(jié)約了生產(chǎn)時間，人工和場地費用及售后服務(wù)損失。

2.3 冷干機(jī)生產(chǎn)氮氫檢漏新工藝與現(xiàn)有的冷干機(jī)生產(chǎn)檢漏工藝對比

（1）與氦氣檢漏相比，氮氫檢漏完全可以替代見表1。

（2）與氮氣檢漏相比，氮氫檢漏新工藝具有檢測速度超快，精度高，裝配場地節(jié)省一半以上，裝配時間縮短1/10，人為因素影響小，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，綜合成本低等優(yōu)勢見表2。

（3）與水檢檢漏相比，氮氫檢漏新工藝具有節(jié)省場地和人工成本，檢查速度快，精度高，人為因素影響小，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，綜合成本低等優(yōu)勢見表3。

（4）在冷干機(jī)生產(chǎn)中常用的幾種用于檢漏的氣體對比。見表4。

冷干機(jī)生產(chǎn)氮氫檢漏新工藝的工作流程（圖1）：檢漏速度10 s/臺。

2.4 氮氫檢漏新工藝在冷干機(jī)生產(chǎn)中的特點

（1）設(shè)備投資回報率高：設(shè)備成本遠(yuǎn)低于氦檢漏儀。相比氮氣保壓測漏，具有精度高，快速等優(yōu)點。

（2）對檢漏環(huán)境要求不高：與氦氣或氮氣相比，氫氣的分子量最小，逃逸性極佳，粘滯性極低，不容易吸附在材料表面對本底環(huán)境造成影響，因此氮氫檢漏技術(shù)對本底環(huán)境要求要遠(yuǎn)低于氦檢漏技術(shù)。精準(zhǔn)定位，定量檢漏不受人為因素影響。

（3）響應(yīng)速度快：氮氫檢漏儀的分析元件在探棒部分，不像氦氣檢漏儀那樣需要將氣體通過管道吸入到質(zhì)譜室進(jìn)行分析，所以響應(yīng)時間很短，在0.5 s內(nèi)即有響應(yīng)。比起肥皂水檢漏方法，具有無與倫比的優(yōu)勢。

（4）小巧便攜，方便移動：特別是對生產(chǎn)場地不夠，提高冷干機(jī)生產(chǎn)對場地周轉(zhuǎn)率和大的兩器（冷凝器和蒸發(fā)器無法放入或沒有水箱）的檢漏，以及加快急件，特殊訂單，大型冷干機(jī)等有事半功倍的效果。

表1

表3

表4

圖1

3 結(jié)語

冷干機(jī)生產(chǎn)氮氫檢漏新工藝，為冷干機(jī)生產(chǎn)帶來了產(chǎn)品品質(zhì)的提升和生產(chǎn)效率的改善?！坝挚煊趾谩笔抢涓蓹C(jī)生產(chǎn)工藝追求的目標(biāo)，也是今后冷干機(jī)生產(chǎn)和現(xiàn)代化工業(yè)時代發(fā)展的需要。氮氫檢漏新工藝將助冷干機(jī)生產(chǎn)商在競爭激烈的市場占得先機(jī)。