雙系統(tǒng)蒸發(fā)器串氣問題的解決

韓志芳

（廣東申菱空調(diào)設(shè)備有限公司，廣東 佛山528313）

1 背景

自我司開始制造壓力容器以來，雙系統(tǒng)蒸發(fā)器時(shí)不時(shí)發(fā)生串氣現(xiàn)象，尤其是直徑大于450mm 的蒸發(fā)器，一旦發(fā)生串氣現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致車間返工，大大影響了生產(chǎn)效率、貨期，同時(shí)也影響了我司的產(chǎn)品質(zhì)量。

2 目的

提高雙系統(tǒng)蒸發(fā)器的制造質(zhì)量，徹底解決串氣現(xiàn)象。

3 原因分析

通過分析：影響系統(tǒng)之間串氣的根本原因是管板、墊片、端蓋等之間的密封面的密封性能沒有達(dá)到要求，影響密封性能的因素主要有以下幾點(diǎn)：

1）管板、端蓋、分程環(huán)等密封面的表面粗糙度；

2）管板的焊接變形量；

3）螺栓（柱）的鎖緊力；

4）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

4 解決方案

為了能徹底解決串氣問題，我們針對(duì)以上幾個(gè)因素采取了不同的解決方案。

4.1 管板、端蓋等密封面的粗糙度問題

密封面的粗糙度是影響系統(tǒng)串氣的一個(gè)重要因素，如果密封面的粗糙度不夠，加工痕跡太明顯，即使其它工序做的再好，也有可能產(chǎn)生串氣現(xiàn)象。2010 年8 月份我們跟進(jìn)145 蒸發(fā)器的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)有一條蒸發(fā)器發(fā)生串氣現(xiàn)象（那時(shí)一共制造了14 條，其中13 條一次性檢驗(yàn)合格），通過檢查發(fā)現(xiàn)串氣的原因是管板中間的粗糙度不夠造成的。為了保證密封面的粗糙度，我們修改了加工工藝，增加了精車的工藝，從而保證管板的表面粗糙度控制在Ra6.3 左右，同時(shí)對(duì)車工加強(qiáng)管理，保證加工出來的產(chǎn)品能符合工藝要求。

4.2 管板的焊接變形量

表1 修改前的焊接參數(shù)

表2 修改后的焊接工藝

焊接后密封面變形多為不規(guī)則的波浪狀，一般偏差為1～3mm，最大偏差為4mm。產(chǎn)生這種變形的根本原因是管板在焊接過程中，溫度分布極不均勻，焊縫處及焊縫的焊接側(cè)為高溫區(qū)域，冷卻后產(chǎn)生的收縮量大，而低溫區(qū)域收縮量小，這種不平衡導(dǎo)致了管板形狀的改變，管板變形過大有可能導(dǎo)致密封墊片局部壓緊力不夠，達(dá)不到密封要求，以致產(chǎn)生系統(tǒng)串氣現(xiàn)象。一般情況下，通過制定合理的焊接工藝即可有效的減少管板的焊接變形，表1 是之前的焊接參數(shù)。表2 是修改后的焊接工藝。

通過調(diào)整焊接工藝，管板焊接變形控制的非常理想，經(jīng)過多次測(cè)量，整體變形量基本可控制在0.4～1.5mm 范圍內(nèi)，比以前的最大變形量4mm 有了很大的改善，同時(shí)1.5mm 的變形量已完全能夠滿足工藝要求。

4.3 螺栓（柱）的鎖緊力及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

我們使用的是非石棉墊片，有關(guān)非石棉墊片的資料介紹：當(dāng)墊片所受的壓強(qiáng)達(dá)到30MPa 時(shí)，即可達(dá)到密封要求。而墊片所受壓強(qiáng)的大小跟螺栓（柱）的鎖緊力及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。

4.3.1 螺栓（柱）的鎖緊力

螺栓（柱）的鎖緊力是否足夠是密封墊片能否達(dá)到密封要求的一個(gè)關(guān)鍵因素。為了解決螺栓（柱）鎖緊力的問題，我們制定了相應(yīng)的安裝指導(dǎo)書指導(dǎo)工人安裝、調(diào)試。在指導(dǎo)書里明確規(guī)定了各螺栓（柱）的力矩、安裝順序等內(nèi)容。另外我們還購(gòu)買了壓敏紙來檢測(cè)密封面的受力情況，同時(shí)利用相關(guān)軟件對(duì)其進(jìn)行理論上的受力分析，為編制安裝指導(dǎo)書提供了數(shù)據(jù)、理論支持。

4.3.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也是影響密封面壓強(qiáng)大小的一個(gè)重要因素。結(jié)構(gòu)是否合理可以直接影響密封面的受力是否均勻、所受壓強(qiáng)是否能達(dá)到密封要求。從目前的情況看，產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)有兩方面需要注意和考慮的：1）中間螺柱的分布；2）密封面的接觸面積（即墊片及分程環(huán)的環(huán)形寬度或端蓋凸臺(tái)的寬度）的大小。下面就對(duì)這兩方面的影響進(jìn)行舉例說明：

1）中間螺柱分布的影響：

根據(jù)LS970、LSRF540H 的中間螺柱分布情況，我們可以看出，970的中間螺柱分布相對(duì)比較均勻，間距差為21mm，而540H 的間距差為54mm，螺柱間距不均勻或偏差過大就會(huì)造成密封面的受力不均勻，LS970 的管板直徑為680mm，LSRF540H 的管板直徑為490mm。按常理講管板小的密封效果更好一些才對(duì)，但實(shí)際檢測(cè)結(jié)果卻相反，因?yàn)檫@兩者結(jié)構(gòu)不同，LS970 的結(jié)構(gòu)相對(duì)更為合理，中間螺柱分布相對(duì)均勻，間距差小，因此在相同鎖緊力的情況下，LS970 密封面的受力更加均勻，所受壓強(qiáng)更容易達(dá)到墊片的密封要求。

2）密封面的接觸面積

理論上講，在鎖緊力相同的情況下，接觸面積越小，壓強(qiáng)就會(huì)越大。我們跟進(jìn)LSQR145G、LSRF540H 蒸發(fā)器時(shí)就做過相關(guān)的試驗(yàn)，以LSRF540H 蒸發(fā)器為例，它是采用分程環(huán)結(jié)構(gòu)的，分程環(huán)的環(huán)形寬度為25mm，用壓敏紙檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)部分密封面的壓強(qiáng)低于30MPa，當(dāng)檢測(cè)壓力升到2.0MPa 時(shí)就發(fā)生直通現(xiàn)象。為了提高密封面的壓強(qiáng)，工藝部把墊片及分程環(huán)的環(huán)形寬度減小到15mm，采用壓敏紙檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)密封面的壓強(qiáng)有所改善，當(dāng)檢測(cè)壓力升到2.97MPa 時(shí)才發(fā)生串氣現(xiàn)象，氣泡間隔為1s/個(gè)。

根據(jù)修改前與修改后用壓敏紙檢測(cè)的效果，我們可以看出：在鎖緊力相同的情況下，減小密封面的接觸面積，是可以提高密封面的壓強(qiáng)。因此在各方條件允許的情況下，設(shè)計(jì)時(shí)盡可能減小密封面的接觸面積，同時(shí)中間螺柱的分布盡量做到均勻?qū)ΨQ。

5 完成情況

2010 年6 月份整改以后到2010 年12 月份，總體效果良好，通過對(duì)工藝調(diào)整前與調(diào)整后的數(shù)據(jù)比較：調(diào)整工藝前總生產(chǎn)數(shù)量18 條，串氣數(shù)量4 條，串氣比例22.2%；調(diào)整工藝后總生產(chǎn)數(shù)量65 條，串氣數(shù)量1 條，串氣比例1.54%。可以看出，工藝調(diào)整后串氣的比例調(diào)整前有了很大的改善，只有1 條出現(xiàn)異常，是LSQR145G 蒸發(fā)器，串氣的原因是管板中間的粗糙度不夠，后來工藝部組織車間對(duì)其修補(bǔ)后，經(jīng)檢驗(yàn)后密封性能合格。

6 總結(jié)

經(jīng)過我們的長(zhǎng)時(shí)間的跟進(jìn)與反復(fù)論證，認(rèn)為只要控制好密封面的表面粗糙度、管板的焊接變形量、螺栓（柱）的鎖緊力及擁有合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。雙系統(tǒng)蒸發(fā)器的串氣問題能夠徹底解決。