一種采用惰性氣體與冷媒混合的檢漏技術研究

魏愛芝

(珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070)

0 引言

本單產品為成品整機，但客戶要求機組無需灌注冷媒。為最大程度保證產品質量和減少生產波動，要求本單產品盡量按照標準產品生產，并進行整機檢漏等相關檢驗操作。考慮環保和降成本等因素，需要最大限度的降低冷媒消耗，經過方案研討，項目組決定開發一種新的空調系統檢漏方法，在同等質量要求下，有效的降低檢漏的成本，降低可能的制冷劑泄露對環境所造成的污染，即一種采用惰性氣體與冷媒混合的檢漏技術。

1 檢漏方法及流程

檢漏的方法很多，根據被檢件所處的狀態可分為充壓檢漏法、真空檢漏法及其它檢漏法。空調生產過程中通常所進行的壓力檢漏試驗采用的是充壓檢漏法。所謂充壓檢漏法是指在被檢件內部充入一定壓力的示漏物質，如果被檢件上有漏孔，示漏物質便從漏孔漏出，用一定的方法或儀器在被檢件外部檢測出從漏孔漏出的示漏物質，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已經裝配完成的整個空調系統，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。

生產過程中生產廠家常用的檢漏流程是：機組裝配完成后對機組進行抽真空，達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密封系統進行檢漏。為了保證產品的質量和電子檢漏檢出率，檢漏氣體在系統內部必須達到一定壓力，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，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，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檢漏壓力，保證虛焊點在此壓力下可以檢測到系統漏點，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

兩個流程相比較，工藝流程上增加了一個灌注惰性氣體的操作環節。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算上應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驗來確定。

2 檢漏技術實驗

2.1 試驗方案

在密封的空調系統中灌注一定量的惰性氣體和冷媒，利用鹵素檢漏儀對系統進行檢漏，一方面要保證一定的檢漏壓力，另一方面要保證達到鹵素檢漏儀的檢驗精度，以保證系統在發生破裂和泄漏時，能夠準確發現漏點，不影響檢漏操作和精度。即試驗要確定冷媒種類、惰性氣體和冷媒的比例。

技術方案需要考慮以下幾點：

（1）空調系統除檢漏前不可知的泄漏點外為密封系統。

（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/年的漏率標準作為校準點。

（4）混合氣體在系統內部的壓力必須達到0.8MPa或者以上。

2.2 試驗準備

實驗物品：實驗樣機（密封系統）一臺、抽真空設備1套(真空泵、快速接頭等)、灌注機1套(灌注機、力矩扳手等)、惰性氣體充注系統1套、鹵素檢漏儀1套、壓力表1套。如圖1所示。

各設備關鍵技術參數：

(1)實驗樣機：試驗采用美國戶式中央空調外機完整樣機作為試驗對象，其冷凝器部件小彎頭處焊接1標準漏孔，標準漏孔的漏率為1g/年。

(2)抽真空設備1套：抽真空能力達20Pa以下。

(3)灌注機：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：本試驗充注的惰性氣體為氮氣，充注速度0.05MPa/s。

(5)鹵素檢漏儀：檢漏標準為1g/年，即當示漏物質漏率≥1g/年時鹵素檢漏儀自動報警以示存在泄漏。

(6)壓力表：最少刻度為0.01MPa，最大量程1.0Mpa。

2.3 試驗過程：

（1） 打開空調系統電子膨脹閥、電磁閥等電子元件，保證整改系統通路，確保充注完成后高低壓系統都有冷媒和一定的檢漏壓力。本次所采用的試驗樣機為美國戶式機，經現場實驗證明，美國戶式機的系統從低壓到高壓單向都是導通的，生產時無需旁通操作。

（2）在注氟嘴處接壓力表；

（3）在空調系統高低壓閥門處接真空泵進行抽真空處理；

（4）當真空度達到20Pa以下時，從樣機低壓側開始充注0.4MPa的惰性氣體到系統內部，注意查看各壓力表壓力值，；

（5）充注完畢，從樣機低壓側灌注0.4MPa以上的制冷劑到系統內部，此時高低壓處壓力表數值應大于0.8MPa；

（6）灌注完畢，打緊閥門，取下灌注槍；

（7）校準鹵素檢漏儀到對應制冷劑檢漏檔位，以1克/年的漏率標準作為校準點

表1

表2

（8）用鹵素檢漏儀對各焊點、管路、彎頭、U管、熱交換器、接頭、大、小閥門等進行檢驗，當檢漏儀器報警時為發現系統泄露，反之，則不漏。

2.4 試驗結果

（1）采用惰性氣體（氮氣）和冷媒R22混合的實驗數據見表1。

（2）采用惰性氣體（氮氣）和冷媒R410a混合的實驗數據見表2。

通過實驗說明：

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施性。

3 結論

惰性氣體采用不易產生化學反應的氣體如氮氣等，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；且混合氣體在系統內部的壓力達到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是基于特定條件開發的一種新的技術，進行實際應用可有效降低生產成本和減少環境污染。作為本單產品，惰性氣體氮氣較冷媒便宜，按該技術在美國戶式外機多批次訂單的應用來看，可節省原用量約80%/臺的冷媒，有效的降低成本，同時有效降低了對大氣可能造成的污染。