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流器件，在制冷裝置中起到降壓、降溫和調節流量的作用，它是利用制冷劑在細長管內流動的阻力而實現節流的。毛細管在制冷系統中的作用主要是對從冷凝器中出來的高壓液體進行節流降壓為蒸發壓力；在停機的時候還具有平衡制冷系統管路內的高低壓力，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、系統效率下降?？照{器系統毛細管的連接多以釬焊為主，系統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。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，拆機發現毛細管結霜，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。將毛細管剪斷發現毛細管內側有焊料，呈半堵狀態。深入復核發現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：結合實際現象描述，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，多次現場對設備驗證首件檢堵物料普遍出現流量偏大現象（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，員工不易發現；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，不易發現。

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，毛細管未出現結霜異常，具體測試數據如表1。

失效點：半堵故障制冷和制熱模式測試參數差異不大，且設備無報警，不易發現。

3.5 整改方向

經以上驗證毛細管焊點全堵的故障，廠內各測試環節均可控；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到繞毛細管工位，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的有凸臺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 檢測優化：100 %控制半堵和全堵

經現場多次驗證，檢堵機目前因氣壓問題，首件檢堵物料普遍會出現流量偏大現象（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，規避首件檢堵流量偏大出現誤報警或者半堵誤檢合格傳遞現象。圖7為檢測程序優化前后對比圖。

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 檢測程序優化