一种采用惰性气体与冷媒混合的检漏技术研究

魏爱芝

(珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519070)

0 引言

本单产品为成品整机，但客户要求机组无需灌注冷媒。为最大程度保证产品质量和减少生产波动，要求本单产品尽量按照标准产品生产，并进行整机检漏等相关检验操作。考虑环保和降成本等因素，需要最大限度的降低冷媒消耗，经过方案研讨，项目组决定开发一种新的空调系统检漏方法，在同等质量要求下，有效的降低检漏的成本，降低可能的制冷剂泄露对环境所造成的污染，即一种采用惰性气体与冷媒混合的检漏技术。

1 检漏方法及流程

检漏的方法很多，根据被检件所处的状态可分为充压检漏法、真空检漏法及其它检漏法。空调生产过程中通常所进行的压力检漏试验采用的是充压检漏法。所谓充压检漏法是指在被检件内部充入一定压力的示漏物质，如果被检件上有漏孔，示漏物质便从漏孔漏出，用一定的方法或仪器在被检件外部检测出从漏孔漏出的示漏物质，从而判定漏孔的存在、位置及漏率的大小，此即充压检漏法。常用的充压检漏包括水压法、压降法、气泡法、卤素检漏仪吸嘴法等。本文所研究的是针对已经装配完成的整个空调系统，所采用的检漏方法是卤素检漏吸嘴法，也即通常所说的电子检漏法。

生产过程中生产厂家常用的检漏流程是：机组装配完成后对机组进行抽真空，达到真空要求后灌注制冷剂（即冷媒），完成后采用电子检漏仪直接对密封系统进行检漏。为了保证产品的质量和电子检漏检出率，检漏气体在系统内部必须达到一定压力，这就需要较多的制冷剂。流程如下：

抽真空→灌注制冷剂→电子检漏

本文要研究和探索的检漏方法是采用惰性气体与冷媒混合的检漏技术，即灌注一部分冷媒和一部分惰性气体。灌注冷媒的目的是为了将冷媒作为示漏物质，保证电子检漏仪顺利检漏；灌注惰性气体的目的是增加系统检漏压力，保证虚焊点在此压力下可以检测到系统漏点，从而保证检漏工作的有效开展。检漏流程为：

抽真空→灌注惰性气体→灌注制冷剂→电子检漏

两个流程相比较，工艺流程上增加了一个灌注惰性气体的操作环节。制冷剂用量上，在电子检漏的同样压力要求下，采用惰性气体与冷媒混合的检漏流程从理论计算上应该需要较少的制冷剂用量，但是具体的制冷剂用量和惰性气体用量比需要通过实验来确定。

2 检漏技术实验

2.1 试验方案

在密封的空调系统中灌注一定量的惰性气体和冷媒，利用卤素检漏仪对系统进行检漏，一方面要保证一定的检漏压力，另一方面要保证达到卤素检漏仪的检验精度，以保证系统在发生破裂和泄漏时，能够准确发现漏点，不影响检漏操作和精度。即试验要确定冷媒种类、惰性气体和冷媒的比例。

技术方案需要考虑以下几点：

（1）空调系统除检漏前不可知的泄漏点外为密封系统。

（2）采用90%以上纯度的惰性气体和冷媒作为检漏媒介。

（3）卤素检漏仪以1克/年的漏率标准作为校准点。

（4）混合气体在系统内部的压力必须达到0.8MPa或者以上。

2.2 试验准备

实验物品：实验样机（密封系统）一台、抽真空设备1套(真空泵、快速接头等)、灌注机1套(灌注机、力矩扳手等)、惰性气体充注系统1套、卤素检漏仪1套、压力表1套。如图1所示。

各设备关键技术参数：

(1)实验样机：试验采用美国户式中央空调外机完整样机作为试验对象，其冷凝器部件小弯头处焊接1标准漏孔，标准漏孔的漏率为1g/年。

(2)抽真空设备1套：抽真空能力达20Pa以下。

(3)灌注机：可灌注R22、R410a等冷媒，灌注精度10g，灌注误差≤±5%，最大灌注量≥10kg。

(4)惰性气体充注系统：本试验充注的惰性气体为氮气，充注速度0.05MPa/s。

(5)卤素检漏仪：检漏标准为1g/年，即当示漏物质漏率≥1g/年时卤素检漏仪自动报警以示存在泄漏。

(6)压力表：最少刻度为0.01MPa，最大量程1.0Mpa。

2.3 试验过程：

（1） 打开空调系统电子膨胀阀、电磁阀等电子元件，保证整改系统通路，确保充注完成后高低压系统都有冷媒和一定的检漏压力。本次所采用的试验样机为美国户式机，经现场实验证明，美国户式机的系统从低压到高压单向都是导通的，生产时无需旁通操作。

（2）在注氟嘴处接压力表；

（3）在空调系统高低压阀门处接真空泵进行抽真空处理；

（4）当真空度达到20Pa以下时，从样机低压侧开始充注0.4MPa的惰性气体到系统内部，注意查看各压力表压力值，；

（5）充注完毕，从样机低压侧灌注0.4MPa以上的制冷剂到系统内部，此时高低压处压力表数值应大于0.8MPa；

（6）灌注完毕，打紧阀门，取下灌注枪；

（7）校准卤素检漏仪到对应制冷剂检漏档位，以1克/年的漏率标准作为校准点

表1

表2

（8）用卤素检漏仪对各焊点、管路、弯头、U管、热交换器、接头、大、小阀门等进行检验，当检漏仪器报警时为发现系统泄露，反之，则不漏。

2.4 试验结果

（1）采用惰性气体（氮气）和冷媒R22混合的实验数据见表1。

（2）采用惰性气体（氮气）和冷媒R410a混合的实验数据见表2。

通过实验说明：

① 冷媒和惰性气体混合的比例为5︰3或大于5︰3，能够保证检漏质量和检出率。。

② 冷媒可以是R22或者R410a。

③ 采用惰性气体和冷媒混合的检漏方式具有可实施性。

3 结论

惰性气体采用不易产生化学反应的气体如氮气等，采用不同类型的冷媒如R22、R410a等与其混合，混合比为5：3或大于5：3；且混合气体在系统内部的压力达到0.8MPa以上，可以保证检漏性能。

惰性气体与冷媒混合的检漏技术是基于特定条件开发的一种新的技术，进行实际应用可有效降低生产成本和减少环境污染。作为本单产品，惰性气体氮气较冷媒便宜，按该技术在美国户式外机多批次订单的应用来看，可节省原用量约80%/台的冷媒，有效的降低成本，同时有效降低了对大气可能造成的污染。