冷冻式压缩空气干燥器的检漏新工艺

梁翰林

（上善气体工作室，广西柳州 545005）

1 引言

当今工业生产中，压缩空气通常称为四大能源（煤炭、石油、天然气和压缩空气）之一已被广泛使用于电子，医药卫生，制造业，冶金，纺织，石油天然气，电力，食品，生物化工等等各个领域。压缩空气的品质越来越受到各行各业的关注，特别是压缩空气中水含量的指标（露点温度）对各行各业生产的工艺及产品质量影响非常大。

压缩空气冷冻式干燥器（简称：冷干机）作为压缩空气系统设备中一个重要净化（去除压缩空气中水蒸气）环节，其重要性越来越受到压缩空气用户的关注。冷干机的可靠性是压缩空气品质的保障。所以冷干机的稳定工作是每个客户最基本的需求。对于冷干机来说，制冷系统不漏氟是产品质量最直观的体现。在冷干机的生产过程中，几十年来传统检漏工艺（氮气保压及水检），无论从检测精度和检测速度上来说，已经远远不能满足客户的需求。

冷干机的工作原理是利用制冷系统把压缩空气的温度降低使得压缩空气的饱和含湿量降低，除掉冷凝水，达到客户需要的压缩空气露点温度（3 ℃，7 ℃，10 ℃）。如果制冷系统漏氟，冷干机就无法正常工作。所以制冷系统密封性检测的检漏工艺成为冷干机生产工艺关键中的关键。冷干机在生产过程中对制冷系统进行检漏的两道工序：

（1）主要制冷零部件检漏：如冷凝器和蒸发器在生产完成后，检测其密封性通常使用充入2 MPa以上压力的氮气，保压或用肥皂水检测，小体积零件批量大在氮气充入后浸入水箱进行检测。

（2）整机检漏：除了少数国际品牌使用氦气检漏外，绝大部分冷干机生产企业都是充入2 MPa以上压力的氮气保压8～24 h，期间用肥皂水检测漏点。

2 采用冷干机生产传统检漏工艺

2.1 传统检漏工艺三大缺陷

（1）冷干机生产周期长，对于生产节奏越来越快的需求来说，传统检漏工艺已经远远落后了。

（a）检漏等待时间长。通常需要保压8～24 h，如果漏点修复后，需要继续保压24～48 h。

（b）漏点定位难度大。一台冷干机制冷系统有几十甚至几百个焊点，一一用肥皂水检漏，往往耗时太长，且无精度可言。

（c）生产场地占用时间长。冷干机生产有一半的时间用于保压，对于批量大或急件生产时，经常会发现生产场地不够用，扩大生产场地对于冷干机生产厂家来说都不是一件容易的事情。

（2）产品质量控制较难，依靠检验人员的经验和态度。

（a）产品质量控制不稳定。充氮气保压检漏，受到气温变化，工人的经验，责任心等多种因数的影响。

（b）检漏方式粗，精度差。往往用户使用后才发现漏，维修成本高。

（c）只要制冷系统漏，冷干机将无法工作，给供需双方造成的损失也是巨大的。

（3）使用成本也不便宜

（a）使用氦气检漏可以避免以上缺陷，但是使用成本太高，而绝大多数冷干机厂家难以接受。

（b）采用氮气检漏精度低且受到诸多因数影响，虽然单价低但使用量大，综合使用成本及其他成本不低。

2.2 采用氮氢混合气体对冷干机制冷系统及元件进行检漏

（1）安全可靠：示踪气体由5%氢气和95%氮气，安全，不可燃。（国际标准化ISO10156定义）。无毒性和腐蚀性，绿色环保，也不会对设备和环境产生不利影响。

（2）高效率、高精度：使用非常方便，快速，可替代氦检。检测限低至5×10-7mbarl/s，相当于可以检测出0.1 g/a的泄漏量。反应速度快，可在0.5 s时间内迅速检测相当于水检中60 min冒出的一个气泡。

（3）免维护：示踪气体绿色环保，检漏完成无需回收。仪器维护成本低，经久耐用。

（4）使用成本低：同样的检漏精度，基础设备投入少。5%氢气+95%氮气混和气属于标准工业气体，无需自己混和气体，全国各地都很容易买到，价格仅是氦气的1/20左右。使用量为氮气1/5，所以比氮气更便宜。并且可以大大节约了生产时间，人工和场地费用及售后服务损失。

2.3 冷干机生产氮氢检漏新工艺与现有的冷干机生产检漏工艺对比

（1）与氦气检漏相比，氮氢检漏完全可以替代见表1。

（2）与氮气检漏相比，氮氢检漏新工艺具有检测速度超快，精度高，装配场地节省一半以上，装配时间缩短1/10，人为因素影响小，产品质量稳定，综合成本低等优势见表2。

（3）与水检检漏相比，氮氢检漏新工艺具有节省场地和人工成本，检查速度快，精度高，人为因素影响小，产品质量稳定，综合成本低等优势见表3。

（4）在冷干机生产中常用的几种用于检漏的气体对比。见表4。

冷干机生产氮氢检漏新工艺的工作流程（图1）：检漏速度10 s/台。

2.4 氮氢检漏新工艺在冷干机生产中的特点

（1）设备投资回报率高：设备成本远低于氦检漏仪。相比氮气保压测漏，具有精度高，快速等优点。

（2）对检漏环境要求不高：与氦气或氮气相比，氢气的分子量最小，逃逸性极佳，粘滞性极低，不容易吸附在材料表面对本底环境造成影响，因此氮氢检漏技术对本底环境要求要远低于氦检漏技术。精准定位，定量检漏不受人为因素影响。

（3）响应速度快：氮氢检漏仪的分析元件在探棒部分，不像氦气检漏仪那样需要将气体通过管道吸入到质谱室进行分析，所以响应时间很短，在0.5 s内即有响应。比起肥皂水检漏方法，具有无与伦比的优势。

（4）小巧便携，方便移动：特别是对生产场地不够，提高冷干机生产对场地周转率和大的两器（冷凝器和蒸发器无法放入或没有水箱）的检漏，以及加快急件，特殊订单，大型冷干机等有事半功倍的效果。

表1

表3

表4

图1

3 结语

冷干机生产氮氢检漏新工艺，为冷干机生产带来了产品品质的提升和生产效率的改善。“又快又好”是冷干机生产工艺追求的目标，也是今后冷干机生产和现代化工业时代发展的需要。氮氢检漏新工艺将助冷干机生产商在竞争激烈的市场占得先机。