制冷系统泄漏检测方法的应用与展望

苟林林 刘昭

摘要：制冷系统是制冷剂流经的设备及管路的总称，在运行过程中，制冷系统发生泄漏会导致其工作异常。制冷剂泄漏10%，将导致制冷机组性能最多下降27%。在实际运行过程中，制冷系统部件多，不同部件故障造成的系统状态参数变化具有一定相似性，无法直接通过系统参数的变化精确判断泄漏位置，给制冷系统的维修造成一定的困难。

关键词：制冷系统;泄漏检测;方法应用;展望

1制冷系统泄漏原因分析

制冷系统一般由制冷剂、压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器等组成。压缩机在闭式制冷循环中利用有限的制冷剂，提高制冷剂压力，促进制冷剂循环流动。压缩机排出的高压气态制冷剂在冷凝器中冷凝為高压气体，经节流装置节流后成为低压液体制冷剂;低压液体制冷剂在蒸发器中蒸发并吸收热量以冷却外部环境。制冷系统为闭式循环系统，要求密封性高。任何部位的泄漏，哪怕是轻微的泄漏，都会导致制冷系统在以后的使用过程中发生故障，导致制冷系统无法正常工作。因此，探讨制冷系统泄漏的原因非常重要。

1.1管路连接不严密

在长期运行过程中，制冷系统管路的螺纹连接和填料密封会出现松动和磨损，导致管路密封性降低，系统密封性恶化。此外，在施工过程中，制冷系统的管道焊接、喇叭口等接头处也存在漏点。但是，随着运行时间的增加，系统中剩余的制冷剂会不断减少，制冷效果最终会变差。

1.2管道腐蚀

管道腐蚀是引起系统泄漏的主要原因之一，包括内腐蚀和外腐蚀。内腐蚀是由管道内的腐蚀性气体引起的，外腐蚀是由涂层的损失或损坏引起的。管道腐蚀破坏是制冷剂泄漏的重要因素，是目前的一大隐患。

1.3压缩机排气管泄漏

制冷系统中压缩机在运行过程中，排气管中气态制冷剂的流量随转速的变化而变化，对管路产生一定的影响;而压缩机在运行过程中的连续振动会导致排气管连接或焊接处的泄漏，从而影响系统的制冷效果。

1.4换热设备泄漏系统原理

制冷系统中的换热设备包括蒸发器和冷凝器。小型制冷系统蒸发器或冷凝器在生产或加工过程中，由于物料本身的原因，可能导致泄漏。在大中型制冷系统运行中，由于外部因素和维护管理人员的异常操作，如压缩机、冷冻水泵的启停顺序错误、报警装置故障、系统异常、蒸发器管内冰水未能及时排出等，换热设备中的传热管经常受到压缩和破裂，导致制冷系统泄漏。

1.5系统维护不足

除上述泄漏原因外，大中型制冷系统在运行过程中往往缺乏必要的专业维护，如制冷系统阀门和法兰的日常检查、压力管道的定期检查和维护、管道强度校核等。，从而导致系统在运行过程中难以发现管道腐蚀变薄、局部裂纹或变形等隐患。随着运行时间的增加，可能发生制冷剂泄漏。

2制冷系统泄漏检测方法

2.1目测法

目测法又称观察法，是常用的检漏方法之一。目视检查方法是在停机状态下对制冷系统各阀门的焊缝、螺纹接头、密封件进行检查，观察是否漏油。其应用原理是制冷剂和润滑油互溶。当发生泄漏时，润滑油将从泄漏处流出。根据油污的位置，可以判断管道的泄漏位置。目视检查方法简单易行，对系统突然断裂引起的大泄漏点有很好的检测效果。如果制冷剂泄漏量较小，润滑油泄漏量较小，则不能用目测法准确定位油渍。随着多联机系统的发展和推广，它得到了越来越广泛的应用。当管道发生泄漏时，通常采用目测法，通过油迹位置快速准确地确定多线系统的泄漏位置。

2.2管道缺陷检测方法

管道缺陷检测方法是指利用特定的设备和装置，如声发射装置、X射线装置等，对系统管道缺陷进行检测。目前，管道缺陷检测主要采用涡流检测、射线检测和应力波检测。涡流检测方法采用电磁感应检测技术，通过涡流来判断损伤;射线检测法利用射线的穿透性对管道缺陷进行分析;应力波检测方法是利用应力波在被测物体中的传播来进行损伤检测。管道缺陷检测具有检测率高、损伤点位置判断准确等优点。在冰箱制冷系统中，由于蒸发器铝管材料中的杂质和热挤压加工工艺的影响，内漏一直是主要问题。美的在生产过程中采用了铝管涡流检测设备，有效防止了有泄漏缺陷的铝管用于冰箱蒸发器，从源头上降低了家用冰箱制冷剂泄漏的概率。本文将应力波检测方法应用于制冷系统管道缺陷检测。利用研制的一套管道检测定位实验系统，通过计算机分析处理，可以准确地确定管道的损伤位置。

2.3荧光检漏法

荧光检漏法是基于荧光检漏仪在紫外线灯照射下发出明亮的黄绿光的原理。在制冷系统中按一定比例加入荧光剂。设备运行后，用紫外线灯显示泄漏部位。该方法时间短，能实现泄漏点的准确定位。目前，该技术广泛应用于通用汽车、大众汽车、三菱等汽车厂商的汽车制冷系统中。

2.4红外成像检测法

红外成像检测法是利用红外辐射的原理，基于其采集处理温度数据速度快的优势，通过非接触和对管路外表面温度的实时监测，快速定位泄漏位置。氨制冷系统运行中，金属管路腐蚀、材料强度不足、超负荷运行等影响因素，使得管路的本体或连接处可能出现局部变形，弯头或焊缝处容易出现裂纹，造成管道泄漏。目前，氨制冷系统中常用传统的人工检漏方法，但该方法需要检测者拥有一定的工作经验。采用红外成像检测法对氨制冷系统中密集管路进行检测，可及时找出精确的泄漏位置，有助于对泄漏点进行快速处理，及时排除泄漏，提高管路系统运行的安全性。采用红外成像法以及压力流量监控和光栅测温等不同监测手段对氨泄漏位置进行准确定位，有效降低了氨泄漏风险。

2.5质谱仪检测法

质谱仪检测法由离子源、分析器、接收器、真空系统、电子电路等组成，是利用质谱仪对泄漏位置进行检测的方法，可对真空残余气体进行分析。质谱仪有灵敏性高、性能稳定的优势，常用在大、中型管路较多的制冷系统中。吸收式制冷系统管路较多，易发生泄漏，泄漏检测和泄漏位置的确定至关重要。利用氦质谱仪检测法，对溴化锂吸收式制冷系统进行了深入研究，并提出泄漏点检测灵敏度和设备运转难易程度的关系，提高了吸收式制冷机组泄漏检测的准确度和效率。

3制冷系统泄漏检测方法研究展望

3.1积极应用在线监测装置

常温下制冷剂为无色无味易挥发气体。当它泄漏时，很难判断泄漏的位置，因为保温材料被包裹在制冷管的外面。随着各种传感器和智能仪表的不断应用，制冷系统中增加了实时在线监测系统和预警报警装置。因此，智能在线监测装置在系统中的积极应用将成为未来的发展方向。

3.2加强专业检测评估

制冷系统在运行过程中，必须对压力管道进行全面检查，即对系统的高、低压管道采用不停机分项检查的方法进行相应的检查。对于大中型制冷系统的检测，必须配备专业人员。除重点检查系统的焊接和连接外，还应检查系统的密封方法。通过加强专业检测和评估，加强管道或更换部件，减少泄漏事故的发生。

3.3加强制冷剂泄漏的预防研究

目前，制冷剂泄漏的检测方法大多是被动的，即在发生泄漏时，找到泄漏点，采取一定的方法进行处理。今后，有必要加强对系统的防泄漏研究，如改进或升级密封填料的材质，或在系统上增加监控系统，及时切断制冷剂泄漏的风险。

结论

制冷剂泄漏是制冷系统运行中常见的问题，给系统的正常运行带来不利影响。在维修过程中，很难准确定位泄漏位置。目前制冷剂泄漏检测大多基于人工检测，维修时间长。因此，有效的防漏方法和深入探索准确、快速的检漏技术仍是今后研究的重点。

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