敖卓銳

摘要：空調(diào)換熱器長期使用后性能會衰減，導致整機制冷和制熱能力出現(xiàn)不同程度的下降。本文簡要陳述了空調(diào)冷凝器和蒸發(fā)器內(nèi)漏產(chǎn)生的緣由，希望通過對銅管缺陷部位進行的分析探討，達到減少空調(diào)換熱器內(nèi)漏的目的。

關(guān)鍵詞：空調(diào)；冷凝器；蒸發(fā)器；內(nèi)漏

前言

隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的迅速提高，我國對中央空調(diào)的市場需求量呈快速增長態(tài)勢，當前我國商用中央空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量眾多，已成為中國國民經(jīng)濟持續(xù)繁榮的重要產(chǎn)業(yè)之一，中國空調(diào)市場如此巨大，給各大空調(diào)生產(chǎn)廠家?guī)頍o限機遇。但在空調(diào)生產(chǎn)過程中，有可能會發(fā)生冷凝器和蒸發(fā)器的狀況，對銅管自身原因和兩器加工過程的原因進行區(qū)別判定，并根據(jù)實際案例進行分析探討來嚴格控制并降低兩器的內(nèi)漏故障就顯得尤為關(guān)鍵。

1.空調(diào)換熱器內(nèi)漏原因分析

銅管的退火通過高溫熱處理將冷加工過程中產(chǎn)生的殘余應力去除，使銅管由硬態(tài)變?yōu)檐洃B(tài)，抗拉強度下降，延伸率上升，便于空調(diào)企業(yè)對銅管進行塑性加工，如切割、彎管、脹管等。退火完成后是稱重和包裝工序，之后便是運輸發(fā)往客戶，銅管生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

從退火完成到發(fā)往客戶之間，銅管企業(yè)的工人和設備不再直接接觸銅管。銅管自身的缺陷，如夾雜、銅管表面的隱性裂紋等，都是在退火工序前已經(jīng)存在和產(chǎn)生的。因此，分辨銅管的損傷是在退火前還是退火后產(chǎn)生的，將是判定兩器內(nèi)漏是銅管自身缺陷還是兩器加工過程中造成的缺陷的關(guān)鍵性證據(jù)。

外界對銅管造成的機械性損傷，如表面劃傷，通過金相分析可觀察到裂紋的起始位置和發(fā)展方向、組織沿受力方向的流線型形貌、損傷處晶粒度的變形現(xiàn)象等。如果損傷是發(fā)生在退火前，損傷處的流線型組織形貌和晶粒度變形現(xiàn)象將會在高溫退火過程中得以恢復，因此，通過觀察損傷處的金相組織可以較為準確地判定損傷是發(fā)生在退火前還是退火后。

從軟態(tài)銅盤管上截取一段300mm樣品，將樣品切割成長度相同的6件，用剪刀將6件試樣剪成相同的開口，隨機將損傷后的樣品分成2組，并進行編號標記，選取一組試樣按正常工藝進行退火（見圖2）。

對1組試樣取樣、鑲嵌和拋光后進行金相分析。由于同組樣品金相差異不大，從中各選取一個樣品的金相照片作為代表進行對比分析。圖3所示為損傷處未進行退火的放大100倍和200倍的光學金相組織。金屬材料在受到外力作用下，首先發(fā)生彈性變形，外力撤銷后，材料發(fā)生的彈性變形完全恢復，晶粒組織也無任何變化。如果外力繼續(xù)增加，形變超出材料的彈性極限后，將發(fā)生不可逆的塑性變形，其機制是位錯滑移和增殖的過程。從圖3可以看出，損傷部位在外力作用下晶粒組織發(fā)生劇烈的塑性變形，表面附近的晶粒被拉成纖維狀，具有明顯的流線型。當繼續(xù)增加外力達到材料的強度極限后，形成裂紋，裂紋將沿著受力方向擴展，直至完全斷裂。這種在外力作用下劇烈變形的晶粒組織殘余應力大、位錯密度高，大量原子偏離了固有的平衡位置，處于力學的亞穩(wěn)狀態(tài)，在經(jīng)過高溫退火時，原子振動加大，偏離平衡位置的原子將會從亞穩(wěn)狀態(tài)恢復到平衡位置，這也是位錯消失、殘余應力釋放的過程。圖4所示為損傷處經(jīng)過退火后的放大100倍和200倍的光學金相組織，可以看出，靠近表面的晶粒與內(nèi)部的晶粒大小相差不大，纖維狀的流線性組織已經(jīng)完全消失，這正是高溫退火對損傷處晶粒組織的影響。根據(jù)上述退火前后損傷處的金相組織的差異，可以判定機械性損傷導致的銅管泄漏是發(fā)生在銅管生產(chǎn)企業(yè)或銅管使用企業(yè)。

2.實際案例

一段表面劃傷的9.52mm×0.71mm光面銅管，要求分析其表面劃傷產(chǎn)生的原因。首先進行外觀檢查：將樣管劃傷位置放在體視顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)該劃傷是多道不連續(xù)的，在劃傷位置上斷續(xù)出現(xiàn)點狀金屬堆積，從外觀形貌上看該劃傷應屬于擦傷的范疇（見圖5）。然后進行了金相檢驗：取樣管劃傷位置做橫截面鑲嵌，經(jīng)磨制、拋光、腐蝕后在金相顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)劃傷位置是明顯的冷變形組織（見圖6和圖7），說明該缺陷不是在銅管生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的；結(jié)合劃傷的外觀形貌和用戶的生產(chǎn)工藝，筆者推斷樣管上的劃傷應該是放線時銅管間摩擦（如放線劃傷）或銅管與其他模具等摩擦造成的擦傷。筆者將分析報告發(fā)送給客戶，并與客戶進行了現(xiàn)場的技術(shù)交流，最終確認是放線過程中銅管與鋼制構(gòu)件摩擦所致，客戶隨后對鋼件表面用橡膠套進行了防護，銅管表面劃傷現(xiàn)象未再出現(xiàn)。

3.結(jié)束語

冷凝器和蒸發(fā)器是空調(diào)系統(tǒng)的主要部件，在空調(diào)運行時制冷劑在其密封的系統(tǒng)內(nèi)部進行熱量的交換，是空調(diào)四大核心部件之一，兩器一旦出現(xiàn)內(nèi)漏，制冷劑將產(chǎn)生泄漏，導致空調(diào)無法使用，產(chǎn)生致命性實效，為此，在銅管和兩器生產(chǎn)過程中，必須嚴格控制并降低其內(nèi)漏故障率，提高產(chǎn)品品質(zhì)，為客戶提供滿意的產(chǎn)品，并且降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

參考文獻：

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[2]高鳳龍.熱管換熱器同轉(zhuǎn)輪式全熱交換器節(jié)能效果比較[J].制冷與空調(diào).2003（01）