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閱讀：743發(fā)布時(shí)間：2022-6-25
一、水檢和氦檢兩種檢漏方法的分析
目前，水檢和氦檢兩種檢漏方法國(guó)內(nèi)汽車空調(diào)兩器檢漏最主要的方法，下面將分析兩種檢漏方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
1.1 傳統(tǒng)水泡法檢測(cè)分析
水泡檢漏法，屬于檢測(cè)精度要求不高的粗檢漏，就是將被檢工件充入一定壓力的干燥壓縮空氣或者是氮?dú)?，然后放入水中，觀察是否有氣泡從被檢工件中跑出來(lái)，如果有，則說(shuō)明漏，而且指出什么位置泄漏，一般只確定被檢件是漏還是不漏，而不需定量。但并不是說(shuō)氣泡檢漏就不能定量。在某些情況下，氣泡檢漏也可以定量。檢出氣泡的漏率與氣泡直徑、氣泡形成速率、充氣的種類有關(guān)。
因此，對(duì)于空調(diào)兩器檢漏來(lái)說(shuō)，采用水檢方法，靈敏度較低。受人為因素影響，漏判誤判率會(huì)明顯增加。另外，工件水檢后，外表面有水，需烘干處理，耗電多，耗費(fèi)勞動(dòng)力也多。但水檢法也有優(yōu)點(diǎn)，就是操作簡(jiǎn)單直觀，而且能夠查找漏點(diǎn)位置。
1.2 氦質(zhì)譜檢漏方法分析
氦質(zhì)譜檢漏是以氦作探索氣體，對(duì)各種需密封的容器的漏隙進(jìn)行快速定位和定量檢測(cè)的理想方法。
氦質(zhì)譜檢漏法有優(yōu)點(diǎn)在于：氦是惰性氣體，對(duì)大氣無(wú)污染，使用安全；氦原子質(zhì)量小，黏度小，易滲透過(guò)可能存在的漏隙。氦氣在大氣中含量小（5ppm），不易受干擾。氦質(zhì)譜檢漏儀檢測(cè)靈敏度高，速度快，適用范圍廣。
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)氦質(zhì)譜檢漏儀最小可檢漏率可達(dá)到5.0×10-13 Pa·m3/s。目前，國(guó)內(nèi)外比較流行的針對(duì)空調(diào)兩器檢漏方法，多采用真空箱法。
二、汽車空調(diào)兩器檢測(cè)要求
2.1 空調(diào)兩器實(shí)際工況
1.空調(diào)兩器工作介質(zhì)：氟利昂或者碳?xì)浠衔镒鳛橹评鋭┕ぷ饔谄嚳照{(diào)內(nèi)部，目前比較流行使用R134a作為汽車空調(diào)的制冷劑。
2.壓力范圍：不同規(guī)格的空調(diào)兩器工作范圍在2.0~3.5MPa之間，正常工作壓力在0.8~2.0MPa之間。注：特殊情況除外。
3.氣密性要求：對(duì)于兩器產(chǎn)品，充注一定壓力R134a制冷劑，泄露量小于2克/年。
4. 耐壓要求：對(duì)產(chǎn)品加壓到實(shí)驗(yàn)壓力，保壓一段時(shí)間，降到常壓，經(jīng)檢查無(wú)泄漏和異常變形。
2.2 空調(diào)兩器氦檢漏基本要求
1.耐壓測(cè)試要求：一般兩器在執(zhí)行氦檢漏之前會(huì)充注一定壓力（一般不超過(guò)3.5MPa）的高純氮?dú)饣蛘吒稍锏膲嚎s空氣，對(duì)工件作耐壓測(cè)試，如果不出現(xiàn)明顯變形及大漏，再執(zhí)行氦檢測(cè)工藝。
2.氦檢測(cè)精度要求：由于不同生產(chǎn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的檢測(cè)要求不盡相同，但一般都會(huì)遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，或比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求稍高。通常“兩器"檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不會(huì)超過(guò)1克/年。
3.檢測(cè)節(jié)拍要求：據(jù)調(diào)查一般的兩器生產(chǎn)廠家年產(chǎn)量都會(huì)在十萬(wàn)只以上，要實(shí)現(xiàn)所有產(chǎn)品全部使用氦檢測(cè)，就要求氦檢測(cè)節(jié)拍越快越好。中科科美生產(chǎn)的氦檢系統(tǒng)，針對(duì)冷凝器檢漏節(jié)拍在40秒/件，針對(duì)蒸發(fā)器檢漏可達(dá)20秒每件；
4.氦氣回收要求：氦檢漏系統(tǒng)使用氦氣作為示蹤氣體，由于氦氣比較貴重，如果直接排放，必然導(dǎo)致檢測(cè)成本的大幅增加。因此，一般廠家都會(huì)要求氦氣可回收，即循環(huán)利用。氦檢系統(tǒng)，氦氣回收率可達(dá)95%以上。
三、真空箱氦檢漏及回收系統(tǒng)工作原理及構(gòu)成
3.1 真空箱氦檢漏及回收系統(tǒng)基本原理
采用背壓法對(duì)被檢工件進(jìn)行漏率檢測(cè)，并對(duì)氦氣進(jìn)行回收利用。首先對(duì)被檢工件放入真空箱內(nèi)，充入一定壓強(qiáng)的氮?dú)猓髂蛪簻y(cè)試，通過(guò)保壓判斷壓降確定是否有大漏；然后對(duì)被檢工件抽空后充入一定壓強(qiáng)的氦氣，真空箱與檢漏儀的檢漏口相接，若被檢工件有泄漏，則漏入真空箱的氦氣可通過(guò)檢漏儀測(cè)出。與被檢工件相連的是充氣回收裝置，在檢漏前后分別實(shí)現(xiàn)氦氣的充注和回收。
為滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)快節(jié)奏檢測(cè)節(jié)拍、充分利用資源、節(jié)約設(shè)備制造成本。系統(tǒng)采用雙工位設(shè)計(jì)，系統(tǒng)原理簡(jiǎn)圖如圖一所示，兩個(gè)工位共用一套粗抽機(jī)組、精抽機(jī)組、檢漏儀、耐壓測(cè)試單元、工件抽空單元、氦氣充注及回收單元。兩個(gè)工位可交替執(zhí)行不同工藝流程，比如一個(gè)工位在檢漏時(shí)，另一個(gè)工位可執(zhí)行抽空、檢漏等步序。根據(jù)此原理，我們?cè)O(shè)計(jì)雙工位氦檢漏系統(tǒng)如圖二。
3.2雙工位氦檢漏系統(tǒng)構(gòu)成
（1）粗抽機(jī)組：一般采用旋片泵或者滑閥泵作為粗抽真空使用，獲得從一個(gè)大氣壓到千帕級(jí)真空，并為后續(xù)精抽真空作準(zhǔn)備。
（2）精抽機(jī)組：一般采用羅茨泵作為精抽真空使用，獲得檢漏要求的真空，一般為5Pa左右。
（3）檢漏儀：是檢漏系統(tǒng)中的核心部件，檢漏儀執(zhí)行檢漏工作時(shí)，給出工件泄露量大小，并判斷工件是否合格，輸出控制信號(hào)。
（4）耐壓測(cè)試單元：通過(guò)向工件內(nèi)充注高壓氣體，一方面測(cè)試工件的耐壓性能。另一方面通過(guò)平衡、保壓過(guò)程，有傳感器感測(cè)壓力差，并由控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)計(jì)算分析判斷是否有大漏。
（5）工件抽空單元：為保證氦氣有循環(huán)過(guò)程中氦氣的純度，在向工件充注氦氣之前，抽出工件內(nèi)的空氣。
（6）氦氣充注及回收單元：充氦過(guò)程為：對(duì)被檢工件抽空后，開V1，對(duì)工件充氦氣到規(guī)定壓力后關(guān)V1。檢完漏后，V2開，工件內(nèi)氦氣自動(dòng)流入回收罐。然后V2關(guān)，V3開，機(jī)械泵抽出工件內(nèi)剩余氦氣并送入回收罐。同時(shí)主壓縮機(jī)將回收罐內(nèi)的氦氣壓縮至儲(chǔ)氣罐。因?yàn)楹庠跈z測(cè)過(guò)程中會(huì)有損耗，所以當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓力低于規(guī)定值時(shí)，需開V6，補(bǔ)充氦氣，以保持儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氦氣有足夠的壓力和濃度。（劉經(jīng)理，這個(gè)回收原理圖好像你那有）
四、真空箱氦檢漏及回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)
（1）真空箱體設(shè)計(jì)：首先、要保證箱體在抽真空過(guò)程中受力發(fā)生非彈性形變，造成箱體開裂。第二、要保證良好的氣密性，真空箱一般是焊接成型，根據(jù)真空系統(tǒng)要求，焊縫無(wú)氣孔、接痕，表面光滑， 焊后焊縫表面磨光， 最后同箱體板一起拋光。這樣處理的箱體內(nèi)表面光潔，表面藏氣較少。第三、真空箱門開合自如，開合過(guò)程中不剮傷箱體密封圈，為提高箱體密封圈的使用壽命，設(shè)計(jì)時(shí)盡量考慮使密封圈在垂直箱體法蘭面方向上受力，盡量避免斜向受力。
（2）真空管路設(shè)計(jì)：真空管路設(shè)計(jì)首先要考慮管道流導(dǎo)要與真空泵的抽速相匹配，避免大馬拉小車現(xiàn)象。
（3）檢漏系統(tǒng)設(shè)計(jì)：首先、系統(tǒng)應(yīng)具備檢測(cè)大漏、中漏、微漏功能，系統(tǒng)一但出現(xiàn)大漏應(yīng)立即中止檢漏并給出報(bào)警，防止出現(xiàn)大漏后，繼續(xù)執(zhí)行氦檢工藝， 造成系統(tǒng)累積大量氦氣而無(wú)法清除，也即是出現(xiàn)“氦中毒"現(xiàn)象。其次、一但出現(xiàn)大漏，應(yīng)有清氦措施，的清除氦本底。
（4）氦氣充注及回收設(shè)計(jì)：首先、務(wù)必保證安全問(wèn)題，因?yàn)樯婕暗礁邏簹怏w，因此儲(chǔ)氣罐務(wù)必設(shè)置安全閥及壓力適時(shí)檢測(cè)裝置，保證壓力容器安全。第二、壓力管道務(wù)必密封良好，防止充氣及回收過(guò)程中空氣混入到系統(tǒng)中，造成氦氣純度下降。第三、需要有氦氣濃度檢測(cè)裝置，保證在氦氣壓力及純度達(dá)不到要求時(shí)，補(bǔ)充新鮮的氦氣。第四、具備慮油裝置，防止氦氣增壓泵以及真空泵中的油蒸汽進(jìn)入氣罐，污染系統(tǒng)。
（5）抽空系統(tǒng)設(shè)計(jì)：抽空系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)本著適度、夠用、滿足需求原則。系統(tǒng)冗余過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致制造成本偏高，也不離于節(jié)能環(huán)保。
五、真空箱氦檢漏系統(tǒng)在兩器檢漏中的使用經(jīng)驗(yàn)
5.1 實(shí)際產(chǎn)品漏率報(bào)警閾值的設(shè)定
在對(duì)空調(diào)兩器檢測(cè)時(shí)，對(duì)產(chǎn)品報(bào)廢點(diǎn)的設(shè)置非常關(guān)鍵，指標(biāo)要求過(guò)高，將會(huì)帶來(lái)大批量產(chǎn)品不合格，太低又保證不了產(chǎn)品質(zhì)量。正確確定產(chǎn)品的報(bào)警點(diǎn)需要以下步驟：
（1）將冷媒漏率換算成氣體漏率
在對(duì)空調(diào)兩器進(jìn)行泄露檢測(cè)時(shí)，常使用氣體取代制冷劑進(jìn)行泄露檢測(cè)。因此，需要將液體漏率與氣體漏率之間作一個(gè)等效轉(zhuǎn)換。
2.首先制冷劑液體漏率轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w漏率：
3.確定系統(tǒng)的分流因子
在實(shí)際檢漏時(shí)，由于有輔抽泵及其他因素的影響，并非所有的氦氣都進(jìn)入到氦檢漏儀，因此，氦氣存在一定的程度的分流。也就是說(shuō)檢漏儀指示漏率并非工件的實(shí)際漏率。要測(cè)定系統(tǒng)的分流因子，需要執(zhí)行以下步驟。
將儀器調(diào)整至工作狀態(tài)，將一個(gè)已知漏率（Q1）的標(biāo)準(zhǔn)漏孔置于真空箱內(nèi)，開啟系統(tǒng)，觀察檢漏儀指示漏率（Q2），則系統(tǒng)的分流Q3= Q1/ Q2。
（4）確定系統(tǒng)的報(bào)警點(diǎn)
根據(jù)本節(jié)（2）所得等效氦氣漏率和（3）所得系統(tǒng)分流因子，即可確定工件的報(bào)警點(diǎn)：
Q= QHe/Q3。
5.2 氦檢漏系統(tǒng)校準(zhǔn)
氦檢漏系統(tǒng)在使用一段時(shí)間后，檢漏儀可能由于環(huán)境等其他因素的影響，系統(tǒng)檢測(cè)漏率會(huì)出現(xiàn)漂移。因此，需要定期對(duì)系統(tǒng)校準(zhǔn)。系統(tǒng)校準(zhǔn)分為內(nèi)部校準(zhǔn)和外部校準(zhǔn)。
（1）內(nèi)部校準(zhǔn)
內(nèi)部校準(zhǔn)即是對(duì)檢漏儀自身的校準(zhǔn)，執(zhí)行內(nèi)部校準(zhǔn)需要準(zhǔn)備一個(gè)漏率已知的標(biāo)準(zhǔn)漏孔對(duì)檢漏儀進(jìn)行校準(zhǔn)。由于每款檢漏儀校準(zhǔn)方法各不相同，限于篇幅，本文不作詳述。值得一提的是，一些檢漏儀會(huì)內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)漏孔。內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)漏孔在使用一段時(shí)間后，漏率會(huì)衰減。因此需要找專門計(jì)量單位對(duì)內(nèi)置漏孔進(jìn)行校準(zhǔn)，通常漏孔每年校準(zhǔn)一次。
（2）外部校準(zhǔn)
外部校準(zhǔn)即是對(duì)整個(gè)檢漏系統(tǒng)校準(zhǔn)，系統(tǒng)使用一段時(shí)間后，系統(tǒng)的分流因子可能會(huì)發(fā)生改變，因此需要定期使用標(biāo)準(zhǔn)漏孔來(lái)校準(zhǔn)系統(tǒng)，以確定分流比是否已經(jīng)改變。如果改變需要適當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)的報(bào)警點(diǎn)。
5.3其它使用注意事項(xiàng)
（1）一些用戶在使用氦檢漏系統(tǒng)時(shí)希望每個(gè)箱體一次檢測(cè)多個(gè)工件，以提高檢測(cè)效率。這樣做會(huì)有潛在的風(fēng)險(xiǎn)。一是可能存在累積效應(yīng)，即多個(gè)工件累積漏率可能超過(guò)報(bào)警點(diǎn)，而實(shí)際單個(gè)工件在許可范圍內(nèi)合格。二是一旦不合格需要單個(gè)重檢，耗費(fèi)工時(shí)。每個(gè)箱體一次檢測(cè)多個(gè)工件的基礎(chǔ)在于工件的合格率在90%以上，而且工件品質(zhì)較好。
（2）由于氦檢漏系統(tǒng)屬于一種精密檢測(cè)儀器，對(duì)使用環(huán)境要求相對(duì)苛刻。一是要求工件清潔干燥。二是要求環(huán)境溫度不能過(guò)高、濕度也不能過(guò)大。
（3）為保證系統(tǒng)使用壽命和穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)需要定期維護(hù)。比如更換泵油、清潔管道、更換配件等。條件不具備時(shí)，須請(qǐng)廠家技術(shù)人員作定期保養(yǎng)。
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