空調用蒸發器和冷凝器“內漏”常見故障原因分析及控制對策

毛錫韶

（珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070）

1 背景

“兩器”是指空調中蒸發器和冷凝器的合稱，在空調運行時制冷劑在其密閉的系統內部進行熱量的交換，是空調四大核心部件之一，主要由內螺紋銅管和鋁箔組成。

在空調行業內，一般“內漏”指的是兩器所用的銅管上（非焊點位置）產生的泄漏。此故障的危害和影響主要為：一旦兩器出現“內漏”，制冷劑將產生泄漏，直接導致空調無法使用，屬于致命性失效。為此，在銅管生產和兩器生產過程中，嚴格控制并降低兩器的“內漏”故障就顯得尤為關鍵，此故障已經普遍成為行業內重點關注的質量控制要點。

以下對常見的“內漏”故障進行分析，并對預防措施進行總結。

2 常見故障分類及圖示

常見的故障分類見表1所示。

3 原因分析及控制對策

針對以上故障種類，按兩器生產過程和銅管加工過程兩個環節進行分析。

3.1 兩器加工過程

3.1.1 脹穿

故障原因分析：在脹管的過程中，設備調試不當（或脹頭螺絲松動凸出）導致行程偏下，脹頭螺絲將銅管U管底部直接頂穿。

控制對策：（1）規范設備的點檢，生產時定期（如1H）對脹頭螺絲的松動情況進行檢查；（2）優化脹頭的連接結構，把脹頭結構由分體式改為整體式，消除脹頭螺絲松動凸出的隱患，可以達到徹底杜絕的目的。目前我司對脹頭結構已經進行了整體式的優化，見圖1。

3.1.2 刺穿

故障原因分析：刺穿原因在于銅管盤料、卡料或生產過程中因外部碰撞導致銅管表面出現凹陷，脹管過程中脹頭將凹陷位置拉裂（或刮裂），形成刺穿。原理圖見圖2。

控制對策：（1）在兩器生產過程中避免壓扁、碰凹等；（2）在銅管、兩器的搬運周轉過程中，要進行必要防碰、防壓的防護。盡最大可能減少銅管表面出現凹陷的機率。

3.1.3 彎裂

故障原因分析：主要是在彎制長U管的過程中，因模具參數、材料性能等因素造成外側出現開裂，原因可分為四種：（1）芯頭直徑過大，導致芯頭與銅管內徑間隙變小；（2）芯頭處于極端靠前位置，如圖3所示；（3）芯頭表面毛刺或缺少潤滑；（4）銅管螺紋粗，壁厚一致性差，延伸率偏低。

控制對策：（1）更換芯頭，保證芯頭表面與銅管內壁的間隙合理；（2）調整芯頭位置；（3）替換芯頭或調整潤滑油量；（4）確認銅管的尺寸及機械性能。

3.1.4 皺裂

故障原因分析：（1）U管彎制過程中芯頭位置靠后，如圖4所示；（2）芯頭直徑過大，與銅管內壁間隙過小，彎制過程刮到銅管內壁。

圖1 分體式和整體式脹頭對比示意圖

圖2 刺穿故障原理

表1 內漏故障分類表

控制對策：（1）調整芯頭位置至合適位置；（2）改造芯頭直徑，如φ7.94×0.25×0.18規格銅管的彎管芯頭直徑由6.96mm改為6.92mm，可有效降低皺裂故障發生的機率。

3.2 銅管加工過程

3.2.1 線性劃傷

故障原因分析：（1）電解銅水分超標，加注電解銅時水分在高溫下分解為“O2和H2”，部分O2分子粘附于Cu分子晶粒之間，拉坯時O2隨著熔液結晶后形成壁內氣孔；（2）熔鑄拉坯速度太快，電解銅在熔煉過程中產生的氣孔不能有效排出，導致管坯內壁氣孔，拉扎過程氣孔破裂形成線性劃傷；（3）軋制過程中二聯拉放卷管坯相互磨擦造成銅管表面擦傷嚴重。

控制對策：在熔鑄爐口做一個夾料輔助裝置，電解銅在添加前要求燒烤10-15分鐘，將電解銅板上的水分燒烤干后再加入爐內，減少氣孔產生的機率；減少摩擦。

3.2.2 沙眼

故障原因分析：（1）軋制吊料用的吊帶沒有及時更換，吊料時造成管坯表面粘附臟污的夾質，聯拉拉伸過程中經外模及游芯的擠壓，而將臟污夾質壓入銅管壁內形成夾雜；（2）軋制送料芯桿長時間與托輪旋轉磨擦產生的鐵粉沒有及時清潔，導致鐵屑壓入管坯壁內。

控制對策：加強工裝、設備的維護，制定定期清掃和清潔的工藝要求，保持設備、工裝及現場的清潔，減少雜質的存在。

3.2.3 扁傷

故障原因分析：（1）退火后，銅管硬度發生變化（較軟），在打包時如果受外力（手壓、隔離板碰撞）極易出現圖中壓扁現象；（2）周轉運輸時出現抖動導致承壓面銅管壓扁。

圖3 芯頭位置過于靠前

圖5 探傷儀增益數調整示意

圖4 芯頭位置過于靠后

圖6 噴墨系統改造前后對比示意

控制對策：（1）打包時，包裝員工不允許手壓銅管表面；（2）不能在沒有鋪蓋硬紙板時，直接把承壓木板壓在銅管上或與銅管發生碰撞；（3）提高硬紙板承壓能力（增加厚度）。

另外，在銅管的生產過程中，以上銅管表面缺陷質量的識別和控制也是非常重要的部分。目前行業里通用的識別控制措施是進行渦流探傷，識別后進行噴墨處理。在此方面，通過以下方法可同步提高探傷檢測識別能力。

（A）適當提高探傷儀的增益數。如：由61db 調整為62db。見圖5。

（B）適當降低銅管的拉坯速度，如：由200mm/min調整為170mm/min。

（C）成型噴墨系統的改造，防止氣壓不夠導致漏噴墨。

改造方案：提高墨罐，并在墨罐進氣管前加裝一個電磁閥，保證壓力。見圖6。

4 總結

兩器的“內漏”故障已經成為直接影響空調性能、壽命的關鍵故障之一，在實際生產過程中，需要從輸入、過程和輸出三個方面建立覆蓋“5M1E”（人、機、料、法、環、測）的監控體系和控制對策，才能不斷降低“內漏”故障率，提高產品品質，為客戶提供滿意的產品。

[1] 《空調熱交換器用U 形管圓弧內側開裂缺陷與預防措施》- 龔漢勇- 2007

[2] 《內螺紋銅管線性缺陷的成因與解決方法探討》-王云龍- 2008