冷凍式壓縮空氣干燥器的檢漏新工藝

梁翰林

（上善氣體工作室，廣西柳州 545005）

1 引言

當今工業生產中，壓縮空氣通常稱為四大能源（煤炭、石油、天然氣和壓縮空氣）之一已被廣泛使用于電子，醫藥衛生，制造業，冶金，紡織，石油天然氣，電力，食品，生物化工等等各個領域。壓縮空氣的品質越來越受到各行各業的關注，特別是壓縮空氣中水含量的指標（露點溫度）對各行各業生產的工藝及產品質量影響非常大。

壓縮空氣冷凍式干燥器（簡稱：冷干機）作為壓縮空氣系統設備中一個重要凈化（去除壓縮空氣中水蒸氣）環節，其重要性越來越受到壓縮空氣用戶的關注。冷干機的可靠性是壓縮空氣品質的保障。所以冷干機的穩定工作是每個客戶最基本的需求。對于冷干機來說，制冷系統不漏氟是產品質量最直觀的體現。在冷干機的生產過程中，幾十年來傳統檢漏工藝（氮氣保壓及水檢），無論從檢測精度和檢測速度上來說，已經遠遠不能滿足客戶的需求。

冷干機的工作原理是利用制冷系統把壓縮空氣的溫度降低使得壓縮空氣的飽和含濕量降低，除掉冷凝水，達到客戶需要的壓縮空氣露點溫度（3 ℃，7 ℃，10 ℃）。如果制冷系統漏氟，冷干機就無法正常工作。所以制冷系統密封性檢測的檢漏工藝成為冷干機生產工藝關鍵中的關鍵。冷干機在生產過程中對制冷系統進行檢漏的兩道工序：

（1）主要制冷零部件檢漏：如冷凝器和蒸發器在生產完成后，檢測其密封性通常使用充入2 MPa以上壓力的氮氣，保壓或用肥皂水檢測，小體積零件批量大在氮氣充入后浸入水箱進行檢測。

（2）整機檢漏：除了少數國際品牌使用氦氣檢漏外，絕大部分冷干機生產企業都是充入2 MPa以上壓力的氮氣保壓8～24 h，期間用肥皂水檢測漏點。

2 采用冷干機生產傳統檢漏工藝

2.1 傳統檢漏工藝三大缺陷

（1）冷干機生產周期長，對于生產節奏越來越快的需求來說，傳統檢漏工藝已經遠遠落后了。

（a）檢漏等待時間長。通常需要保壓8～24 h，如果漏點修復后，需要繼續保壓24～48 h。

（b）漏點定位難度大。一臺冷干機制冷系統有幾十甚至幾百個焊點，一一用肥皂水檢漏，往往耗時太長，且無精度可言。

（c）生產場地占用時間長。冷干機生產有一半的時間用于保壓，對于批量大或急件生產時，經常會發現生產場地不夠用，擴大生產場地對于冷干機生產廠家來說都不是一件容易的事情。

（2）產品質量控制較難，依靠檢驗人員的經驗和態度。

（a）產品質量控制不穩定。充氮氣保壓檢漏，受到氣溫變化，工人的經驗，責任心等多種因數的影響。

（b）檢漏方式粗，精度差。往往用戶使用后才發現漏，維修成本高。

（c）只要制冷系統漏，冷干機將無法工作，給供需雙方造成的損失也是巨大的。

（3）使用成本也不便宜

（a）使用氦氣檢漏可以避免以上缺陷，但是使用成本太高，而絕大多數冷干機廠家難以接受。

（b）采用氮氣檢漏精度低且受到諸多因數影響，雖然單價低但使用量大，綜合使用成本及其他成本不低。

2.2 采用氮氫混合氣體對冷干機制冷系統及元件進行檢漏

（1）安全可靠：示蹤氣體由5%氫氣和95%氮氣，安全，不可燃。（國際標準化ISO10156定義）。無毒性和腐蝕性，綠色環保，也不會對設備和環境產生不利影響。

（2）高效率、高精度：使用非常方便，快速，可替代氦檢。檢測限低至5×10-7mbarl/s，相當于可以檢測出0.1 g/a的泄漏量。反應速度快，可在0.5 s時間內迅速檢測相當于水檢中60 min冒出的一個氣泡。

（3）免維護：示蹤氣體綠色環保，檢漏完成無需回收。儀器維護成本低，經久耐用。

（4）使用成本低：同樣的檢漏精度，基礎設備投入少。5%氫氣+95%氮氣混和氣屬于標準工業氣體，無需自己混和氣體，全國各地都很容易買到，價格僅是氦氣的1/20左右。使用量為氮氣1/5，所以比氮氣更便宜。并且可以大大節約了生產時間，人工和場地費用及售后服務損失。

2.3 冷干機生產氮氫檢漏新工藝與現有的冷干機生產檢漏工藝對比

（1）與氦氣檢漏相比，氮氫檢漏完全可以替代見表1。

（2）與氮氣檢漏相比，氮氫檢漏新工藝具有檢測速度超快，精度高，裝配場地節省一半以上，裝配時間縮短1/10，人為因素影響小，產品質量穩定，綜合成本低等優勢見表2。

（3）與水檢檢漏相比，氮氫檢漏新工藝具有節省場地和人工成本，檢查速度快，精度高，人為因素影響小，產品質量穩定，綜合成本低等優勢見表3。

（4）在冷干機生產中常用的幾種用于檢漏的氣體對比。見表4。

冷干機生產氮氫檢漏新工藝的工作流程（圖1）：檢漏速度10 s/臺。

2.4 氮氫檢漏新工藝在冷干機生產中的特點

（1）設備投資回報率高：設備成本遠低于氦檢漏儀。相比氮氣保壓測漏，具有精度高，快速等優點。

（2）對檢漏環境要求不高：與氦氣或氮氣相比，氫氣的分子量最小，逃逸性極佳，粘滯性極低，不容易吸附在材料表面對本底環境造成影響，因此氮氫檢漏技術對本底環境要求要遠低于氦檢漏技術。精準定位，定量檢漏不受人為因素影響。

（3）響應速度快：氮氫檢漏儀的分析元件在探棒部分，不像氦氣檢漏儀那樣需要將氣體通過管道吸入到質譜室進行分析，所以響應時間很短，在0.5 s內即有響應。比起肥皂水檢漏方法，具有無與倫比的優勢。

（4）小巧便攜，方便移動：特別是對生產場地不夠，提高冷干機生產對場地周轉率和大的兩器（冷凝器和蒸發器無法放入或沒有水箱）的檢漏，以及加快急件，特殊訂單，大型冷干機等有事半功倍的效果。

表1

表3

表4

圖1

3 結語

冷干機生產氮氫檢漏新工藝，為冷干機生產帶來了產品品質的提升和生產效率的改善?！坝挚煊趾谩笔抢涓蓹C生產工藝追求的目標，也是今后冷干機生產和現代化工業時代發展的需要。氮氫檢漏新工藝將助冷干機生產商在競爭激烈的市場占得先機。