1.引言

在製冷業，部件和係（xì）統必須進行氣密性測試（shì），以確保製冷劑泄漏低於規定的限度。泄漏的三個基（jī）本功能測試是：1.確定是否有泄漏與否（檢測）；2.測量泄漏率；3.泄漏位置（zhì）。

有（yǒu）許多方法和類型的檢測設備可以解決這些問題，但遺憾的是沒有一個統一的技術適合每一種情況。每（měi）個測試方法隻適合特定泄漏率或固定形式和（hé）技術。在使用氣密性檢測大多數情況下，明確的漏率測量不是必需的，但該係統必須（xū）能夠確定（dìng），如果泄漏速率高於或低於一個指定的水平。該參考限值取決於最大可接受泄漏率，以及合（hé）理的工作壽命的預期（qī）。終端產品特在某些國家和區域，可接受的泄漏率（lǜ），這取決（jué）於（yú）製冷劑類型和（hé）應用，通常從大空氣（qì）的製冷劑為15克/年到空調係統或（huò）汽車空（kōng）調的0.5g / Y的（de）家用冰（bīng）箱。這種接受程度在選擇時要考慮的主要參數適（shì）當的（de）檢漏（lòu）方法或檢測方法（fǎ）相結合。其（qí）他有幾個因素必須考慮（lǜ）到為好。特（tè）別是在（zài）係統（tǒng）成本，複雜性，對環境的影響，可靠性（xìng）的外部條件的影響（xiǎng），操作員依賴和用戶有沒有技術支持都應該考慮。目前還沒有在泄漏檢測，氣密性檢測和檢漏等文獻中確定方法;附件提供了一些參考。本（běn）文提出了一些氣密檢測技術，並比較了它（tā）們的性能。

2.泄漏檢測方法

防止泄漏可以被定義為在一個外壁的意外裂縫，洞或孔隙或關節，其（qí）中必須包含或排除不同的液體和氣體（tǐ）允許（xǔ）逸（yì）入或者（zhě）逸出封閉空間。在封閉係統中的關鍵泄漏點通常是連接的墊片，密封圈，密封（fēng）膠，法蘭，焊接和釺焊接頭，材料缺陷等密封測試通常的質量控製必須確保設備（bèi）的完整性，並（bìng）應該優選一個一次性的非破壞性測（cè）試，而對環（huán）境和操作人員的影響也最小。

泄漏檢測技術可供選（xuǎn）擇廣泛，從非常簡單的方法到更複雜（zá）的係統。最常（cháng）用的氣（qì）密性檢測方法是（shì）水下氣泡試驗（yàn），泡沫肥皂泡或者檢漏液，壓力（lì）和（hé）真空，示蹤劑氣體（鹵素，氦和氫）。前（qián）三技術，這（zhè）三種檢測技術生產了三種各種檢測儀，每它的優點（diǎn）和缺點是（shì）在下麵簡要討論。

在附錄A，對於最常（cháng）用的（de）真空度和泄（xiè）漏率轉換表設置測量單位。在下圖中，各泄漏檢測技（jì）術的性能是概括。

2.1浸（jìn）水（shuǐ）氣泡試（shì）驗方法

浸水氣泡沫測試，也（yě）稱為“氣（qì）泡試驗”，是一種檢漏的傳統和相對原始的方法。 它（tā）包括浸漬帶電荷或加壓部分，通常用幹（gàn）燥（zào）空氣或氮氣，放在一個水箱中並人工觀測逸出（chū）的氣泡。更大和更頻繁的氣泡，漏越大。相對較小的泄漏是有可能出現，但很難檢測到。

該方法的主要限製是精度敏感性和最小可（kě）檢測泄漏率。

考慮半徑為R的球形（xíng）氣泡，其氣泡內部體積V是：V = 4/3*π*R3

P氣泡內的壓力和T，以形成第一氣泡所需的時（shí）間（jiān），泄漏率Q將（jiāng）是：Q = (P* V)/t

確定了該方法的靈敏度的兩個關鍵參數是最小氣泡（pào）由（yóu）操作和用於氣泡發生的等（děng）待時間檢測的。 這個時間必須與生產速率和操作員注意兼容。這是合理的認為操作者（zhě）能檢測到的最小氣泡有1個（gè）毫米半徑並且（qiě）該等待時間是30秒。假設（shè）壓力內部的氣泡是在大氣壓下，它可（kě）以從以前予以（yǐ）說方程氣（qì）泡體積為：V =4.2*10-3立方厘米（mǐ）

因此，最低檢測泄（xiè）漏率：Q= (P*V)/t = 1000*4.2·10-6/30=1*10-4 mbar·l/s

這是理（lǐ）論值。真正的影響是許（xǔ）多外部因素，諸如照明條件，水的混濁度，防（fáng）止位置，以及水流運動。所有這些問題（tí），對操作人員有著依賴性（xìng），限製了測漏（lòu）結果。

有些辦法可以用（yòng）來（lái）改進這種方法。通過增加（jiā）內部壓力增加的泄（xiè）漏可（kě）能（néng）性，發現泄漏並可以（yǐ）少耗時在精確定（dìng）位泄漏。洗滌劑可以被加入到水中以降低表麵張（zhāng）力，從而有助於防止泄漏氣（qì）體從（cóng）抱住組件的一側（cè）。使用不同的氣體（例如氦）和/或液體可提供一些優點在係統性能，但在成本（běn）高。在水箱中（zhōng）加入熱水有時（shí）有助於增加組件或管道係統內部的壓力。如果使用幹燥的氮氣，這是不利的，因為氮氣不會因增加壓（yā）力顯著提（tí）高檢測精（jīng）度。如果在係統或組件有製冷（lěng）劑（jì），這種方式可能有（yǒu）助（zhù）於增加壓力，增加找到泄漏的機會。

總之，這種檢漏技術可以確定在10-3毫巴·升/秒的（de）精（jīng）度。

在大（dà）多數情況下，大（dà）批量生產中，氣泡法是非常經濟。然而，缺點是從相對（duì）低的（de）靈敏（mǐn）度（dù），對操作人員依賴性和以及可能部分汙染的（de）液體廢料，以及測試後烘（hōng）幹部件（jiàn）。此外，有些情（qíng）況導致較（jiào）高的損失（shī）。也有一些隱性（xìng）成本。事實上（shàng），這種方法需（xū）要使用大量（liàng）的空間，並產生一定量（liàng）的廢水（shuǐ）。

2.2肥皂溶液氣泡試驗

肥（féi）皂溶液氣泡試驗也可（kě）以叫做檢漏液法，是指采用肥皂泡塗抹代替浸沒在水中（zhōng），加壓產品被測試噴用肥皂溶液和操作者能夠看（kàn）到由氣體形成的氣泡（pào）從哪裏泄漏逃逸。皂溶液有許多不同類型的可用。有些（xiē）人刷塗抹等都有dabber（附連到硬鋼絲的內部的吸收性球蓋。）有些品牌甚至可（kě）能（néng）有（yǒu）一（yī）個噴塗器在很短（duǎn）的（de）時間裏快速覆蓋大麵積（jī）。這是一個優點，但（dàn）也混亂和耗時清理。

有（yǒu）些肥皂泡的氣密性檢（jiǎn）漏解決方（fāng）案，甚至加入防凍液，以防止在冬天的時候結冰。也有加入較低的密度劑，以使其更加敏感到非常微（wēi）小的泄漏。

這種（zhǒng）方法比水（shuǐ）浸入具有更高（gāo）的靈敏度。它允許的檢測泄漏到10-5毫巴·升（shēng）/秒，適（shì）用於非常大的係統。這種肥皂溶液的方法最（zuì）好是使用在泄漏可能（néng）存在是已知的大致區域。在這種情況下，肥皂溶液僅在該特定區域（yù）用來測試並查明（míng）泄漏。它是最簡單和最便宜的方。然而，如果操作者不知道在哪裏泄漏，泄漏點可以是采用人工和時間來尋找。增加（jiā）氣體壓力可以提高查（chá）明泄漏的概率以及縮短時間。然而，對於操作者的安全，壓力必須限製在1700千帕（pà）（1.7MPa）。檢漏液（yè）的（de）泡沫試驗有一些（xiē）缺點限（xiàn）製。被噴塗的區域必（bì）須是一個簡單和易於噴塗的位置。翅片（piàn）管或底（dǐ）部很大的換熱器（qì），就是非常困難的。此外（wài），該方法（fǎ）是非常不適（shì）合高生產率線（xiàn）。

2.3壓力衰減測試

該方法包括用高壓氣體加壓係統的，通常是幹空氣或氮氣。使用快速連（lián）接器將產品和檢測儀連接，然後將氣體充入被檢測的工件，氣壓穩定後，其（qí）內部壓力隨時（shí）間變（biàn）化。壓降ΔP是在時間Δt的基礎上測量。如果係統中的壓力下降速度快，就表示有一個大的泄漏存在。

如果係統的壓力緩慢下降，有一個小漏（lòu）洞存在。如果壓力（lì）保持不變，即是無泄漏。泄漏率Q可以很容易地計算（suàn）考慮組件的體（tǐ）積V. 那是（shì）：Q = (∆p*V) / ∆t

與泄漏檢測靈（líng）敏度有關（guān）的有測試時間（jiān），壓力傳感器分（fèn）辨（biàn）率和檢測體（tǐ）積。最先進的係統允許測量壓力在測試壓力變（biàn）化（huà）可達1Pa（0.0001psi），這取決（jué）於被測試產品（pǐn）的體積，氣密性檢測時間可（kě）以短至30秒，並保證（zhèng）了高分辨率。考慮到V =1.5L內部容（róng）積與壓力衰減（jiǎn）在3450KPa（500 psig）的一個ΔP=70帕（0.010 psig）的泄漏，在Δt= 60秒時，泄漏率是：Q = (∆p*V)/∆t = 0.7*1.5/60=1.7*10-2 mbar*l/s

影響這個測試外部因素，如（rú）溫度（dù）的變化和機械變形。內部壓（yā）力（lì）實際上取決（jué）於溫度，熱波動（dòng）可能會引起的壓（yā）力（lì）變化，改變了（le）結（jié）果。幸運的是，當它是幹（gàn）燥氮氣時（shí），小的溫度變化引起的壓力變化很小。這種測（cè）試技術的靈敏度取決於壓力測量（liàng）分辨率，測試時間和壓力值。較長的測試（shì）時間可以（yǐ）提高測試的靈敏度，但在這種方式中（zhōng），測試可以也可能（néng）非常耗時，因為某些較（jiào）小泄漏（lòu），可（kě）能需要一個很長的（de）保壓周期，有（yǒu）的甚至數小時。壓力越高，你可以更快確定是（shì）否存在（zài）泄漏。然而，製造商安全問題限製，沒有安全的最大允許壓力值注意事項。產品和工件可以（yǐ）在低壓下進行泄漏測（cè）試，少於2MPa（290psig）的無保（bǎo）護，和更高的壓7MPa（1000 psig）的，但是需要使用采（cǎi）用（yòng）安全保護（hù）罩。使用適當的壓力，這種測（cè）試方法還必須符合技術規範，如美國保險商實驗室（UL）以及爆（bào）破試驗和歐洲EN378規則。爆破試驗的目的是檢驗致冷管（guǎn）路的機械強度，發現油管破裂，和釺（qiān）焊接頭具有物質的分離。因為測試壓力範圍取決於：如果檢測工具的一個組成部分是製冷回路，或者如果它是與壓縮機的（de）完整製冷回路。測試性能可以利用壓力差（chà）得到改善。在這種模（mó）式下（xià），測試工件與標準對比件和兩個一起加壓的趨勢進行了比較檢測。

壓力衰減可以證明（míng）工件是合格/不合格的測試（shì）。檢測到泄漏的存在，但是定位泄漏檢測需要使用的其他技（jì）術，如肥皂泡或（huò）示蹤氣體檢測。

一般，對於壓（yā）力衰（shuāi）減測試靈敏度的極限是在10-3毫（háo）巴·L / 到10-4毫巴·L / s。

此種氣密性檢測技術具有（yǒu）很好的優勢（shì）。如果有任何壓（yā）力降發生時，它指的是泄漏肯定（dìng）存在。此外，這種方法可實現了完全自動化檢漏，從（cóng）而避免操作錯誤。這個過（guò）程是一個初步泄漏（lòu）測試或者是大漏檢測，微小泄漏可以用（yòng）示蹤氣（qì）體，例如（rú）氦。此組合測試方法可以檢測在99％以上的有缺陷部分，特別是那些不正確地釺焊。如果測試單位有（yǒu）一個大的（de）泄（xiè）漏（釺焊接頭）沒有（yǒu）先做（zuò）壓力衰（shuāi）減測試，大漏造成示蹤氣體的會泄漏出測（cè）試工件（jiàn）。由此（cǐ）產生氦汙染，在這麽多的體（tǐ）積和濃度，將使除去環（huán）境氣（qì）體本底需要幾個小時。采用幹燥氮氣，除了泄（xiè）漏試驗，還可以對電路以及工件（jiàn）內部的進行（háng）測（cè）試的清洗，降低其濕度。

這種方法的缺點是，它不能找出泄漏點。

2.4真空衰減測試或壓力上升測試

真空衰變試驗與壓力（lì）上升測試工（gōng）作中的壓（yā）力是相反的衰（shuāi）減測試方式。此方法包（bāo）括抽空被測件的的壓力，並穩定壓力，測量壓力（lì）的增加後引起的測試媒體輸入（rù）部件。隻有那些能夠承受可（kě）外接零件的壓（yā）力以這種方式進行測試（例如薄壁塑料（liào）部件不能（néng）由於測試倒塌的危險）。

即使在真空衰減測試是不可能得到一個以上的（de）氣氛壓力差的從內到外，使用某些溶劑（即醇，丙酮或類（lèi）似）高舉（jǔ）壓力增量由（yóu）於（yú）溶劑進入泄漏（lòu）。這種做（zuò）法，但是有一些缺點，比如可能（néng）性溶（róng）劑凝固，從而導致暫時泄漏，或彈性體密封墊通過溶劑破（pò）壞。相對於該壓力衰減試驗中，這種（zhǒng）技術具（jù）有一定的優勢。這個方（fāng）法是較溫度的變化不敏感，因為部內的壓力低於大氣壓力。因此，理論（lùn）上的靈敏度可能會非常高，高達1*10-5毫巴·升/秒。

然而，表麵的脫氣和液體蒸發影響和限製實靈敏度。例如，少量水，甚至（zhì）幾克，開始蒸發在2000Pa（0.3 psia），有1Pa（7.5微米汞柱）的水蒸（zhēng）汽含（hán）量（liàng）泄漏，隨之而來的壓（yā）力增加（jiā）相當於一個泄漏（lòu），這樣容易造成誤判。

在製冷（lěng）組件中的具有揮發性的油也是（shì）如此，顯示且誤認為是泄漏，檢測靈敏度限製為1·10-3毫巴·升/秒，真空衰變的方法可以在全自（zì）動過程來（lái）實現（xiàn），可以獨立於操作員之外自動運行（háng）。它檢測到係統總泄漏，泄（xiè）漏（lòu）點位置尋找（zhǎo）需要其他檢漏技術。在真空衰變（biàn）試驗，將要測試的工件抽空使其內部壓力是低於大氣壓力。

2.5示蹤氣體泄漏檢測

術語“示蹤氣（qì）體檢漏”描述了一組測試方法，其特征是泄漏示蹤氣體。使（shǐ）用（yòng）的（de）示蹤氣體（tǐ），為（wéi）成熟（shú）技術。最常用的示蹤氣（qì）體是鹵素氣體（CFC，HCFC和HFC製冷劑），氦氣和氮氣95％的氫5％的混合物。盡管鹵素檢漏儀（yí）的檢測裝置簡單，但鹵素正在被禁止使用，由於蒙特利爾/京（jīng）都環保規則協議。另一方麵，氦氣和特別是氫/氮混合物是獲得更多的推廣。氦由（yóu）於其物理屬已被成功地（dì）用作長時間示蹤氣體性。它既不毒（dú）性也不易燃（rán）的並且是惰性氣體和（hé）與其（qí）他（tā）化合物不反應。氦具有低粘度和相對分子質量（liàng），所以它通過裂縫輕鬆。在（zài）相同的環（huán）境條件下，它流速比空氣快2.7倍。因為其在空氣中的濃度低（5ppm），容易（yì）檢測氦濃度的增量。然而，也有一些缺點。氦氣慢（màn）慢排入大氣（qì）中，所以，在大泄漏的情況下，其濃度高會汙染區域很長一段時間，甚至幾個小時。另外，氦是昂貴，即使它比鹵素氣體更便宜。氦氣檢測器（qì）是基於質譜儀（yí），這是一種昂貴和精密的設備，需要很多維護和保養，更適合於一個實驗室，不適合規模製造業（yè）。

一個相對較（jiào）新的示蹤氣體是氮氣95％，氫氣（qì）5％的混合物。氫氣具（jù）有許多特性，使其泄漏極（jí）好的示蹤氣體測試時，即使是在生產環境中（zhōng）。它是最輕的元素，具有較高的（de）分子速度和比任何其他氣體較低（dī）的粘度，所以很容易進行充氣，排氣和消散。它穿過一個泄漏孔的速度更快，更容易衝洗和排走，它的分子不易吸附（fù）表麵（miàn）。它是環保（bǎo）和（hé）可再生能源。更重要（yào）的（de）是（shì），它（tā）具有最高的氣體速率。此外，氫氣（qì）的正常環境濃度（0.5ppm的）比氦少十倍。氫氣示蹤氣體探測（cè）器（qì）使用半導體傳感器和具有無運動部件，使（shǐ）它們完全免維護。這些裝置不會受到其他氣體的存在。純氫氣不應該被用來作為示蹤氣體，但標（biāo）準工業級在95%氮氣，5％氫氣的（de）混合是價格低廉的，不易燃的（ISO10156規範），並且（qiě）容易從（cóng）工（gōng）業氣體的（de）供應商獲得。重要的是要記住在空氣中的環境（jìng）濃度（dù）是一個（gè）限製因素是很重要。

有兩種方法來進行示蹤檢漏：示（shì）蹤氣體的外（wài）部檢測（由（yóu）內而外法），和示蹤氣體的內部檢測（由外而內法）。方法可用檢漏嗅（xiù）探器或（huò）在（zài）真空室內檢測。

3.如何選擇測試（shì）方法

第一選擇是采取產品可接受的泄漏和試驗方法的規範。這些問題是（shì）：

對少泄漏可能會（huì）損壞產品？多少個位（wèi）置必須（xū）進行測試？多少時間？

這些問題的答案通常是建（jiàn）立在一個體積或氣體的壓力，在一定時間流質量（例如（rú）10克（0.35盎司）R134a冷媒）。

有時候，回答這個問題並不簡單。例如，要定義（yì）總泄漏規格的冷凍裝置是簡單的，但以測試為單個組件和單焊接點是複雜的。

每個泄漏測試方法都有優點和缺點。對於泄漏包含在範圍10-1和10-3毫巴（bā）·升/秒的（de）泄漏，所有的氣密（mì）性（xìng）測（cè）試方法都能夠（gòu）識別泄漏。除了靈敏度，選擇適當的測（cè）試方法，必須考慮很多參（cān）數。其中有重複性，準確（què）性，報告能（néng）力，操作員的依賴性，最後，設備的成本（běn）和（hé）工作量。此外，示蹤氣體（tǐ）的成（chéng）本也很重要。

在一些情況下，使用（yòng）氣（qì）體回收係統，削減消耗，是要考慮的。

4.結（jié）論

市場需求，如經濟要求，環保規（guī）範，安全（quán）約束和質量產品要求。最終的結果是對檢漏測試更嚴格的質量（liàng）控製。

最常用的泄漏檢測方法，特（tè）別對製冷行業作了介紹（shào）。每（měi）一個方法都有的優點和缺點，正確的選擇是考慮各種氣密檢（jiǎn）漏方法之間的區別。對於測試方法的選擇，它必須精（jīng）確地考（kǎo）慮所（suǒ）有泄漏檢測的範（fàn）圍和所有其他的因素，不僅工藝要求，也是企業形象，規範發展和市（shì）場的新要求。