空调蒸发器铜管泄漏分析

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技术空调蒸发器铜管泄漏分析

乐金电子（天津）电器有限公司 崔静 赵越 傅佳 葛文君

在泄漏的铜管上截取部分样品进行分析，经打磨、抛光， 经FeCl 3腐蚀放大200倍后得到铜管的金相照片图5（a ），取没有进行胀管的部分铜管作为对比，经过同样方法的抛磨腐蚀得到金相照片图5（b ），两个试样均呈现单相α-Cu [2], 由于铜管(a)经过了胀管、折弯，铜管的晶粒呈现较小晶粒尺寸。

2.2.2 铜管缺陷分析

选取泄漏部位的铜管进行分析，取铜管截面进行镶嵌、抛磨，放大40X 进行观察，铜材质上呈现较多的夹杂等缺陷，见图6。总体上看，泄漏附近铜管的内部缺陷较多。从铜管材质内部来看，所选取的样品在铜管内表面附近及中间部位存在尺寸较大的孔，孔洞的最大深度为90μm 左右。

由于蒸发器工作时冷凝水容易引起铜铝之间的电化学腐蚀，在铜管的外表面存在不同尺寸的腐蚀坑。从图7的金相中可以观察到电化学腐蚀留下的腐蚀坑最大深度约是30μm 。

2.3 铜管扫描电镜分析

为了确认铜管中是否有过多的杂质元素，选取了部分铜管进行能谱分析，如图8所示，

图2 泄漏位置在蒸发器的折弯处附近图1 蒸发器泄漏样机图3 发生泄漏的铜管

1 引言

某型号中央空调在安装一年之后出现不制冷的故障。经检验发现是由于室内机的蒸发器泄漏，如图1所示。在换热器的加工过程中，铜管经过了胀管、折弯等工艺，出厂检验为合格，但在短时间内出现了不良现象。

2 检验与分析

2.1 泄漏位置检验

使用冷媒和泄漏检验仪检验发现，泄漏的铜管位于换热器折弯处附近（见图2），有多处漏点。如图3所示，将铜管剥离之后，发现局部有铜管腐蚀产生的CuCO 3·Cu(OH)2，这是由于铜管与铝翅片接触，在冷凝水存在的条件下产生的电化学腐蚀[1]。一般情况下该电化学腐蚀容易在铜管缺陷部分发生，以点蚀的形式存在。

在铜管放置在水槽中通入气压空气找到泄漏点，在铜管外壁腐蚀部位及未发生腐蚀的部位均有泄漏点，如图4所示。

2.2 金相分析2.2.1铜管组织分析

摘要：某型号中央空调的蒸发器在使用一年左右发生冷媒泄漏，经检验对泄漏位置进行了确认，对泄漏管进行了金相分析及形貌分析。得出泄漏的主要原因是铜管本身存在缺陷，在胀管及折弯过程中，加剧了管路的失效，在使用过程中腐蚀容易在冷媒侧发生导致泄漏。

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图8 铜管材质分析图7 铜管外表面的腐蚀形貌图9 铜管内表面形貌及材质分析

测量铜管的横截面，结果显示为纯铜。

由于运转过程中与冷媒和润滑油接触，铜管内表面呈红色，内齿上残留了部分油和冷媒，对铜管内表面的进行能谱分析，除基体铜之外，检测到较多碳和氧，及少量的Cl 元素，说明内表面的生成了铜的氧化物， 推测Cl 元素来自于R22冷媒或者加工时的挥发油，见图9。

3 泄漏原因分析

泄漏铜管的成分及组织符合要求，但是铜管材质内部存在很多缺陷，在换热器铜管的组

装过程中，胀管和折弯对存在缺陷的部位进一步破坏，使缺陷处成为铜管的薄弱地方，当空调运转时受到冷媒和油的冲击，缺陷会变大。如果铜管内壁残留水分或者挥发油等杂质，腐蚀容易在缺陷处发生导致泄漏。

4 结论

综上所述，铜管管材本身的缺陷是引起泄漏的主要原因，由于在换热器加工过程中，铜管要进行胀管及折弯，加剧了管路的失效，在使用之后腐蚀容易在冷媒测发生，产生泄漏。

参考文献

[1] 张卫星.浅谈空调行业中铜铝热交换器的腐蚀问题.《制冷空调与电力机械》. 2010（31）87-88[2] 洛阳铜加工中心实验室金相组.《铜及铜合金金相图谱》.冶金工业出版社.1-13

图5 铜管的金相组织分析图4 铜管泄漏点确认图6 铜管横截面及内表面的缺陷分析

a.发生在腐蚀位置的泄漏

b.发生在未腐蚀铜管的泄漏(a)泄漏部位铜管的金相 (b)未使用的铜管金相

因此在生产过程中铜管的制造厂家，应该加强对铜管缺陷的检验，提高标准，保证铜管的使用寿命。