Поиск утечек хладагента

8 июн 2021
Прежде, чем детально изучать неисправности, обусловленные тем, что в контуре не хватает хладагента, которые очень часто вызваны наличием утечек, представляется небесполезным напомнить основные моменты, касающиеся технологии поиска утечек, а также проблемы, связанные с процедурой заправки контуров хладагентами.
А) Поиск утечек в эксплуатирующихся установках
Напомним, что хладагент, циркулируя внутри контура, постоянно вовлекает в такую же циркуляцию молекулы масла, находящегося в компрессоре. Таким образом, при наличии утечек, когда смесь хладагента и масла появляется на наружной поверхности отдельных деталей установки, хладагент испаряется и смешивается с воздухом, а частицы масла остаются на месте в жидком состоянии. Следовательно, очень часто место утечки может быть легко обнаружено по следам масла на трубопроводах или на тех деталях установки, которые расположены точно под местом утечки (в условиях, когда установка содержится в безупречной чистоте, что, впрочем, всегда должно иметь место!).
Обычно утечка возникает в местах соединений, как резьбовых, в результате неправильной затяжки, так и паяных, вследствие некачественной пайки (повышенная температура при пайке, приводящая к появлению пор в паяном соединении, или чрезмерное травление, со временем приводящее к растрескиванию). Ремонтник должен также обращать внимание на сильфоны прессостатов (которые могут перекручиваться, если при затяжке гаек на резьбовых соединениях не используются два ключа), заглушки (которые следует затягивать ключом, а не вручную), сальники технологических или регулирующих вентилей (которые ослабляют перед каждым использованием вентиля и вновь затягивают после этого), негерметичные предохранительные клапаны (следует иметь ввиду, что их выхлопные узлы иногда подсоединяются снаружи трубопроводов), уплотнительные узлы (для сальниковых компрессоров)...

Напомним также, что не рекомендуется в качестве постоянных элементов холодильного контура использовать гибкие полимерные соединения (по типу гибких трубопроводов на манометрических коллекторах), так как они склонны к образованию пор и, следовательно, к появлению утечек.

Поиск утечек может производиться:
С помощью галогенных ламп, которые реагируют на хлор и, следовательно, предназначены для установок, содержащих хладагенты типа ХФУ(СРС) (R11, R12, R502...) или ГХФУ (HCFC) (R22, R123...). Имейте ввиду также испарения трихлорэтилена или жавелевой воды, которые тоже меняют окраску пламени ламп, поскольку содержат хлор.
ВНИМАНИЕ! Галогенные лампы реагируют только на хлор и, следовательно, не применимы для поиска утечек новых хладагентов типа ГФУ (HFC), таких как R134a, R404A, R407C или R410A. В этих случаях нужно будет использовать специальные способы поиска утечек.
С помощью мыльных растворов (методов обмыливания), что очень удобно для точного установления места утечки на подозрительном участке или в случае, когда пламя галогенной лампы плохо видно по причине яркого света, а также, если в окружающей среде имеются пары хладагентов (поскольку при этом галогенная лампа становится бесполезной, потому что ее пламя будет в этом случае постоянно зеленым).
С помощью электронных детекторов утечек. Будьте осторожны, большинство старых моделей детекторов, которые прекрасно работают с хладагентами типа CFC или HCFC (R12, R22, ...), не реагируют на хладагенты типа HFC, такие как R134a, R404A или R407C (при использовании детекторов старых моделей внимательно ознакомьтесь с инструкцией изготовителя).
С помощью цветных добавок в хладагент. Этот метод не пользуется большим успехом по причине проблем, которые он влечет за собой.
С помощью флюоресцирующих добавок в хладагент и ультрафиолетовой лампы (ультрафиолетового излучения). Этот метод с высокой эффективностью позволяет обнаруживать даже очень малые утечки, какой бы ни была природа используемого хладагента (CFC, HCFC, HFC) за счет применения соответствующих добавок.
В любом случае, ремонтник, достойный этого звания, никогда не покинет монтажной площадки, не выполнив операции по поиску утечек, особенно в тех элементах контура, на которых он работал.

Б) Поиск утечек в незаправленной установке
Достаточно известная технология заключается в том, что установка заправляется небольшим количеством хладагента типа CFC или HCFC, затем наддувается сухим азотом, после чего для обнаружения утечек используется галогенная лампа. Вместе с тем, такая технология требует учета некоторых особенностей, не говоря уже о проблемах, связанных с запретом выброса в атмосферу хлорсодержащих соединений. Прежде всего, после завершения проверок, контур должен быть тщательно отвакуумирован. Кроме того, на рис. 15.1 показано состояние установки, содержащий хладагент и наддутой азотом, про прошествии некоторого времени.
ENERGETIK.UZ

При одной и той же температуре азот почти в 3 раза легче, чем пары R22 и в 4 раза легче, чем пары R12.
В результате, по прошествии некоторого времени два газа сепарируются. Азот, как более легкий, скапливается в верхней части установки, а пары хладагента, как более тяжелые, опускаются в ее нижнюю часть. С учетом этого явления, если негерметичность имеется в верхней части установки, она не может быть обнаружена при помощи галогенной лампы!
Поэтому использовать данный метод можно только с учетом указанного эффекта и поиск утечек с помощью галогенной лампы всегда следует начинать с верхних элементов установки.
Итак, мы увидели недостатки технологии проверки герметичности контура с помощью смеси азота и хладагента.
Теперь обсудим другую технологию поиска утечек, не очень широко распространенную и состоящую в том, что холодильный контур вакуумируется, после чего выдерживается некоторое время под вакуумом с контролем темпа роста давления в нем. Если вакуум в установке сохраняется, значит контур герметичен.
Чтобы дать заключение о надежности такой технологии, сравним, что происходит при наличии негерметичности, например, в паяном соединении для двух случаев (см. рис. 15.2).
► С одной стороны (поз. 1) контур, находящийся под вакуумом, в котором в случае негерметичности наблюдается подъем давления.
► С другой стороны (поз. 2) контур, наддутый азотом до давления 10 бар, в котором в случае негерметичности наблюдается падение давления.
ENERGETIK.UZ

Поз. 1. Контур находится под вакуумом. Поскольку наружное давление равно атмосферному, перепад давления на паяном соединении незначительный (меньше одного бара).
Следовательно, расход воздуха через негерметичный стык небольшой и поступающий внутрь контура воздух обеспечивает сравнительно медленный подъем давления.
Поз. 2. Контур наддут азотом до давления в 10 бар. Перепад давления между контуром и окружающей средой в 10 раз больше, чем в предыдущем случае, и при отсутствии герметичности азот будет выходить из контура наружу.
Следовательно, при одних и тех же размерах негерметичности, расход газа через негерметичный стык во втором случае будет гораздо больше, чем в первом, и давление внутри контура будет изменяться быстрее, что позволяет гораздо легче обнаружить это с помощью манометра.
Заметим также, что в первом случае в контур поступает атмосферный воздух, содержащий влагу. Проникая внутрь, он нарушает одну из основных заповедей холодильщика: "Влага -враг холодильщика!" (напомним, что влага способна образовывать в соединениях с хладагентом особо разрушительные кислоты).
Наконец, чтобы покончить с обсуждением технологии поиска утечек путем вакуумирования контура, рассмотрим рис. 15.3, на котором изображено подключение развальцованной медной трубки к ниппельному наконечнику, представив себе, что гайка плохо закручена и, следовательно, должна приводить к негерметичности.
ENERGETIK.UZ

Случай 1. Контур находится под вакуумом, наружное давление прижимает развальцовку к ниппелю. Проход для воздуха ничтожный, негерметичность не обнаруживается.
Случай 2. Контур находится под давлением, которое отжимает фланец трубки от ниппеля. Утечка становится значительной и легко обнаруживается.

Из этого примера можно сделать окончательный вывод, что вакууми-рование контура должно использоваться только для удаления из него влаги и ни в коем случае для испытания на герметичность.
Как же тогда проверить герметичность?
Наиболее надежный способ заключается в наддуве контура исключительно сухим азотом (как правило, до давления в 10 бар), таким образом, чтобы полностью исключить опасность конденсации (азот не конденсируется при нормальных температурах). Кроме того, наддув контура сухим азотом облегчит последующую процедуру осушки контура.
Внимание! Баллон с азотом следует подключать к контуру обязательно через редуктор во избежание серьезной аварии (давление в азотных баллонах свыше 100 бар).

При значительных утечках давление в контуре быстро падает и очень часто утечки можно обнаружить по звуку "на слух" (струя азота "свистит", вытекая из контура), а также проводя ладонью по элементам контура (ощущая вытекающий азот и отмечая изменение характера шума).
При небольших утечках давление падает гораздо более медленно и негерметичность обнаруживается при нанесении на подозрительные места контура мыльного раствора ("обмы-ливания") и наблюдении за появлением пузырьков в негерметичных точках.


Однако давление может меняться и при отсутствии утечек, если во время испытания значительно меняется температура.
Действительно, если, например, температура окружающей среды повышается, температура азота также повышается и он расширяется. Это расширение (объем, занимаемый азотом в установке, не меняется) вызывает, естественно, повышение давления в контуре. И наоборот, снижение температуры окружаюшей среды вызывает снижение давления, обусловленное сжатием азота.
Изменение давления, вызванное изменением температуры, подчиняется закону Шарля:
ENERGETIK.UZ

После нескольких часов выдержки установки под давлением (например, в течение ночи для установки значительных размеров), если изменения давления не выходят за пределы, обусловленные законом Шарля, можно с уверенностью сделать вывод об отсутствии утечек.

Пособие для ремонтника
Патрик Котзаогланиан

HVAC