【实例】空调铜管最容易出现的3大问题
铜管在制冷空调中至关重要，影响着空调的整体使用效果。下面我们结合实用案例，谈一谈空调制冷铜管在使用过程中最容易出现的3大问题。
第一个问题：铜管泄露
铜管泄露属于空调制冷铜管的致命性缺陷，一旦泄露现象出现，制冷剂将全部从制冷铜管中溢出，空调系统运行也会因传播介质缺乏而停止。
1、泄露原因来自两方面：
（1）制造方面的因素；
（2）用户使用因素；
2、制造方面的原因
①涡流探伤漏检。
GB规定了铜管必须进行100%的涡流探伤，并规定了校核探伤仪用的样品管上的人工缺陷(通孔)直径，以保证涡流探伤的灵敏度，防止超标的缺陷漏检。
这项要求，在正规大型铜管厂是能够充分保证的，因为探伤是在线检测，这种在线涡流探伤保证了管子所有长度都经过涡流检测，是100%的探伤。
有的铜管厂则不是这样，或者不经过涡流探伤，或者是用低标准的涡流探伤仪抽检。这样铜管就存在超标的缺陷漏检或未检测，造成用户使用时空调泄露。
②涡流探伤检出缺陷，但是铜管表面未做标记或标记不准确、不清楚。
在铜管的生产过程中，涡流探伤检出的缺陷要求用墨迹在超标的缺陷上覆盖，以便在使用的过程中使用者可以将有缺陷的铜管剔除。
但是由于生产厂家在生产过程中选择的墨水附着力不够、喷墨的喷枪调整不合适、烘干不彻底、墨水的成分遇到高温褪色等原因，造成用户在使用过程中无法将涡流探伤检出的缺陷挑出，一旦有缺陷的铜管用在空调器上势必造成泄漏。
3、用户使用方面的原因
用户使用铜管制作两器工艺流程:切断-弯管-胀管-清洗-焊接-试压。
①误用涡流探伤检出的缺陷管。
在正常的铜管生产状况下，铜管涡流探伤不仅标出每盘管上的伤点数目，而且将伤点部位涂上黑色标记，以便用户在使用中识别挑出这段“黑管”。
空调制冷企业要对操作工人特别是新上岗的工人讲清楚，以便预防这种带伤的管子装到空调制冷装置上。
我们深入用户服务时已多次发现这个问题，有的工人问我们这管子上的黑色是怎么回事，有的则是解剖不合格产品时，恰恰是由于“黑管”装到产品上造成空调制冷装置泄露。
②加工的问题。
空调主管在形成两器的过程中要经过弯管、涨管、扩口、焊接等环节。
在弯管的过程中由于弯曲部分要经过局部受力，造成局部的过拉伸，形成开裂、暗裂等问题，一旦充填制冷剂，往往在此处发生制冷剂泄露。
内侧泄露
外侧泄露
铜管穿过翅片后，要在涨管机上涨管，涨管机分为立式和卧式两种，立式涨管机主要涨长度相对小的两器，效率比较高;卧式涨管机主要扩涨长度较长的两器，效率比较低。
在涨管的过程中，由于涨芯是通过与铜管内径过盈来将铜管尺寸变大，使铜管的外径与铝箔散热片充分接触。涨管的过程极易出现涨头划伤铜管，形成穿透伤造成铜管泄露;有时由于铝箔内孔的毛刺过大，在涨管的时候毛刺刺透铜管造成泄露。
③焊接不良造成的泄露。
铜管在穿入带孔的铝箔后，管与管之间要联结起来，需要用小弯头联结，为了联结牢固，在生产过程中，用焊料将小弯头与铜管焊接在一起；
焊接方法分为手动与自动两种，焊接时由于焊料质量、铜管扩口、焊接表面有异物等原因，造成焊接不实，形成虚焊，造成制冷剂泄露。
第二个问题：铜管开裂
铜管扩口和涨管均可能导致空调制冷铜管开裂，在生产过程中，铜管扩口和涨管属于连续性较强的生产过程，一般会复合为一个工序。深入分析可以发现，铜管本身质量问题、用户使用不当均可能导致铜管开裂。
引起铜管开裂的原因比较多，其主要原因如下:
1、铜管本身质量的原因。
铜管本身质量的原因可以分为外表面缺陷、内表面划伤、内表面氧化等。
铜管在涨管、扩口的冷加工变形中，表面受拉应力而伸长，当铜管外表面有深度伤痕时，铜管外表面承受不了表面拉应力，形成拉断现象，也就是我们看到的铜管外表面开裂。
铜管内表面划伤造成的开裂机理与外表面有伤痕造成的开裂机理相似。铜管内表面有氧化时，在涨管时由于氧化铜管内表面的摩擦力与没有氧化铜管内表面的摩擦力不等，造成相同长度的铜管下墩长度尺寸不一致，扩口时下墩量小的铜管伸出长度长，造成扩口过大而开裂。
2、用户使用方面的原因。
铜管在使用中，往往是盘管校直、切割定尺，切割常采用无屑切割。
铜管热处理后表面比较软，在进行无屑切割时，当切刀不利或切割时下刀过大都会造成铜管缩口过大或毛刺过多，形成端口飞边、端口硬化，造成扩口时开裂。
一个换热器由许多“U”型管组成，各“U”型管的长度及每个“U”型管两个端头的长度的一致性要求非常高，当弯制“U”型管时，由于设备或调整的原因造成各“U”型管的长度及每个“U”型管两个端头的长度差别过大(大于2mm)，所以扩口时就会出现因端口过长铜管伸出长度过长而造成扩口过大而开裂。
第三个问题：弯管起皱、断裂
铜管弯管起皱、断裂发生在制作“U”型管工序，铜管在本工序往往报废较多。造成弯管起皱、断裂的原因见下表。
左：外侧起皱右：内侧起皱
实例分析
1、案例情况
某空调系统安装5个月后，制冷铜管出现开裂泄露制冷剂故障。
铜管材质：换热器为铝翅片紫铜管换热器，翅片为8011铝带，制冷铜管为TP2紫铜管；
铜管性能：二者均属于行业常用的制冷部件，并具备生产效率高、耐腐蚀能力佳、热传导性能好等优势，但同时也很容易出现因工艺结构、原材料引发的失效问题；
具体情况：案例中铝翅片紫铜管换热 器采用内螺纹铜管，铜管牌号、状态分别为TP2、M，外径、名义 壁厚、齿高、齿条数、螺旋角分别为 9.52mm、0.340mm、0.17mm、 70、18°，泄露位置出现于焊接热影响区的铝箔与铜管胀接结合对应位置。
2、理化检验
首先需开展化学成分分析，为此需进行失效铜管取样，由 此可确定原材料各成分质量分数满足《铜及铜化合物标准》（GB/T5231—2012）标准要求；开展力学性能试验，同样围绕失 效铜管取样展开，可确定检测结果符合《无缝内螺纹铜管标准》（GB/T20928—2007）规定；
开展断口检验，可发现焊接热影响区熔融后凝固的铝箔存在于铜管体表面，熔融铝痕迹中心 存在裂口，其他位置未见扩展，且裂口与铝箔基本重合；
开展金相检验，需进行开裂处取样，并由此开展针对性的镶嵌、研磨、抛光、侵蚀处理，最终开展显微镜检查可以发现，铜管裂纹附近的腐蚀凹坑极为明显，且拥有退火态孪晶的凹坑边缘组织，这说明非机械外力并非凹坑产生原因，凹坑减壁明显处产生裂纹，轻微晶粒变形存在于裂断处。
3、“铜铝渗蚀”原理及单因子试验回归分析
结合相关研究可以了解到，Al会在高温过程中扩散入Cu 基体，固溶体会因此出现。固溶体拥有较低的热膨胀系数，较 高的硬度，但其膨胀系数差异和力学性质很容易导致裂纹的 产生。基于固溶体特性，胀接好铝箔后的铜管需要开展针对性的试验，通过高温下放置模拟验证试验，即可观察随时间、 温度的“铜铝渗蚀”层深度变化情况。
结合具体试验可以发现，10min时间内（550℃下），基本不存在或存在轻微的“铜铝 渗蚀”情况。在单因子试验回归分析过程中，由于焊接时间在10min左 右，因此固定保温温度为10min，为建立“铜铝渗蚀”深度（响应 变量）与保温温度（因子）间的函数关系（回归关系），需开展针对性的单因子试验。需首先进行10min焊接时间下不同保温 温度的“铜铝渗蚀”深度金相测量，由此可确定温度分别为 600℃、700℃、700℃、800℃、800℃时，“铜铝渗蚀”深度（厚度）分别为0.218mm、0.421mm、0.368mm、0.513mm、0.522mm，而在温度分别为550℃、550℃、550℃、600℃、600℃时，深度（厚度）分别为 0.052mm、0.064mm、0.031mm、0.141mm、0.226mm。
采用统 计工具软件MINITAB开展单因子方差分析，可得到P=0.000的 结果，这一结果远小于0.05，由此判断因子显著性可以发现， 响应变量受到因子显著影响。回归分析仍采用统计工具软件 MINITAB，可确定残差误差、相关系数、调整分别为0.0429347、 95.4%、94.8%，结合回归方程显著性检验结果可以发现，线性模型可以很好拟合。进一步开展回归残差正态性检验，得出的结果符合正态性要求，因此可确定现实能够由回归曲线很 好的“模拟”。
4、相关探讨
结合上述研究可以确定，案例中的TP2紫铜内螺纹无缝铜管开裂源于焊接过程，由于出现“铜铝渗蚀”减壁，“配合”机械 外力装配工序的共同作用，开裂问题最终出现。为保证“铜铝 渗蚀”减壁能够控制在 0.01mm 以下 ，需保证温度不超过 514℃。
在具体实践中，由于热影响区不可避免的会因焊接过 程出现，焊点附近铝箔胀接位置温度的控制可结合红外线测 温实现，以此保证温度在510℃下，具体采用增加焊接工艺挡板、调整铝翅片紫铜管簇换热器结构的方式，由此开裂泄漏现 象得以顺利消除，“铜铝渗蚀”得到有效抑制。