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摘 要：冷媒表阀组的视窗玻璃在进行空调维修的过程中发生爆裂，经过对事故中冷媒表阀组的宏观检查、示值试验、断口扫描电镜与能谱分析，发现维修人员超压处理措施不当是造成事故的主因。
关键词：冷媒表阀组 视窗 硅酸盐玻璃 解理断裂
一、情况简介
伴随着工业生产的不断发展和人民生活水平的不断提高，空调已经成为人们生活中不可或缺的必配电器。在进行加注制冷剂和空调维修时，为了测量和控制加注制冷剂的压力与流量，经常需要使用冷媒表阀组。该阀组一般由阀体、两块压力表（一块高压表、一块低压表）、视窗和挂钩等组装而成，由于操作人员在进行观测时距视窗的物理距离较近，视窗一旦发生爆裂，将会造成操作人员的人身伤害。
2012年9月深圳某公司即一起冷媒表阀组视窗爆裂事故，发生事故时维修人员正在针对一台3匹分体式空调主机进行维修，事故造成该维修人员右眼失明。事故过程为：空调主机出现故障后，维修人员至现场进行维修，为检查主机是否存在泄漏，维修人员使用空气压缩机充压空调，在充压了5分钟左右，该维修工观察压力表发现压力已加到约26公斤，超出了平常的加压标准（15公斤左右）。该维修工立刻泄压，此后，视窗玻璃发生爆裂，
为了查明冷媒表阀组视窗发生爆裂的原因，防止此类事故再次发生，笔者从宏观检测、压力试验、断口扫描电镜与能谱分析等方面对此起事故进行了技术分析。
二、检验与结果
1.宏观检查
事故冷媒表阀组如图1的a）、b）、c）所示，经检查发现：①该阀组有明显的拆卸组装痕迹，低压表与高压表为不同生产厂家；②低压表与高压表均无检定合格证；③固定视窗玻璃的螺栓松动，视窗玻璃已爆裂，只剩边缘残骸，视窗底部及视窗玻璃残骸覆盖一层黑色油污，另有少量碎粒；④视窗内径为22.45mm，视窗玻璃厚度为4.88mm；⑤低压阀旋钮缺失，高压表旋钮能正常使用；⑥低压端接头、制冷剂接头、高压端接头均无明显的毛刺或损伤；⑦低压表表头松动，玻璃面板模糊，指针接近零位，最大量程为10bar，可用制冷剂为R12、R22、R502；背面缺一颗固定螺丝；⑧高压表塑料塞缺失，量程30bar，指针指向“1bar”，可用制冷剂为R12、R22、R502。
a）正面 b）背面 c）爆裂的视窗
图1 事故冷媒表阀组
2.空气介质对冷媒压力表读数准确性影响的试验
冷媒压力表在正常情况下需配合其表盘上所标示的冷媒进行作业，使用过程中从冷媒所对应的刻线可以读出在相应压力下冷媒的冷凝温度。此次事故中，配合肇事压力表使用的介质为空气，为确认空气介质对冷媒压力表读数准确性的影响，需对其进行示值试验。因事故中的压力表已损坏，无法完成试验工作，所以笔者在市场上随机购置了一块与肇事压力表型号接近的新的冷媒压力表，型号为BM2-6-DS-R22。将该压力表连接到配备了经过检定的压力表的加压试验设备上进行空气充压，目标压力分别为10bar、13bar、18bar，结果显示，其表盘示值与加压试验设备上的试验压力表二示值一致，见图2、图3、图4。这表明冷媒压力表配合空气介质使用时，其高压表表盘的读数能准确的反映设备中的空气介质压力，不会失真。
图2 示值试验一
图3 示值试验二
图4 示值试验三
3.视窗断口扫描电镜与能谱分析
从爆裂的视窗玻璃残骸上取样，放在扫描电镜下分析断口形貌，如图5图6、图7所示，三个断口形貌图的底部为视窗玻璃的内表面。扫描电镜结果显示：裂纹源从视窗内表面开始扩展，呈放射状，有清晰的解理台阶，属于典型的由过载造成的一次脆断断口。
图5 断口微观形貌一
图6 断口微观形貌二
图7 断口微观形貌三
取爆裂视窗玻璃的一个小碎块，清洗干净，置于扫描电镜下进行能谱分析，结果如图8所示，黄色矩形代表面扫描区域，结果表明该视窗玻璃的材质为硅酸盐玻璃。
三、讨论与分析
通过空气介质对冷媒压力表读数准确性影响的试验（示值试验），冷媒压力表配合空气介质使用时读数不会失真。
从能谱分析结果可知，视窗玻璃为硅酸盐玻璃，宏观测量厚度为4.88mm，应能够承受高压表量程30bar的内压。
通过对视窗玻璃的断口扫描电镜分析，断口的裂纹源从视窗内表面开始扩展，呈放射状，有清晰的解理台阶属于典型的由过载造成的一次脆断断口。
因此，载荷超过视窗玻璃的承压能力是视窗玻璃爆裂的主要原因。分析整个事故发生过程，在维修人员进行泄压前压力表读数为26公斤，并未超过高压表的量程，所以实际超载应是在维修人员进行泄压过程中造成的。
正常情况下，此类冷媒压力表在卸压时，仅需打开低压阀即可完成卸压。但由于事故中的冷媒表阀组低压表旋纽缺失，考虑到打开低压阀卸压需要额外的工具，该维修人员应该是先关闭了高压阀，以期防止空调制冷系统内部的压力进一步升高。但此时空气压缩机仍在源源不断的往压力表内充入空气介质，而高压阀已关闭，空气介质不再进入到空调制冷系统，只能在容积有限的压力表内积聚。大量空气进入狭小的冷媒表阀组空间，瞬间造成了表内的超压。
经过核实，该维修工的整个超压处理过程确定为：①关闭高压阀；②断开空气压缩机电源；③卸压力表端与空气压缩机连接的软管（拆卸过程中，视窗发生爆裂）。
四、結论与建议
因此，维修人员对超压过程的处理措施不当是造成此起事故的直接原因。
压力表作为测量设备内所填充介质压力的仪表，由于所测介质的压力远高于环境压力，因此在使用过程中一定要谨慎小心。建议压力表应定期进行检定，并对操作人员进行专业的操作技能培训和安全知识培训，且操作人员在操作过程中
购买正规厂家的合格压力表；应穿戴护目镜和手套，降低安全隐患。
图8 爆裂视窗玻璃能谱分析结果
参考文献
[1] 上海交通大学.金属断口分析[M].北京：国防工业出版社，1979：210-214.
[2] 胡世炎.破断故障金相分析[M].北京：国防工业出版社，1979：280-282.
[3] 张栋，钟培道.失效分析[M].北京：国防工业出版社，2005：198-206.
[4] 吴连生.失效分析技术及其应用-第二讲断裂分类及韧、脆断裂的转变[J].理化检验-物理分册，1995，31（6）：57-61.
关键词：冷媒表阀组 视窗 硅酸盐玻璃 解理断裂
一、情况简介
伴随着工业生产的不断发展和人民生活水平的不断提高，空调已经成为人们生活中不可或缺的必配电器。在进行加注制冷剂和空调维修时，为了测量和控制加注制冷剂的压力与流量，经常需要使用冷媒表阀组。该阀组一般由阀体、两块压力表（一块高压表、一块低压表）、视窗和挂钩等组装而成，由于操作人员在进行观测时距视窗的物理距离较近，视窗一旦发生爆裂，将会造成操作人员的人身伤害。
2012年9月深圳某公司即一起冷媒表阀组视窗爆裂事故，发生事故时维修人员正在针对一台3匹分体式空调主机进行维修，事故造成该维修人员右眼失明。事故过程为：空调主机出现故障后，维修人员至现场进行维修，为检查主机是否存在泄漏，维修人员使用空气压缩机充压空调，在充压了5分钟左右，该维修工观察压力表发现压力已加到约26公斤，超出了平常的加压标准（15公斤左右）。该维修工立刻泄压，此后，视窗玻璃发生爆裂，
为了查明冷媒表阀组视窗发生爆裂的原因，防止此类事故再次发生，笔者从宏观检测、压力试验、断口扫描电镜与能谱分析等方面对此起事故进行了技术分析。
二、检验与结果
1.宏观检查
事故冷媒表阀组如图1的a）、b）、c）所示，经检查发现：①该阀组有明显的拆卸组装痕迹，低压表与高压表为不同生产厂家；②低压表与高压表均无检定合格证；③固定视窗玻璃的螺栓松动，视窗玻璃已爆裂，只剩边缘残骸，视窗底部及视窗玻璃残骸覆盖一层黑色油污，另有少量碎粒；④视窗内径为22.45mm，视窗玻璃厚度为4.88mm；⑤低压阀旋钮缺失，高压表旋钮能正常使用；⑥低压端接头、制冷剂接头、高压端接头均无明显的毛刺或损伤；⑦低压表表头松动，玻璃面板模糊，指针接近零位，最大量程为10bar，可用制冷剂为R12、R22、R502；背面缺一颗固定螺丝；⑧高压表塑料塞缺失，量程30bar，指针指向“1bar”，可用制冷剂为R12、R22、R502。
a）正面 b）背面 c）爆裂的视窗
图1 事故冷媒表阀组
2.空气介质对冷媒压力表读数准确性影响的试验
冷媒压力表在正常情况下需配合其表盘上所标示的冷媒进行作业，使用过程中从冷媒所对应的刻线可以读出在相应压力下冷媒的冷凝温度。此次事故中，配合肇事压力表使用的介质为空气，为确认空气介质对冷媒压力表读数准确性的影响，需对其进行示值试验。因事故中的压力表已损坏，无法完成试验工作，所以笔者在市场上随机购置了一块与肇事压力表型号接近的新的冷媒压力表，型号为BM2-6-DS-R22。将该压力表连接到配备了经过检定的压力表的加压试验设备上进行空气充压，目标压力分别为10bar、13bar、18bar，结果显示，其表盘示值与加压试验设备上的试验压力表二示值一致，见图2、图3、图4。这表明冷媒压力表配合空气介质使用时，其高压表表盘的读数能准确的反映设备中的空气介质压力，不会失真。
图2 示值试验一
图3 示值试验二
图4 示值试验三
3.视窗断口扫描电镜与能谱分析
从爆裂的视窗玻璃残骸上取样，放在扫描电镜下分析断口形貌，如图5图6、图7所示，三个断口形貌图的底部为视窗玻璃的内表面。扫描电镜结果显示：裂纹源从视窗内表面开始扩展，呈放射状，有清晰的解理台阶，属于典型的由过载造成的一次脆断断口。
图5 断口微观形貌一
图6 断口微观形貌二
图7 断口微观形貌三
取爆裂视窗玻璃的一个小碎块，清洗干净，置于扫描电镜下进行能谱分析，结果如图8所示，黄色矩形代表面扫描区域，结果表明该视窗玻璃的材质为硅酸盐玻璃。
三、讨论与分析
通过空气介质对冷媒压力表读数准确性影响的试验（示值试验），冷媒压力表配合空气介质使用时读数不会失真。
从能谱分析结果可知，视窗玻璃为硅酸盐玻璃，宏观测量厚度为4.88mm，应能够承受高压表量程30bar的内压。
通过对视窗玻璃的断口扫描电镜分析，断口的裂纹源从视窗内表面开始扩展，呈放射状，有清晰的解理台阶属于典型的由过载造成的一次脆断断口。
因此，载荷超过视窗玻璃的承压能力是视窗玻璃爆裂的主要原因。分析整个事故发生过程，在维修人员进行泄压前压力表读数为26公斤，并未超过高压表的量程，所以实际超载应是在维修人员进行泄压过程中造成的。
正常情况下，此类冷媒压力表在卸压时，仅需打开低压阀即可完成卸压。但由于事故中的冷媒表阀组低压表旋纽缺失，考虑到打开低压阀卸压需要额外的工具，该维修人员应该是先关闭了高压阀，以期防止空调制冷系统内部的压力进一步升高。但此时空气压缩机仍在源源不断的往压力表内充入空气介质，而高压阀已关闭，空气介质不再进入到空调制冷系统，只能在容积有限的压力表内积聚。大量空气进入狭小的冷媒表阀组空间，瞬间造成了表内的超压。
经过核实，该维修工的整个超压处理过程确定为：①关闭高压阀；②断开空气压缩机电源；③卸压力表端与空气压缩机连接的软管（拆卸过程中，视窗发生爆裂）。
四、結论与建议
因此，维修人员对超压过程的处理措施不当是造成此起事故的直接原因。
压力表作为测量设备内所填充介质压力的仪表，由于所测介质的压力远高于环境压力，因此在使用过程中一定要谨慎小心。建议压力表应定期进行检定，并对操作人员进行专业的操作技能培训和安全知识培训，且操作人员在操作过程中
购买正规厂家的合格压力表；应穿戴护目镜和手套，降低安全隐患。
图8 爆裂视窗玻璃能谱分析结果
参考文献
[1] 上海交通大学.金属断口分析[M].北京：国防工业出版社，1979：210-214.
[2] 胡世炎.破断故障金相分析[M].北京：国防工业出版社，1979：280-282.
[3] 张栋，钟培道.失效分析[M].北京：国防工业出版社，2005：198-206.
[4] 吴连生.失效分析技术及其应用-第二讲断裂分类及韧、脆断裂的转变[J].理化检验-物理分册，1995，31（6）：57-61.