液氮深冷箱常用于金属工件深冷处理、材料低温性能测试等场景,其降温速度直接影响加工效率与工件质量。不少用户遇到过这样的问题:原本能在 1 小时内从常温降至 - 120℃的设备,突然需要 3 小时甚至更久才能达标,不仅延误生产进度,还可能因降温不及时导致工件性能不达标。其实这类问题多源于设备关键部件或操作细节的异常,按以下 4 个方向排查,通常能快速找到症结。
一、原因 1:液氮供给 “断档”,管路堵塞或压力不足是主因
液氮深冷箱的降温依赖稳定的液氮输入,若液氮供给出现问题,降温速度必然放缓。常见问题包括:液氮储罐压力过低(低于 0.3MPa 时,无法满足设备供液需求)、供液管路堵塞(液氮中的杂质或结冰导致管路狭窄)、电磁阀故障(无法正常开启或关闭,导致供液量不足)。
实操排查步骤:
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检查液氮储罐:查看储罐压力表,若压力低于 0.3MPa,立即开启增压阀(缓慢增压至 0.4-0.6MPa,避免压力骤升损坏管路);同时检查储罐液位,若液位低于 1/3,及时补充液氮(补充时需关闭深冷箱供液阀,防止杂质进入设备)。
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排查供液管路:关闭储罐供液阀,拆卸深冷箱入口处的过滤器(通常为铜制滤网),观察是否有杂质、冰霜堵塞 —— 若有,用压缩空气(压力 0.2MPa)反向吹扫,或用无水乙醇清洗后晾干安装;若管路外壁结霜严重(非正常低温结霜,而是局部结冰),可能是管路保温层破损,需更换保温棉并包裹严实。
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测试电磁阀:接通设备电源,在控温面板上设置 “强制供液” 模式(部分设备有此功能),听电磁阀是否有 “咔嗒” 的吸合声;若无声,用万用表测量电磁阀线圈电压(正常应为 220V 或 380V,根据设备型号而定),若电压正常但电磁阀不动作,说明电磁阀故障,需更换同型号电磁阀。
二、原因 2:保温密封失效,热量 “偷跑” 进箱体
深冷箱的箱体采用双层保温结构(内层为真空绝热层,外层为保温棉),若保温层破损或门封条老化,外界热量会持续渗入箱内,抵消液氮的降温效果,导致降温速度变慢。很多用户会忽略这一问题 —— 比如长期开关箱门导致门封条变形,或搬运时碰撞箱体造成保温层破损。
实操排查步骤:
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检查门封条:关闭箱门后,用一张 A4 纸插入门封条与箱体的缝隙,若能轻松抽出且无明显阻力,说明门封条密封不严;观察门封条是否有裂纹、变形、老化(用手触摸,若手感变硬、失去弹性,即为老化)。
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解决办法:若门封条轻微变形,可加热吹风机(调至低温档)对着变形处吹 3-5 分钟,同时用手轻轻按压使其复位;若老化或破损,直接更换同规格门封条(安装时注意对齐卡槽,避免偏移)。
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检测箱体保温层:开启设备降温 1 小时后,用手触摸箱体外壁(除门把手、散热孔外的区域),若局部温度明显高于其他部位(正常外壁温度应接近环境温度,偏差不超过 5℃),说明该位置保温层破损。
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解决办法:若破损位置在箱体侧面或顶部,可联系厂家拆开外层壳体,更换破损的保温棉并重新抽真空(真空度需达到 10-3Pa 以下,确保绝热效果);若破损严重,建议整体更换箱体,避免因保温失效导致长期能耗过高。
三、原因 3:负载超出设备额定范围,“超量” 导致降温乏力
深冷箱的降温能力与额定负载(即大可处理工件的体积、重量)匹配,若一次放入的工件体积超过箱体有效容积的 70%,或工件重量远超额定负载,会导致箱内冷空气循环受阻,液氮无法快速带走热量,降温速度自然变慢。
实操排查与解决:
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核对负载参数:查看设备说明书,确认额定负载(如 “有效容积 50L,大负载 30kg 金属工件”),对比当前放入的工件总量 —— 若超量,立即取出部分工件,分批次处理。
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优化工件摆放:即使未超量,若工件紧密堆叠(如将多块金属板紧贴放置),也会影响空气流通。正确做法是:用支架将工件分层隔开(每层间距不小于 5cm),避免工件直接接触箱壁,确保冷空气能在工件间循环。
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实测效果:某工厂曾将 50kg 工件(超额定负载 10kg)放入 50L 深冷箱,降温至 - 120℃耗时 2.8 小时;减少至 30kg 并分层摆放后,耗时缩短至 1.1 小时,恢复正常速度。
四、原因 4:控温系统故障,“指令” 与 “执行” 脱节
深冷箱的控温系统由温度传感器、PLC 控制器、节流阀组成,若某一部件故障,会导致控温指令无法准确执行 —— 比如温度传感器测量不准(显示温度低于实际温度,导致设备提前减少液氮供给)、节流阀卡滞(无法根据指令调节液氮流量),都会造成降温速度变慢。
实操排查步骤:
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校准温度传感器:准备一支高精度低温温度计(量程 - 200℃~0℃,精度 ±0.5℃),将其与设备传感器一同放入箱内,关闭箱门降温至 - 80℃,对比两者读数 —— 若偏差超过 3℃,说明设备传感器失准,需更换同型号传感器并重新校准。
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检查节流阀:断开设备电源,拆卸节流阀(通常位于供液管路与箱体连接处),观察阀芯是否有杂质卡滞或磨损;若有,用无水乙醇清洗阀芯,晾干后重新安装;若阀芯磨损严重(如密封面有划痕),需更换节流阀。
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测试 PLC 控制器:在控温面板上设置不同目标温度(如 - 50℃、-100℃),观察液氮流量是否随温度变化调整(可通过听管路中液氮流动的 “嘶嘶” 声判断,温度越低,流量应越大);若流量无变化,可能是 PLC 控制器故障,需联系厂家技术人员检修或更换。
日常预防:减少降温慢问题的 3 个习惯
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定期维护:每周清洁供液管路过滤器,每月检查门封条密封性和保温层,每季度校准温度传感器,避免小问题积累成大故障。
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规范操作:严格按额定负载放工件,避免超量;开关箱门时动作轻柔,减少门封条磨损;补充液氮时先排净管路中的空气,防止杂质进入。
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记录数据:建立设备运行台账,记录每次降温的起始温度、目标温度、耗时、负载量,通过数据对比(如发现某批次耗时突然增加 20%),及时发现异常并排查,避免问题扩大。
通过以上排查,多数液氮深冷箱降温慢的问题都能解决。若排查后仍无改善,可能是箱体真空绝热层彻底失效或压缩机故障(适用于带压缩机制冷的混合型深冷箱),需联系专业维修人员进一步检测。
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