कैपिलरी ट्यूब सिस्टम में रेफ्रिजरेंट के प्रवाह को नियंत्रित करती हैं क्योंकि उनका आंतरिक व्यास बहुत कम होता है, आमतौर पर आधा मिलीमीटर से लेकर दो मिलीमीटर के बीच। जब गर्म, दबाव वाला रेफ्रिजरेंट कंडेनसर से बाहर आता है और इन छोटी ट्यूबों में प्रवेश करता है, तो घर्षण के कारण दबाव में लगभग 85% की गिरावट आती है, जैसा कि पोनमैन द्वारा 2023 में किए गए अनुसंधान में बताया गया है। दबाव में आचमुक गिरावट रेफ्रिजरेंट के तेजी से विस्तार का कारण बनती है, जिससे यह ठंडा हो जाता है, यहां तक कि तरल और वाष्प का यह ठंडा मिश्रण इवैपोरेटर कॉइल से टकराता है, जहां अधिकांश शीतलन वास्तव में होता है।
घरेलू एयर कंडीशनिंग यूनिटों के लगभग 89 प्रतिशत में, ASHRAE के 2023 के आंकड़ों के अनुसार, केपिलरी ट्यूबों का उपयोग निश्चित-द्वार वाले विस्तार उपकरणों के रूप में किया जाता है, जो हमारे आसपास दिखने वाले उन जटिल यांत्रिक वाल्वों का स्थान लेते हैं। ये छोटी ट्यूबें आमतौर पर तांबे या स्टेनलेस स्टील के सामग्रियों से बनी होती हैं। वे नियंत्रित करते हैं कि इवैपोरेटर भाग में कितना रेफ्रिजरेंट प्रवाहित होता है, जिससे अंततः सिस्टम के भीतर के वातावरण से ऊष्मा को सोखने की क्षमता में सुधार होता है। इन घटकों के प्रसार का क्या कारण है? सरल डिज़ाइन के साथ-साथ विश्वसनीय प्रदर्शन, इन्हें बड़े पैमाने पर विनिर्माण संचालन के लिए आदर्श बनाता है। विशेष रूप से निर्माताओं के लिए महत्वपूर्ण, जो बजट के प्रति सजग उपभोक्ताओं को लक्षित करते हैं, जिन्हें एसी कैपिलरी ट्यूब उत्पादन सुविधाओं से देश भर में कम लागत पर विश्वसनीय शीतलन समाधान की आवश्यकता होती है।
प्रवाह नियंत्रण तीन प्राथमिक कारकों पर निर्भर करता है:
अनुकूलित केपिलरी ट्यूब डिज़ाइन को इनवर्टर एसी सिस्टम में स्थिर रेफ्रिजरेंट प्रवाह के माध्यम से SEER रेटिंग में 12–15% सुधार करने के लिए दिखाया गया है, हाल की रिपोर्ट के अनुसार एचवीएसी सिस्टम डिज़ाइन में सुधार .
जब सामग्री को समय के साथ तापमान में बार-बार परिवर्तन और कठोर रसायनों का सामना करना पड़ता है, तो जंग लगने से प्रतिरोध करने वाली धातुओं की महत्वपूर्ण भूमिका होती है। अधिकांश एयर कंडीशनिंग इकाइयाँ अभी भी अपने आंतरिक घटकों के लिए तांबे पर निर्भर करती हैं, लगभग तीन चौथाई एसी सिस्टम इसका उपयोग करते हैं क्योंकि तांबा ऊष्मा का बहुत अच्छा संचालन करता है और निर्माण के दौरान इसे आसानी से आकार दिया जा सकता है, यह 2023 से एचवीएसी उद्योग डेटा के अनुसार है। विशेष रूप से अमोनिया को संभालने वाले प्रशीतन तंत्र के लिए, स्टेनलेस स्टील ही जाने माने तरीके से उपयोग की जाने वाली सामग्री बन जाती है क्योंकि यह क्षरण प्रभावों के खिलाफ बेहतर ढंग से सामना कर सकती है। पीतल मिश्र धातुएं अपनी जगह निम्न दबाव वाली परिस्थितियों में पाती हैं जहां अन्य सामग्री ज्यादा प्रभावी नहीं हो सकतीं, हालांकि ये अनुप्रयोग उद्योग के भीतर काफी विशिष्ट होते हैं।
ठंडा-खींचने की प्रक्रिया के माध्यम से निर्मित सीमलेस तांबे की ट्यूबों में 0.5% की मापनीय सहनशीलता होती है। खींचते समय इनलाइन एक्स-रे गेजिंग ट्यूब की दीवार की मोटाई की निगराणी करके ±0.01 मिमी के भीतर एकरूपता बनाए रखता है, जो सटीक एसी सिस्टम में सटीक रेफ्रिजरेंट मीटरिंग के लिए महत्वपूर्ण है।
इलेक्ट्रोलाइटिक-टफ-पिच (ईटीपी) तांबा, जिसमें ≤0.04% ऑक्सीजन सामग्री होती है, ब्रेज़िंग के दौरान हाइड्रोजन भंगुरता से बचाता है। एनीलिंग के बाद, ट्यूबों को रॉकवेल बी स्केल पर 65 एचआरबी तक पहुंचने का लक्ष्य बनाया जाता है, जो लचीलेपन और दबाव प्रतिरोध के बीच संतुलन बनाए रखता है। शिपमेंट से पहले सभी ट्यूबों का एएसएमई बी36.19एम व्यास सहनशीलता के अनुपालन के लिए स्वचालित दृष्टि प्रणाली द्वारा निरीक्षण किया जाता है।
एसी केपिलरी ट्यूब फैक्ट्रियां 0.5 मिमी के व्यास को प्राप्त करने के लिए बहु-पास ठंडा खींचने का उपयोग करती हैं जिसकी सटीकता ±0.01 मिमी होती है। टंगस्टन कार्बाइड डाई का उपयोग करके 6–12 चरणों में तांबे के स्टॉक को कम किया जाता है, जिससे सुनिश्चित होता है कि दीवार की मोटाई लगातार बनी रहे। वास्तविक समय में लेजर माप प्रणाली 25 मीटर/मिनट से अधिक की उच्च गति उत्पादन चलाने के दौरान आकार की स्थिरता बनाए रखती है।
अनुकूलित मर ज्यामिति (12°–16° एप्रोच कोण) और ऑक्सेलिक एसिड-साबुन स्नेहन पेट्रोलियम आधारित विकल्पों की तुलना में 38% तक खींचने घर्षण को कम करती है (द जेब्रा.ऑर्ग 2021)। एक प्रगतिशील मर अनुक्रम प्रति पास 1.15 और 1.35 के बीच ड्राइंग अनुपात को बनाए रखता है, जो सामग्री दोषों को पैदा किए बिना कुल अनुप्रस्थ क्षेत्र में 75% तक कमी करने में सक्षम है।
ड्राइंग के चरणों के बीच, तांबे की ट्यूबों को नाइट्रोजन-नियंत्रित भट्ठियों में 450–550°C पर बैच एनीलिंग से गुजारा जाता है। यह लचीलापन (≥35% एलोंगेशन) बहाल करता है और 90 मिनट के भीतर पूर्ण पुन: क्रिस्टलीकरण सुनिश्चित करता है। आगे की प्रक्रिया से पहले धातु विज्ञान विश्लेषण सूक्ष्म संरचना की अखंडता की पुष्टि करता है।
सीएनसी फ्लाइंग कटर 1.5–6 मीटर की लंबाई को ± 2 मिमी की सटीकता के साथ 30 मीटर/मिनट की गति पर काटते हैं। सर्वो-चालित कोइलिंग प्रणाली 150–300 किग्रा वजन वाले स्पूल तैयार करती है, 0.5 मिमी के भीतर कॉइल व्यास स्थिरता बनाए रखते हुए। पॉलिमर इंटरलीविंग परतें हैंडलिंग और परिवहन के दौरान सतह के नुकसान से बचाव करती हैं।
सतह की गुणवत्ता सीधे रेफ्रिजेरेंट प्रवाह और प्रणाली की विश्वसनीयता को प्रभावित करती है। एक चिकनी आंतरिक खत्म (से कम 0.8 µm Ra ) प्रलय को कम करता है और सूक्ष्म अवरोध का कारण बन सकने वाले कणों के संचयन को रोकता है। सतह की खामियां जो दीवार की मोटाई के 5% से अधिक होती हैं शीतलन क्षमता में 12–18% की कमी कर सकता है (HVAC Tech Journal, 2023), जिससे निर्माण नियंत्रणों की कठोरता की आवश्यकता पर जोर दिया जाता है।
ड्राइंग के बाद, ऑक्साइड परतों को हटाने के लिए नाइट्रिक एसिड पिकलिंग से ट्यूब्स गुजरती हैं, उसके बाद तीन-चरण डिआयोनाइज्ड पानी से क्रमशः धोया जाता है ताकि अवशिष्ट रसायनों को समाप्त किया जा सके। उच्च-वेग वायु चाकू ट्यूब्स को सुखाते हैं 65–80°C पर 50 पीपीएम — आंतरिक संक्षारण को रोकने के लिए एक महत्वपूर्ण कदम।
अंतिम पैकेजिंग ISO कक्षा 5 क्लीनरूम में होती है, नाइट्रोजन से भरे कंटेनरों में ट्यूब्स सील कर ऑक्सीकरण को रोका जाता है। स्वचालित हैंडलिंग सिस्टम मानव संपर्क को कम करते हैं, जबकि लेजर कण गिनतीकर्ता MIL-STD-1246E के अनुसार स्वच्छता की पुष्टि करते हैं। शीर्ष सुविधाएं संदूषण स्तर को ≤ 10 कण/सेमी² 0.5 µm से बड़े कणों के लिए बनाए रखती हैं।
प्रत्येक ट्यूब को सामान्यतः 500–800 psi के दबाव के 2.5× पर 10–15 मिनट के लिए परीक्षित किया जाता है ताकि संरचनात्मक अखंडता की पुष्टि हो सके। यह हाइड्रोस्टैटिक परीक्षण 0.003 मिमी आकार के सूक्ष्म लीक का पता लगाता है तथा ASHRAE 2024 दिशानिर्देशों के अनुरूप वास्तविक परिस्थितियों में रेफ्रिजेरेंट दबाव के अंतर्गत विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है।
लेज़र माइक्रोमीटर तथा अल्ट्रासोनिक गेज बाहरी व्यास को ±0.01 मिमी तथा दीवार मोटाई को ±5% के भीतर सत्यापित करते हैं। ये माप सुनिश्चित करती हैं कि प्रवाह विशेषताएँ निरंतर बनी रहें तथा वास्तविक समय में निगरानी की जाए, जिसमें असंगत इकाइयों को स्वचालित रूप से अस्वीकृत कर दिया जाता है ताकि ASTM B280 अनुपालन पूरा हो सके।
त्वरित जीवन परीक्षण 50,000 दबाव चक्रों (50–300 psi) और -40°C से 120°C तक तापीय झटकों के माध्यम से 15 वर्षों की सेवा का अनुकरण करता है। वारंटी कवरेज के लिए पात्रता प्राप्त करने के लिए, ट्यूबों को परीक्षण के बाद अपनी प्रारंभिक बर्स्ट ताकत का कम से कम 95% तक (≥1,200 psi) बनाए रखना चाहिए।
प्रत्येक ट्यूब पर लेजर-एचिंग कोड अंकित होता है जो कच्चे माल, प्रक्रिया मापदंडों और निरीक्षण रिकॉर्ड तक पूर्ण ट्रेसेबिलिटी का समर्थन करता है—10 वर्षीय ऑडिट आवश्यकताओं का समर्थन करता है।
आजकल कैपिलरी ट्यूबें अधिकांश इन्वर्टर से चलित हीट पंपों में अपना रास्ता बना रही हैं, विशेष रूप से तब जब निर्माताओं को पारंपरिक स्प्लिट सिस्टम की तुलना में अधिक भिन्न दबाव स्थितियों में विश्वसनीय रूप से काम करने वाले घटकों की आवश्यकता होती है। आर -290 रेफ्रिजरेंट जैसे हरित विकल्पों की ओर बढ़ने से कई कारखानों के मालिकों को अपने संचालन पर पुनर्विचार करने के लिए मजबूर कर दिया है। एसी कैपिलरी ट्यूब बनाने वाले लगभग 42 प्रतिशत ने पिछले साल की शुरुआत के बाद से अपनी उत्पादन प्रक्रियाओं में सुधार किया है। ये अपग्रेड उस क्षेत्र में नए सुरक्षा नियमों के साथ तालमेल रखते हुए हाइड्रोजन एम्ब्रिटलमेंट की समस्या से बचने पर केंद्रित हैं।
कैपिलरी ट्यूबों का मुख्य कार्य निश्चित-द्वार विस्तार उपकरणों के रूप में होता है, इंडोर वायु से ऊष्मा अवशोषण को बढ़ाने के लिए इवैपोरेटर भाग में रेफ्रिजरेंट के प्रवाह को नियंत्रित करना।
तांबे का उपयोग अक्सर इसकी उत्कृष्ट उष्मीय चालकता और आकार देने में आसानी के कारण किया जाता है, जो उच्च गुणवत्ता वाले एयर कंडीशनिंग घटकों के लिए इसे उपयुक्त बनाता है।
दबाव में गिरावट को ट्यूब की ज्यामिति, लंबाई और शीतलक गुणों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो प्रवाह प्रतिरोध और दबाव अंतर को प्रभावित करता है।
एएसटीएम बी280 मानक 99.9% शुद्ध तांबे को निर्दिष्ट करता है, जो आधुनिक शीतलकों के साथ सुसंगतता सुनिश्चित करता है और तन्यता शक्ति और ऑक्साइड संदूषण सीमा जैसे महत्वपूर्ण गुणों को परिभाषित करता है।
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