铜铝管耐腐蚀性分析

铝管腐蚀性分析
到目前为止,空调器的连接管绝大部分都是采用铜管,而在冰箱、汽车空调等制冷领域,则广泛使用铝合金管(以下简称铝管),单从成本上来是说,铝管比铜管要便宜的多,一方面是由于铝的价格比铜便宜,另一方面是由于铝的比重比铜小,只有铜的三分之一。因此,可以考虑将空调器的连接管改为铝管,以降低成本。
但是,现有的家用空调器使用的截止阀均是铜阀,使用铝连接管不可避免的要涉及到铝与铜的连接。大家都知道,铜和铝直接接触,在空气和水份的作用下,会发生电化学腐蚀,尤其是在沿海地区,空气中的水份和盐份含量高,很容易导致铝被腐蚀掉,形成腐蚀坑或穿孔,从而影响连接管性能。因此,要想使用铝连接管,首先要解决电化学腐蚀的问题。
另外,考虑到铝本身的一些特性,还需要对其力学性能、弯曲性能、耐压性能、耐高低温冲击、疲劳性能等进行验证。
本案例重点介绍防腐措施。验证防腐性能采用的是盐雾试验,其试验条件和标准为:家用供暖系统PH值为6.5-7.25%±1%NaCl,温度35新型碾米机环保型±2的盐雾箱内放置500小时,观察是否出现腐蚀点。
2 分析和试验
铜和铝发生腐蚀需要一定的条件,就是要有水和盐份,而水和盐份存在于空气中。因此,防止发生腐蚀主要从这方面入手,将铜与铝的接触面隔开,或者将铜铝接触的部位整体与空气隔开。女儿墙泛水
通过分析,并且综合了相关外协厂家的建议,我们设计了三种方案
方案一:采用特制的防锈铝合金螺母替代铜螺母,直接将铝连接管连接在铜螺母上,靠螺母的压紧力将铜铝的接触面紧密的压在一起,排除接触面的空气。此方案如果可行的话,可直接将铝管安装在铜截止阀上,不需要改变现有的生产工艺及安装方式。
试验结果却发现铝管还是被腐蚀。
此方案虽然排除了接触面的空气,但是,阀体和铝管的外表面仍然处于空气中,试验箱的盐溶液会凝结在铝管-螺母-阀体的外表面,形成水桥,将铜铝导通,从而形成原电池反应,将铝腐蚀掉。在空调器的实际使用中,连接管与阀体接触部分经常会有凝结水,同样会导致铝的腐蚀,因此此方案证明是不可行的。同时,实验中,防锈铝合金螺母表面很快
成鳞片状并逐层脱落,说明这种防锈铝合金螺母本身的抗腐蚀性能也是不符合要求的。
方案二:将铜截止阀换成铝截止阀,再将铝连接管用铝合金螺母直接连接在铝阀上。铝阀和配管(铜管)的连接采用铆接的方式。这样做的好处是可以使用整根铝连接管,安装施工方便,使用铝阀比铜阀可进一步降低成本。但是由于配管要与铝阀铆接起来,对室外机的生产工艺影响较大;另外,铝阀的性能是否能满足要求?铜管与铝管的铆接是否可靠?铆接处依然存在腐蚀的可能性。因此此方案要经过多方面的验证。
对以上问题分别进行了试验,铝阀的充氟试验泄露量不合格,水压试验中铆接处松脱,盐雾试验后,铆接处铝管被腐蚀。因此,此方案虽然能大幅度降低成本,但是目前部分技术还不成熟,性能不能满足要求,还有待以后改进。
方案三:在铝连接管两端采用铜铝接管(在铝管的两端焊接一段铜管),这样在安装时仍然是铜管与铜阀相接触。此方案的优点在于连接管与阀体的连接可靠;不需要改变现有的外机生产工艺;结合前面的试验及分析,焊接处必须有效保护,隔绝空气,因此在焊接处要进行防腐处理;焊接后的管性能能否满足要求需要验证;由于焊接成本较高,且焊接处要做防腐处理,因此此方案能降低的成本最少。
对焊接的铜铝连接管进行了气密性试验、水压试验、弯曲试验、高低温冲击等试验,试验结果表明其机械性能能够满足空调器的要求。所以此方案重点在于解决防腐蚀问题。
对于焊接处的防腐,考虑了三种方案:
A. 在焊接处喷塑
B. 在焊接处喷漆
C. 在焊接处套热缩管
对三种方案均制作了样品,进行了盐雾试验,试验结果:喷塑的样品没有腐蚀。喷漆的样品全部出现腐蚀。套热缩管的样品被热缩管套住的部位没有腐蚀,但是没有被热缩管套住的地方出现了腐蚀,分析后认为主要是热缩管较短,在管的外面形成了水桥,导致腐蚀,将热缩管加长到一定值,重新试验,则整根连接管没有出现腐蚀。
根据实验,喷塑和套热缩管都是可行的,到底取那种方案呢?从生产加工方面来看,显然是套热缩管比较方便。
至此,我们确定了可行的铝连接管方案。
按照这种方案加工了2000套铜-铝连接管,在工程机上进行了试用,到目前为止已经有接近两年的时间,使用情况正常,还没有出现异常情况报告。
3 总结
将铜连接管改为铝连接管,需要验证的内容相当之多,因此方案设计一定要考虑全面,试验验证一定要充分,否则会导致大批量的市场质量事故。
一种新材料的应用,要有相应的标准来规范,因此我们在试验数据的基础上,参考了连接管及配管用铜管标准,制定了连接管用铜-铝管标准。家用智能控制系统
虽然根据项目需要最后确定了采用铜-铝连接管并套热缩管的方案,但是,另外两种方案在成本上有更大的优势,只是某些性能暂时不能满足要求,因此有继续研究的价值。
另外,在使用铝管的时候,它的壁厚设计也要把握好,安装后,铝管的喇叭口会出现拉伸变形现象.整机在制热运行过程中会出现轻微的振动,这样一来,时间长了,铝管的喇叭口处就会断裂

本文发布于:2024-09-23 22:30:23,感谢您对本站的认可!

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