铜管蚁巢腐蚀机制及其预防措施

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1、铜管蚁巢腐蚀机制及其预防措施钟明生汪浩倪雪辉(珠海格力电器股份有限公司)摘要空调换热器用铜管发生的蚁巢腐蚀会导致系统产生泄漏，使制冷、制热性能下降。本文通过介绍蚁巢腐蚀形成的机理，对可能引起蚁巢腐蚀的物质进行相关试验验证，有针对性地提出预防措施。关键词空调;热交换器;铜管;蚁巢腐蚀Ant-nestcorrosionmechanismofcoppertubeandpreventionmeasuresZhongMingshengWangHaoNiXuehui(GreeElectricAppliances，Inc．ofZhuhai)ABSTＲACTAnt-nestcorrosionincoppe

2、rtubeoftheair-conditioningheatexchangercanleadtotheleakingofrefrigerantinthesystem，whichaffectsitscoolingandheatingperformance．Themechanismoftheant-nestcorrosionisintroduced．Ｒelevanttestsareconductedusingmaterialswhichmaycauseant-nestcorrosion．Preventionmeasuresareproposedcorrespondingly．KEYWOＲDSa

3、ir-conditioning;heatexchanger;coppertube;ant-nestcorrosion考虑到传热性能及加工的可靠性，通常选用铜和铝作为空调换热器的原料，目前家用空调领域95%以上的换热器采用的是翅片(铝)铜管式结构，也有采用微通道设计的纯铝换热器。这些换热器在使用过程中，通常条件下能够很好地抵御外界腐蚀，使用寿命可以在15年以上。然而，在有些情况下，换热器受铜管自身缺陷及高温、腐蚀性环境等因素影响，寿命会大大缩短。换热器铜管腐蚀会造成制冷剂的泄漏，导致空调的制冷、制热性能下降。一般来说，铜和铜合金的腐蚀类型主要有:点蚀、大气腐蚀(氧化变色)、应力腐蚀、疲劳腐蚀

4、等。已有大批研究人员对铜和铜合金的这些常规腐蚀类型的机制、特性及预防措施做过研究［1］。笔者要研究的是另外一种腐蚀类型———蚁巢腐蚀。1977年国外学者首次发现蚁巢腐蚀现象并命名，20世纪80年代日本空调企业开始研究蚁巢腐蚀并于90年代初取得重大进展，我国研究人员于2003年前后开始关注蚁巢腐蚀现象。随着越来越多的蚁巢腐蚀现象在空调器装置储存及使用初期被发现，蚁巢腐蚀的高危害性逐渐得到各大空调企业的重视。蚁巢腐蚀的特征和机制蚁巢腐蚀宏观及微观特征大多数的蚁巢腐蚀泄漏发生在储存期及安装11．1使用的前2年，具有腐蚀快、同批次大面积出现等特点，铜管腐蚀部位外表呈片状或斑点状变色(红棕、兰、绿和

5、灰黑等)，微观特征为枝杈、弯曲通道、蚂蚁巢穴般孔洞［1］，见图1。图1蚁巢腐蚀微观金相收稿日期:2013-06-30作者简介:钟明生，本科，工程师，工艺部部长，主要从事空调加工工艺研究。第11期钟明生等:铜管蚁巢腐蚀机制及其预防措施·71·1．2蚁巢腐蚀形成的机制蚁巢腐蚀形成的机制并不复杂，国内外也有大量的研究，简单地说:就是腐蚀媒在空气中氧化水解生成低级羧酸，见图2。表2辅料与去离子水混合比例混合液成分混合比例助焊剂+(去离子)水弯管油+(去离子)水清洗剂+(去离子)水助焊剂:(去离子)水=1:9弯管油:(去离子)水=1:9清洗剂:(去离子)水=1:92．2．2试验结果1)混合液成分检测

6、结果在80℃高温环境下放置30天后，对混合液的有害成分进行检测，结果见表3。表3混合液有害成分检测结果试验组数试验条件甲酸根/ppm乙酸根/ppm氯离子/ppmpH值助焊剂A+水助焊剂B+水弯管油A+水弯管油B+水清洗剂A+水1234533．618．925．665．494．833．78ND33．7851．5647．0013．2106．67012．5021．6718．336．76．96．76．15．8图2蚁巢腐蚀机制发生蚁巢腐蚀的必要条件为:铜表面+腐蚀媒+水+氧气，缺少其中一项都不会发生蚁巢腐蚀。接触铜管内部的腐蚀媒:含氯的清洗剂、挥发性润滑油、助焊剂、压缩机油［1-5］;接触铜管外部的腐

7、蚀媒:木材和人造建材挥发物、泡沫塑料隔热层和胶粘带渗出物、香水、化妆品、调味品、药品和杀虫剂［1-2，6-7］。6清洗剂B+水26．831．1121．676．6从检测结果来看，混合液成分中基本都出现了乙酸根。考虑到试验条件下封闭U形管内氧气含量较少，因此氧化水解还不够充分。若铜管充分暴露在空气中，管内残留的挥发油、清洗剂会发生更强烈的氧化水解反应，更加容易产生由外而内的腐蚀。2)金相分析解剖后的样件出现腐蚀层，样件与混合