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换热系统的腐蚀及预防
2014-11-14 16:48:48 作者:李向军来源:

  近年来,随着人们环保节能意识的提升,间接式太阳能热水器开始大行其道。而大部分间接式太阳能热水系统的金属材质主要为紫铜、黄铜、碳钢和不锈钢,有少数厂家为了节约成本使用铝压铸流道的集热板。在日常使用中,如果保护不当,这些部件很容易发生腐蚀,从而减少间接式太阳能热水系统的使用寿命。因此,分析换热系统的腐蚀特征并采取相应的防护措施对延长换热系统使用寿命具有重要意义。

 

  一、铜的腐蚀及预防

 

  在换热系统中用到的铜分为紫铜和黄铜,紫铜通常为纯铜,黄铜为铜锌合金(铜的含量超过80%)。在湿度较高、腐蚀性介质中,铜发生较为严重的腐蚀。铜合金表现出比纯铜更高的耐腐蚀性。

 

  针对以上情况,预防铜发生腐蚀应该采取如下措施:(1)保持溶液的适度碱性,避免酸化;(2)环境的湿度高是无法避免的,必须添加高效的铜专用有机缓蚀剂以降低腐蚀率;(3)避免导热介质溶液中含有能使铜发生络合反应的离子,也就是说在体系内避免NH4+等离子的存在;(4)降低导热介质溶液中氧的含量。

 

  二、碳钢的腐蚀及预防

 

  碳钢在酸性条件下容易发生腐蚀,在碱性条件下较稳定,但也会存在如下几种腐蚀的可能性:(1)均匀腐蚀;(2)局部腐蚀;(3)电偶腐蚀。

 

  预防措施:(1)控制导热介质的pH值在9-11之间,以保证碳钢的稳定环境;(2)选用易发生均匀腐蚀的碳钢牌号,尽量避免使用易发生点蚀的碳钢牌号;(3)添加特效的碳钢专用缓蚀助剂,抑制腐蚀的发生;(4)在与铜管连接时,尽量做到绝缘,降低电偶腐蚀发生的概率。

 

  三、不锈钢的腐蚀及预防

 

  对于奥氏体不锈钢(304属于此种类型)而言,氯离子可谓是其最大杀手,形成腐蚀的原因为氯离子破坏不锈钢的钝化膜氧化铬,由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉,形成可溶性的金属氯化物,这样导致了腐蚀的加速结果在基底金属上生成孔径为20-30微米的小蚀坑,孔蚀一旦形成,即向深处自动加速。

 

  对于304不锈钢腐蚀的预防应采取如下措施:(1)严格控制导热介质的氯离子浓度,必须小于25ppm;(2)加入特效的有机缓蚀助剂,增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜得以再钝化;(3)采用外加阴极电流保护,抑制孔蚀。

 

  四、铝的腐蚀及预防

 

  铝和氧化铝薄膜能和许多酸性或碱性物质起反应而被腐蚀,其在中性环境下较稳定。如用在太阳能集热系统中,其潜在的腐蚀有以下几种:(1)点蚀;(2)均匀腐蚀;(3)晶间腐蚀;(4)电偶腐蚀。

 

  预防措施:(1)导热介质的pH不宜偏大,控制在7-8为宜,这也是汽车防冻液或基于汽车防冻液配方的导热介质必须两年左右就要更换的主要原因;(2)受汽车散热器和发动机系统连接使用橡胶管的启发,连接集热板和水箱时一定做到绝缘,切断形成宏电池的电子通道,抑制电偶腐蚀的发生,否则,铝流道集热板将成为类似于普通家用电热水器中的“镁棒”,成为阳极被腐蚀牺牲掉以致保护了碳钢材质的水箱;(3)添加适宜的缓蚀助剂,降低腐蚀的发生。虽然采取了上述有效措施,在太阳能行业铝合金这种材质仍然是最易腐蚀的金属,建议慎重采用。

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