钢制及铝制散热器由于轻便、美观、节能、节材,为中国采暖散热器行业今后的发展方向。根据中国《建筑金属制品2010年发展规划》国家将大力支持钢制及铝制散热器的发展,逐步加大其市场份额,达到目前发达国家的相应水平(90%)。
但是,在中国,钢制及铝制散热器在使用行过程中存在一个重大问题即腐蚀问题。由于中国地大物博,各地供暖系统 的水质,运行管理等差异甚大,常常发生采暖散热器的腐蚀泄露问题,如北京亚运村的钢制散热器及青海西宁的铝制散热器的大面积泄露,造成了权坏的政治影响和 极大的经济损失。
导致钢制及铝制散热器腐蚀泄露的因素是多种多样的,其主要原因是:
1.中国的供暖系统采用开式运行,停止供热时便排空,散热器内部湿度较高,在空气充足的条件下,腐蚀速率较大 气环境下快得多。国内外有关专家学者对钢制散热器的腐蚀机理进行了多年探索,认为:从腐蚀状况分析,氧化腐蚀及各种氧浓差腐蚀(如缝隙腐蚀,水线腐蚀,, 点腐蚀,垢下腐蚀)是钢制散热器腐蚀泄漏的主要原因,其腐蚀形式为:
2Fe+O2+2H2O→2Fe(OH)2+O2→ Fe2O3 H2O(铁锈)
2.中国的自来水中普遍加有氯气或漂白粉xx,给水中带来氯离子,Cl-为活性阴离子,渗透性很强,对钢及铝都有加速腐蚀作用,其腐蚀形式为:
Fe+2Cl-→FeCl2+2e
2H2O+4e+O2+4Na+→4NaOH
FeCl2+8NaOH+ O2→Fe2O3·H2O+8NaCl+H2O
AL-3e→AL3+
1/2O2+H2O+2e→2OH-
AL3+ALOHCL-+ALOHCL2+AL(OH)3→ALO2-+CL-
置换出的C1不断向内层迁移,进一步屑蚀内层的金属。其对基体的腐蚀是一个自催化的过程,它对基体的破坏是严重的。
3.中国部分地区水质较差,硬度高且碱性,易形成水垢,水垢产物对铝制散热器的腐蚀起加速作用。采暖用锅炉在 运行过程中为减缓对锅炉和管道的腐蚀,常加有一定量的碱性缓蚀剂,对铝制散热器有腐蚀作用;同时,为减少水在锅炉和管道的内壁结垢,常在锅炉中加入一些碱 用以调节水的pH值,实践征明:当锅炉中水的pH值在9.0附近,结垢质一钙镁离子难于形成沉淀,有利于减少锅炉和管道的内壁结垢,对锅炉的正常运转很有 利。但是,这些碱性物质对4s制散热器有致命的损害。
如果不进行内防腐,无论是钢制还是铝制散热器的寿命将是十分有限的。
表1 TY-3318散热器内防腐专用涂料的主要性能指标
预定项目 | 技术指标 | 检测方法 |
涂料颜色 | 铁红色 | GB1729 |
涂料细度,m | <50 | GB1724 |
附着力,级 | 1 | GB1723 |
粘度(涂)4 杯,秒 | ≥80 | GB1720 |
抗冲击性,cm | 50 | GB1732 |
硬度 | ≥0.4/TD> | GB1730 |
柔韧性,cm | 1 | GB1731 |
耐热性(200 度,24 小时) | 不开裂 | GB1735 |
耐盐雾性,h/TD> | 720 | GB1771 |
耐5%盐水/TD> | 三个月 | GB10834 |
烘烤温度(底层) | 40度, 30分 | |
烘烤温度(面层) | 180度, 30>分 | |
为了提高钢制和铝制散热器的使用寿命,散热器生产企业曾尝试过采用诸如电镀、化学镀、搪瓷等多种工艺手段对其内壁进行内防腐。但不是由于工艺不合理,亦或是成本太高等原因而均未能被散热器行业普遍接受。为此,我所亦投入了大量的人力、物力进行攻关,研制开发了TY-3318钢制及铝制散热内防腐专用涂料,该涂料耐酸、耐碱、耐水、耐温、机械物理性优异,对散热器的传热效率基本无影响。自1997年正式投入使用以来,效果良好。现在我们仍在继续进行该产品的研制工作,并准备根据其实际应用情况,开发第二代、第三代产品,为散热器行业提供价廉物美,适合钢制及铝制散热器工况条件及涂装要求的涂料。
表2 涂层耐介质性
该涂料所涂的涂层平滑光亮,坚韧致密,除具有优异的耐碱、耐酸、耐有机溶剂和各类介质外,还具有优异的阻垢性能,使涂有涂层的散热器的导热系数稳定,如下图:
图1 散热器导热系数与时间的关系
从图可以看出,在实际使用过程中,没有涂层的散热器开始导热效果好,生锈生垢后散热器传热效果明显降低;而涂有7Y-3318涂层的散热器因不易结垢,腐蚀,其导热系数基本为一常数;对散热器的传热很有利。
散热器内防腐涂装工艺
散热器在前处理之前须进行水压试验或气密性试验,在一定压力下严格检查不漏合格方能进行涂装前处理;涂装后的散热器再进行一次压力试验。
1.前处理:
涂装前处理质量是影响涂装质量的关键因素之一, 尤其采暖散热器的工况条件恶劣,涂层长期经受高温、高湿及水流的侵蚀、冲刷,除涂层要有优异的耐蚀性外,还须与底材结合牢靠,这就要求作好底材前处理;前 处理质量对涂层性能的影响尤其显著,不重视涂装前处理,要想获得理想的内防腐涂层是不可能的。
无论是钢制还是铝制散热器因内腔狭小,用机械喷砂处理内腔的方法是不现实的,现在采用较多可行的是化学前处理法。对钢制散热器,通常采用脱指→ 水洗→酸洗→水洗→表调→磷化处理→水洗→烘干等工序。对铝制散热器,可用脱脂→水洗→碱蚀→水洗→出光→水洗→氧化磷化→水洗→烘干等工序,可用浸泡法 或泵循环法。试验证明:钢制散热器采用薄膜磷化将具有更好的附着力和抗冲击强度,耐蚀性也将提高;铝制散热器也应控制好氧化磷化膜的厚度,膜不宜过厚。
2.涂漆
钢制和铝制散热器主要采用灌涂,可人工灌也可机械灌,即是将内表面处理合格的散热器吊装成一定倾角和放置方向,并与泵及漆槽连接成循环系统,采 用专用接头进行灌涂。机械灌的好处是一次可灌多片,效率高;因用泵向内输送,使漆液有一定的压力,可减少漆中因晃动而产生的气泡,避免漆膜的一些缺点;权 械灌涂虽然效率有所提高,但接头的上下也会耽搁些时间。灌涂时漆液与散热器内壁接触应在3分钟以上并不停地晃动,使漆液能将管壁充分润湿并渗入缝隙,保征 散热器内壁挂漆均匀,无漏涂。漆罐中的漆液在使用一段时间后应过滤,滤布用120目以上,除去涂装过程今带入的残渣。
3. 放置空漆
对刚灌完漆的散热器不能立即烘烤,否则有堆积的地方会起泡,起泡部位漆膜不完整,泡下部很薄或根本没有膜,很容易被汽流和水流冲毁,起不到应有 的内防腐的作用。刚灌完漆的散热器应倾斜放置1到2小时,使内腔残余漆都流出如图2,可将其置于架子上,也可挂起使其尽量倾斜,图中倾角?应大于45度; 空置时应标识好散热器的放置位置,{dy}次朝下面的一端,在第二次灌完漆放置时朝,图中左侧是{dy}次放置方向,右边是地二次放置的位置,二者刚好相反,这有 利于上下涂漆均匀;放置完毕应将死角处堆积的油漆用真空泵吸掉,尽量减少堆积,以免烘烤起泡。对于形状比较复杂,内腔死角多,残余漆难流出的散热器,应该 从结构上想办法,使其便于流出堆积的漆。
TY-3318涂料的粘度随温度的变化较大,当温度升高到35度以上时漆的粘度迅速成小如图3,这有利于漆的流平;在有条件的地方可考虑将漆适当然加热,这样可提高漆的渗透力,使漆流平性更好,挂漆更均匀。
4:烘烤固化
涂完漆放置空干后的散热器进行烘烤固化,前一道固化温度为140度半小时,第二道固化温度为180度半小时;烘烤时散热器{zh0}平放如图4,让角落处堆积的漆回流,这样可减少堆积起泡;根据不同情况,固化温度和时间可作适当调整,但以涂层固化xx为前提。
您的温暖
钢制和铝制散热器内防腐涂层质量管理与控制
涂装过程每一环节的检验都很重要,检验项目主要有:
1.每道涂层固化完毕后要用涂层测厚仪检测,内 涂全部完工后应测总厚度;因散热器内腔狭小,用测厚仪无法直接测量,{zh0}的办法是每批能解剖一片来检测;或者用工件相同材料作成的试板,与工件一同前处理 和涂漆,来测厚度。对钢制散热器用磁性测厚仪检测,而铝制散热器需用涡流测厚仪测量。
2.涂膜外观应光亮平滑,无流挂、堆积、气孔、鼓泡,无漏涂。
3.成膜固化程度,应采用蘸有专用溶剂(如TY--3318专用稀料)的棉团对涂层反复擦拭,以不变色不发粘为合格。
4.有条件的单位应购置电火花检测仪,对散热器内腔进行彻底检查,确保散热器内防腐涂层的质量。
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