銅管使用中的問題淺析.ppt

目 錄,1、銅管和熱交換器的耐壓性和爆破壓力 2、銅管在空調(diào)機(jī)生產(chǎn)中的問題 3、銅管的釬焊問題 4、銅管的蟻巢腐蝕問題,1、銅管和熱交換器的耐壓性 和爆破壓力,目錄：,1、幾種 常用冷媒的工作壓力,2、銅管的工作壓力和爆破壓力,3、熱交換器的工作壓力和爆破壓力,4、影響熱交換器爆破壓力的因素,1、常用冷媒標(biāo)準(zhǔn)工況下的工作壓力,表 1,2、銅管的工作壓力和爆破壓力,2、1銅管的工作壓力,無損檢測(cè),渦流檢測(cè),水壓試驗(yàn),氣壓試驗(yàn),水壓試驗(yàn)計(jì)算公式,P =,P試驗(yàn)用水的靜壓力Mpa,t管材壁厚 mm,D管材外徑 mm,s材料的允許應(yīng)力 Mpa,Tp2銅管允許應(yīng)力規(guī)定為 s=41.2Mpa(6000psi),表 2 銅管的試驗(yàn)壓力,2、2 銅管的爆破壓力,表 3 幾種空調(diào)制冷銅管爆破壓力的計(jì)算值和實(shí)測(cè)值,3、熱交換器的工作壓力和爆破壓力,表 4 熱交換器耐壓爆破試驗(yàn)數(shù)據(jù),4影響熱交換器爆破壓力的諸因素,爆破壓力,提高,降低,1、彎管、脹管冷作硬化,2、包裹鋁翅片加強(qiáng),1、釬焊熱影響,2、釬焊接頭裝配不良,2、銅管在空調(diào)機(jī)生產(chǎn)中的常見問題,2、1熱交換器制造中銅 管容易發(fā)生的問題,表1 彎管中的問題,內(nèi)側(cè)起皺建議: 起皺數(shù)目3個(gè), 起皺高度0.5毫米.,表2 脹管和擴(kuò)口中的問題,兩器脹管時(shí)的不均勻收縮，對(duì)擴(kuò)裂影響很大，因此有的空調(diào)企業(yè)將脹擴(kuò)分成二步工序在二臺(tái)設(shè)備上分別進(jìn)行是值得推薦的。,2、2空調(diào)機(jī)或熱交換器中銅管的泄漏問題,2、2、1銅管本身問題 a、嚴(yán)重的劃傷 b、銅管有大塊夾雜物 非金屬夾渣 金屬夾雜物或壓入物 c、氧含量高在還原性氣氛下加熱產(chǎn)生氫脆性。 見圖 1,圖 1,2、2、2銅管在加工中造成的缺陷 1）大U型管彎頭處彎管微裂紋 2）加工中尖銳硬物刺傷銅管 3）銅管釬焊時(shí)造成的缺陷 a虛焊 b溶蝕穿孔 c銅管過燒穿孔圖 d銅管上的鋁翅片被火焰熔化使銅管 形成環(huán)形開裂,4）裝配應(yīng)力震動(dòng)應(yīng)力造成與壓縮機(jī)相連的連接管產(chǎn)生疲勞裂紋 5）裝配應(yīng)力堿性氣氛（主要是氨氣）環(huán)境下保管或工作造成應(yīng)力腐蝕裂紋 6）冰箱銅管的腐蝕泄漏 7）蟻穴腐蝕孔洞泄漏,3、銅管的釬焊問題 1）金屬焊接的分類 a熔焊 b釬焊 c壓焊 2）釬焊的定義 是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料做釬料， 將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于 母材熔點(diǎn)的溫度。使液態(tài)釬料潤濕母材， 填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接 焊件的方法。,3）釬焊的基本原理 為了得到一個(gè)良好的釬焊接頭，必須能使 液態(tài)釬料充分流入并致密的填滿釬縫的間 隙，而且又能和被釬焊的金屬相互作用達(dá) 到金屬結(jié)合?？梢娾F焊包含兩個(gè)過程。,4）影響釬焊過程的主要因素 (1) 釬料和母材之間相互作用的影響 （2）釬焊加熱溫度的影響 （3）兩被釬焊零件之間間隙大小的影響 毛細(xì)高度和間隙寬度成反比 液體釬料中溶解母材多，偏離共晶點(diǎn)， 使流動(dòng)性變差。,（4）液體釬焊流動(dòng)性的影響 （5）被釬焊金屬表面氧化物的影響 （6）釬劑的影響 （7）表面活性物質(zhì)的影響,5）熱交換器釬焊時(shí)容易出現(xiàn)的問題 （1）釬料在焊縫間隙中未填滿（圖 2）,（2）釬料流失在管腔中形成焊料瘤（圖 3）,（3）虛焊（未焊透）（圖 4）,（4）釬縫中的氣孔（圖 5）,（5）溶蝕和溶穿（圖 6）,（6）母材銅管過燒與燒穿（圖 7）,a 外表面 b 內(nèi)表面,4、空調(diào)制冷銅管的蟻穴腐蝕 1）什么是蟻穴腐蝕 在空調(diào)制冷銅管上出現(xiàn)的一種表面用放大鏡 看起來象針孔一樣的微小泄漏通道。但在其 橫截面上可以看出腐蝕部分有相互連通的迷 宮似的潛埋隧道，互有分支相通。由于在橫 截面上看這種腐蝕的形態(tài)很象蟻巢，所以把 這種類型的腐蝕稱作“蟻巢腐蝕”，或“蟻窩腐 蝕。見圖 8,圖 8,2）蟻巢腐蝕概況：,（1）自1977年國外首次報(bào)導(dǎo)，在空調(diào)冷卻水 系統(tǒng)中銅管發(fā)生細(xì)小針孔微漏。 （2）1988年日本銅發(fā)展協(xié)會(huì)（JCDA)的腐蝕 委員會(huì)組織2所大學(xué)、6家銅管廠、1所 政府實(shí)驗(yàn)室共同研究蟻巢腐蝕方法。 （3）我公司首次發(fā)現(xiàn)蟻巢腐蝕是在2002年6月。 見圖 9 （4）最近一次是2004年8月某汽車空調(diào)廠又發(fā) 生一起。見圖10,圖 9,圖 10,3）引發(fā)蟻巢腐蝕的物質(zhì),從70年代發(fā)現(xiàn)蟻巢腐蝕，但未查出腐蝕機(jī)理，在隨后的20多年里世界各國進(jìn)行了大量的研究工作，至今通過對(duì)泄漏案例的調(diào)查和實(shí)驗(yàn)研究，已經(jīng)知道了引發(fā)蟻巢腐蝕的物質(zhì)。 （1）含氯有機(jī)溶劑 （2）熱交換器制造中的揮發(fā)性潤滑油 （3）助焊劑 （4）壓縮機(jī)油 （5）其他還有：木材和人工建材；泡沫塑料隔熱層和膠粘 帶；香水化妝品；調(diào)味品和殺蟲劑。,4）蟻巢腐蝕的機(jī)理,腐蝕機(jī)理 蟻巢腐蝕的可能機(jī)理如下：在潮濕氣氛中，羧基酸酸化銅表面的水并穿透氣態(tài)氧化銅薄膜傷面，使銅溶化在表面的水中。 Cu Cu+ + e- （1） 同時(shí)在水層羧基酸與一價(jià)銅離子之間形成一價(jià)銅復(fù)合物。 Cu+ +X- CuX （2） 而X是HCOO-， RCOO-（R：烴基群）。水中的復(fù)合物通過復(fù)合濃度、溫度和濕度進(jìn)行局部變化從溶液中析出。該復(fù)合物氧化形成Cu2O和二價(jià)銅復(fù)合物。 4 CuX+1/2O2 Cu2O+2CuX2 （3） CuX + X- CuX2+ e- （4）,微觀槽中的二價(jià)銅復(fù)合物在小坑中與銅反應(yīng)，形成一價(jià)銅復(fù)合物。 CuX2+ Cu 2CuX （5） CuX再次氧化，見方程式（3）或（4）。該催化反應(yīng)連續(xù)出現(xiàn)并起作用。這種陰極反應(yīng)主要是氧化還原反應(yīng)。 O2+2H2O+4 e-4OH- （6） 在陰極區(qū)域生成的OH-離子向正極轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散生成Cu2O。該Cu2O會(huì)在小坑的脆弱部位產(chǎn)生裂紋。由于熱循環(huán)和冷循環(huán)的抽吸會(huì)使氧氣穿透。穿透的氧氣會(huì)氧化CuX，在小坑壁上形成Cu2O。這個(gè)循環(huán)反應(yīng)會(huì)促進(jìn)腐蝕。 熱力學(xué)研究給一價(jià)銅和二價(jià)銅復(fù)合物的蟻巢腐蝕機(jī)理提供了理論支撐25）。,Mechanism presumed,Ants Nest Corrosion and Its Prevention,Anodic reaction,Cathodic reaction,CuX2,CuX2,預(yù)防對(duì)策