- 北京鋼制散熱器講解散熱器內防腐奧秘
- 日期：14-11-03 點擊：265 來源： 作者：
| 北京鋼制散熱器講解散熱器內防腐奧秘 | |
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分析采暖散熱器內防腐問題探討之一 與傳統鑄鐵散熱器相比，其中最大的問題就是腐蝕問題，隨著許多質量低劣的產品進入市場，輕型散熱器的滲漏、鼓包、開裂等問題越來越嚴重，這會漸漸影響到整個輕型散熱器行業，和鑄鐵散熱器相比，輕型散熱器的不足：1.成型制造工藝不同；2.材質結構不同；3.管壁厚度不同。 輕型散熱器的循環水管主要以鋼鐵、鋁、銅三種材質為主。在不經任何防腐處理時它們在潮濕環境或者水溶液介質中均會發生化學腐蝕和電化學腐蝕，其中電化學腐蝕為主要腐蝕。電化學腐蝕的影響因素主要為溫度、氧、CO2、H+、OH-、Cu2+、F-、S2-、NO3-、沙粒、污垢等；化學腐蝕的影響因素主要為：酸洗液殘留、溫度、氧氣、離子等。在潮濕空氣或水溶液中性介質中材料的腐蝕速度為鋼鐵>鋁>銅，但在堿性水溶液介質中為鋁>鋼鐵>銅，鍋爐水中的各類添加劑對輕型散熱器的腐蝕速率對材質有一定的選擇性。 為了解決輕型散熱器的腐蝕問題，目前最有效而且最成熟的內防腐工藝仍然是灌裝內防腐涂料。銅材目前由于腐蝕速度緩慢、涂料附著力不好的原因沒有灌裝內防腐涂料。 分析灌裝內防腐涂料要求：1.完全覆蓋被保護表面；2.涂料和被保護材料具有很好的結合力；3.防腐涂料質量必須過關。 由于受灌裝工藝和散熱器本身結構的限制，通常的灌裝方法很難完全覆蓋被保護表面，特別是邊緣、夾縫、焊接處、螺絲接口處等。北京有色金屬研究總院經過長時間的研究已經研究成功一種先進的灌裝方法，能夠完全覆蓋被保護的金屬表面。這種方法給輕型散熱器內防腐帶來了福音，特別是焊接工藝不合理的散熱器、鋁質散熱器、板式散熱器。涂料和被保護材料的結合力和磷化前處理有直接關系，除涂料本身的因素外，磷化處理的效果在很大程度上決定散熱器的防腐性能。散熱器的磷化處理應為鋅系磷化，磷化膜的微觀結構為均勻的網狀交結結構最為理想，它和涂料及金屬材料的結合力不受溫度及內應力變化的影響。磷化過程中的中和水洗直接影響磷化膜的好壞，同時殘留的酸和酸根會在高溫下在涂料內層引起腐蝕，嚴重時三、四個月即會引起局部穿孔、鼓包、裂紋。所以散熱器的表面磷化前處理應該引起各個生產企業的高度重視。 內防腐涂料必須具備以下要求：1.耐高低溫變化；2.柔韌性好；3.硬度高、耐沖刷；4.耐高溫耐堿性；5.揮發性適中，在瀝凈的過程中不能由于溶劑的揮發引起涂料的二次稀釋；6.粘度穩定性好，冬季和夏季使用不同的粘度指標；7.一次灌裝厚度達到要求；8.貯存性能好，高低溫下長時間使用無相變；9.粒度小；10.所用填料及樹酯具有很好的化學穩定性，特別是耐酸堿性。檢驗涂料防腐性能的最好方法是“摹擬鍋爐循環水的動態回路”，該方法簡單易行。 經過15天的連續高溫高壓堿水循環試驗，即可證明散熱器內防腐涂料的綜合防腐性能。 輕型散熱器的防腐問題是一個綜合問題，它涉及到材質、加工工藝、化學前處理、涂料、灌裝工藝等各個方面，所以要提高產品質量、降低服務成本必須在每一個環節提高質量管理水平，只有這樣才能將輕型散熱器行業發展壯大并最終完全取代鑄鐵散熱器。 分析散熱器內防腐問題探討之二 輕型散熱器的材質選購、機械加工、除油、磷化（氧化）、涂內防腐等每一個加工環節，其質量的保證都非常重要。現在一些廠家采用了先進的機械加工、焊接等高新技術，使得機加工技術得到一定的提高，現就機加工后除油、除銹、磷化的技術問題進行以下探討！ 一、磷化液: 目前鋼制散熱器一般采用鋅系磷化液，磷化膜呈灰色，膜厚1－3μ，硫酸銅點滴≥30s。鋅系磷化液的成分以Zn2+為主，并輔以膜的改性成份，如Ni2+、Mn2+等，與氧化劑如NO3-、NO2-等復配而成。 有少數廠家出于成本的考慮采用鐵系磷化液，用鐵系磷化液進行磷化處理得到的磷化膜實際上是基體金屬的磷酸鹽及氧化物，它們防止腐蝕在漆膜下面擴張的性能較差。 鐵系磷化膜主要用于在不太惡劣的腐蝕條件下或在變形大的工件上漆膜底層，也可用于工序間的防護。一般不用于高抗蝕的散熱器內防腐。 二、成膜基本原理： 當鋼鐵表面與酸性磷化液接觸時，鋼鐵表面被溶解： Fe + 2H+→Fe2+ + H2 從而金屬與溶液界面的酸度降低，由于化學平衡過程驅使金屬表面可溶的磷酸鹽向不溶的磷酸鹽轉化，并沉積在金屬表面形成磷化膜，其反應為： Me(H2PO4)2→MeHPO4 + H3PO4 3Me(H2PO4)2→Me3(PO4)2 + 4H3PO4 其中Me代表Zn、Mn、Ni、Fe等二價金屬離子。 同時基體金屬也可直接與酸性磷酸二氫鹽反應，溶液的酸度是很重要的，酸度太低不利于金屬基體的溶解，因此也就不能成膜；但酸度太高，則大大提高了磷化膜的溶解速度，也不利成膜，甚至根本不會上膜。 三、pH值與槽液成份的關系： 磷化液所需要的pH值隨著特殊成分的變化而變化，當H3PO4含量升高，槽液向酸的方向轉移，鋅離子濃度升高也具有同樣的趨勢，如果將最佳的pH值升高或降低十分之一，膜的質量就會大大降低，還會導致大量的沉淀形成，因此室溫磷化的控制是十分困難的，不過，一個好的低溫磷化液，它的pH值，游離酸可在更大的范圍內變動。 四、游離酸度、促進劑與磷化的關系： 隨著溫度的降低，化學反應速度減慢，磷化膜生成速度降低對磷化極為不利；因此要在低室溫條件下得到滿意的磷化膜，最重要的是應適當地降低酸度，以減少膜的溶解，同時設法提高反應速度；降低酸度與提高反應速度是一對矛盾體，但可通過增加促進劑的含量來彌補。游離酸度與促進劑應控制在什么范圍內對磷化有利呢？這主要取決于磷化液的其它成份，如我公司生產的鋅系磷化液，溫度可降到5℃以下，這是其它磷化液所達不到的。 五、基材及表面狀態的影響： 對于被磷化的材料，首先遇到的就是材料的種類及表面狀態；同是鋼鐵件，經酸洗后，表面晶格遭受腐蝕，生銹冷軋鋼板在處理前表面的均勻結構已遭到破壞，再進行酸洗處理，磷化結果就非常不理想，因此一些高檔產品的涂裝件應盡量不用有銹板材。 六、前處理的影響： 磷化前的表面處理是直接影響磷化膜質量的重要因素之一，所有銹跡、油污必須清除，除油除銹后水膜要能均勻地分布在工件表面。除油后到磷化前這段時間內工件不能接觸手或有油的污物，否則會留下手印或產生漏磷現象。 七、強酸對磷化膜的影響： 磷化液的酸度低，一般無除銹能力，因此有銹或氧化皮的工件，在磷化前首先要將其除去。最常用的化學酸洗液是硫酸、鹽酸、磷酸等。酸洗后的磷化膜結晶粗、孔隙大，還可達到相當的厚度。為解決膜結晶粗、孔隙大的問題，工藝采取中和、表調后進行磷化，為了提高生產效率，酸洗除油一步完成。我公司生產的酸性除油劑可按4%的濃度加入酸洗液槽中，即可抑制酸霧的產生，又可除油除銹。 八、磷化工藝： 一般散熱器生產廠家的磷化工藝采用七個槽子(除油除銹→水洗→中和→水洗→表調→磷化→水洗),如果條件具備，可采用： 堿性除油→水洗→酸性除銹→水洗→中和→水洗→表調→磷化→水洗→水洗→風干 九、槽液維護： 1.避免工作槽過負荷，對于鋅系磷化處理1m2面積的工件溶液需要110L； 2.各槽距不要太長，因為大量液體的流失會造成工件的干燥，酸洗過的工件也可能再銹，這些都是不允許的；在整個操作過程中各工件、各部位都應是潮濕的，否則將會產生條紋狀銹斑； 3.不要讓工件在夾具或吊籃中相互接觸，否則將留下漏磷斑點； 4.不能在處理槽，特別是酸洗槽和磷化槽中停留太長時間； 5.保證充分地沖洗，最大限度地減少對下道工序的污染； 6.不允許沉渣在槽內大量積聚，否則工件將會渲染在其中而形成多粉的磷化膜； 7.保證工件與槽上、下及各邊都具備足夠的距離，以保證充分的化學反應； 8.避免由于化學反應形成的氣泡在工件表面及內腔積蓄停留； 9.在磷化期間，應經常上下提升抖動，使鋼制暖氣片腔內磷化液不斷補充，并排除氣體。  十、磷化液濃度的測定： 為了使磷化正常地進行，首先要維持磷化液的濃度在規定的范圍以內；根據測定的結果，按處理液的基本標準給予補充，其值在一般說明書中都有規定。在處理過程中，各成份的消耗是不一致的，所以在正常的情況下要按各成份消耗量給予補充。為了得到穩定的磷化結果，必須維持一定的濃度，最好是連續的補給，一次性大量的補給會使平衡遭到破壞。 十一、故障的檢查和排除： 如果正常工作的前處理溶液突然發生故障，需從以下幾方面檢查： 1.檢查產品使用說明書，即溶液工作參數是否有不符之處； 2.檢查測試方法，即所測的點數是否正確； 3.檢查基體金屬，是否有油污或帶入的其他成份是否發生變化； 4.如果最后精飾存在問題，還需檢查各種化學藥劑、油漆、塑粉及溶劑等質量； 5.檢查所用水質量是否出現問題； 6.檢查處理液是否超負荷或化學成份的消耗情況，在實際生產中，不適當的處理，如脫脂、酸洗、水洗、表調、原料等都可能是影響磷化膜質量的因素。磷化后不良水洗泥渣粘附物、水質污染、干燥的凝縮物，工作中產生的二次污染等都是引起涂膜變劣從而影響質量的原因。如果自己無法排除解決問題，應及時反饋給磷化液生產廠家，由專業技術人員前往解決。 |
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